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申请/专利权人：江苏大学

摘要：本发明属于食品安全检测领域，具体涉及一种基于多通道微流控纸基芯片的食品危害物检测方法。首先制备油溶性的上转换纳米材料、水溶性的上转换纳米材料、上转换荧光探针；和制备磁性纳米材料；然后基于磁性纳米材料制备具有高淬灭活性的纳米复合材料；进而制备靶标适配体修饰的纳米复合材料；并以上转换纳米材料与纳米复合材料耦合形成的纳米探针；最后，利用纸基微流控芯片和纳米探针制备多通道纸基微流控芯片，实现对食品中危害物含量的检测；本发明以草甘膦、啶虫脒、马拉硫磷为例，通过构建标准曲线，实现了食品中相应危害物含量的检测；不仅快速，而且准确；同时，本发明还兼具现场化同时检测多种危害物的能力，具有良好的实用前景。

主权项：1.一种基于多通道微流控纸基芯片的食品危害物检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，制备油溶性上转换纳米材料：将六水氯化钇、六水氯化镱和六水氯化铥加入到一定体积的甲醇A中超声溶解，然后添加油酸和1-十八烯并充分混合，在封闭条件下进行第一次加热搅拌，搅拌后冷却至室温；解除封闭条件，然后逐滴加入含有氢氧化钠和氟化铵的甲醇B，在封闭条件下进行第二次加热搅拌，搅拌后冷却至室温，经离心分离得到沉淀，使用超纯水和乙醇的混合液进行第一次清洗，然后，使用环己烷溶液进行第二次清洗，经干燥后得到油酸包覆的上转换纳米材料，备用；步骤二，制备水溶性的上转换纳米材料：称取步骤一制备的油酸包覆的上转换纳米粒子分散于盐酸溶液中超声处理；处理结束后，再加入乙醇并超声分散均匀，随后加入超纯水、氨水于一定温度条件下搅拌均匀；搅拌均匀后加入正硅酸四乙酯进行第一次反应，再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷进行第二次反应；反应结束后离心分离，得到的产物再用超纯水清洗，清洗后分散于超纯水中，得到水溶性上转换纳米材料溶液；步骤三，制备上转换纳米材料荧光探针：S1、将步骤二制备的上转换纳米材料溶液加入戊二醛水溶液在摇床上进行活化反应；活化反应后离心分离得到上转换纳米材料，再将其分散在磷酸盐缓冲液A中，然后加入靶标适配体互补链溶液A，于摇床进行恒温孵育，孵育后再经离心，得到的沉淀物经磷酸盐缓冲液清洗后再次离心收集沉淀物，再将沉淀物复溶于磷酸盐缓冲液中，得到的分散液，记为上转换荧光探针溶液A；S2、同S1的操作，区别仅是将靶标适配体互补链溶液A替换为靶标适配体互补链溶液B和靶标适配体互补链溶液C；其余操作均相同，最终得到上转换荧光探针溶液B和上转换荧光探针溶液C；步骤四，制备磁性纳米材料：首先称取六水合三氯化铁、聚4-苯乙烯磺酸-共聚-马来酸钠盐、无水醋酸钠和乙二醇混合后进行第一次加热搅拌反应，反应后再加入氢氧化钠，进行第二次搅拌直至溶解；接着将所得溶液转移到衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中进行水热反应，反应结束后，冷却至室温，收集反应产物，并用乙醇和纯水的混合溶液清洗并离心分离；收集得到的沉淀物在真空烘箱中干燥过夜，记为Fe3O4备用；步骤五，制备具有高淬灭活性的纳米复合材料：称取步骤四制备的磁性纳米材料分散于硫酸铜溶液中进行第一次加热搅拌反应，然后加入硼氢化钠进行第二次搅拌反应，经磁分离得到沉淀，并用乙醇和纯水的混合溶液清洗离心；收集离心得到的沉淀物经真空干燥后得到具有高淬灭活性的纳米复合材料，记为Fe3O4@Cu；步骤六，制备靶标适配体修饰的Fe3O4@Cu：S1、称取步骤五制备的Fe3O4@Cu材料溶解在磷酸盐缓冲液A中，在加入1-乙基-3-二甲基氨基丙基碳酰二亚胺溶液和N-羟基丁二酰亚胺溶液中在摇床上进行活化反应，活化后加入靶标A适配体溶液，于摇床进行