Page 102 - 理化检验-化学分册 2021年第六期
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DOI : 10.11973 / lh jy Ghx202106017
基于功能核酸的纸基微流控芯片测定
重金属离子的研究进展
郑玉竹 ,曹 慧 ,徐 斐 ,葛玉卿 ,王 震 ,陈莉敏 ,武薇薇 ,朱俊杰 ,袁 敏 1∗
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( 1. 上海理工大学 医疗器械与食品学院, 上海食品快速检测工程技术研究中心,上海 200093 ;
2. 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所,上海 200050 ; 3. 上海皓信生物科技有限公司,上海 201109 )
摘 要:综述了近年来用于检测重金属离子( 铅离子、 镉离子、 汞离子和银离子) 的基于功能核酸
的纸基微流控芯片的研究进展, 包括其类型及检测原理等, 并对其发展前景进行了展望( 引用文献
53 篇).
关键词:纸基微流