第二次恒温孵育，孵育后经磷酸盐缓冲液清洗离心，再将沉淀物复溶于磷酸盐缓冲液B中，得到的分散液，记为Fe3O4@Cu溶液A；S2、同S1的操作，区别仅是将靶标A适配体溶液替换为靶标B适配体溶液和靶标C适配体溶液；其余操作均相同，最终得到Fe3O4@Cu溶液B和Fe3O4@Cu溶液C；步骤七，制备上转换纳米材料与Fe3O4@Cu耦合形成的纳米探针：S1、取步骤三中制备的表面修饰有靶标适配体互补链的上转换荧光探针溶液A，加入步骤六中制备的靶标适配体修饰的Fe3O4@Cu溶液A，然后置于摇床震荡孵育；反应结束后离心，收集沉淀物悬浮在磷酸盐缓冲液A中，得到上转换荧光纳米材料与Fe3O4@Cu耦合形成的纳米探针溶液A；S2、同S1的操作，区别是将上转换荧光探针溶液A替换为上转换荧光探针溶液B和上转换荧光探针溶液C；靶标适配体修饰的Fe3O4@Cu溶液A替换为靶标适配体修饰的Fe3O4@Cu溶液B和靶标适配体修饰的Fe3O4@Cu溶液C；其余操作均相同，最终得到纳米探针溶液B和纳米探针溶液C；步骤八，制备多通道微流控纸基芯片：裁取滤纸，并使用激光墨粉打印机将绘制好的纸质图案打印在滤纸上，然后将滤纸放置在鼓风干燥箱中进行热固化处理，在自然冷却到室温后，再将打印好的滤纸从烘箱中取出并切割，得到由疏水壁垒区和亲水流动区组成的纸基微流控芯片。其中，打印机墨水被固化到层析滤纸的纤维孔隙中，形成溶液无法流动的疏水壁垒区；在疏水壁垒区的一侧，由墨水围成微流控检测区域；微流控检测区域由检测区一、检测区二、检测区三、加样区和流动通道组成，所述检测区一、检测区二、检测区三相互独立，且分别通过流动通道与加样区相连通；最后将步骤七中制备的纳米探针溶液A滴加至微流控纸基芯片的检测区一、纳米探针溶液B滴加至微流控纸基芯片的检测区二、纳米探针溶液C滴加至微流控纸基芯片的检测区三，得到用于检测的多通道纸基微流控芯片；步骤九，对食品中危害物含量的检测：a标准曲线的建立：首先配制不同浓度的食品危害物A标准溶液、食品危害物B标准溶液和食品危害物C标准溶液，分别滴加到步骤八得到的多通道纸基微流控芯片的加样区，通过流动通道一、流动通道二和流动通道三到达检测区一、检测区二和检测区三，在室温下进行孵育，使食品危害物A、食品危害物B、食品危害物C充分与上转换荧光探针反应，得到不同浓度的多通道纸基微流控芯片；孵育后采集检测区一的荧光信号值，然后以食品危害物A浓度和荧光强度进行线性拟合，建立食品危害物A含量检测的标准曲线；同理，采集检测区二的荧光信号值以食品危害物B浓度和荧光强度进行线性拟合，建立食品危害物B含量检测的标准曲线；采集检测区三的荧光信号值，以食品危害物C浓度和荧光强度进行线性拟合，建立食品危害物C含量检测的标准曲线；同时，记录检测区一的图像，并提取出颜色特征值A，建立颜色特征值A与食品危害物A浓度的标准曲线；接着，记录检测区二的图像，并提取出颜色特征值B，建立颜色特征值B与食品危害物B浓度的标准曲线；最后，记录检测区三的图像，并提取出颜色特征值C，建立颜色特征值C与食品危害物C浓度的标准曲线。b实际样品的检测：将实际样本经预处理，提取得到含有食品危害物的待测溶液；将待测溶液滴加到多通道微流控纸基芯片的加样区，在室温下进行孵育后；测定检测区一的荧光强度并拍摄相应的图像提取颜色特征值，带入步骤九所得的食品危害物A含量检测标准曲线，计算出实际样本的食品危害物A的含量；测定检测区二的荧光强度并拍摄相应的图像提取颜色特征值，带入步骤九所得的食品危害物B含量检测标准曲线，计算出实际样本的食品危害物B的含量；测定检测区三的荧光强度并拍摄相应的图像提取颜色特征值，带入步骤九所得的食品危害物C含量检测标准曲线，计算出实际样本的食品危害物C的含量。

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百度查询： 江苏大学 一种基于多通道微流控纸基芯片的食品危害物双模检测方法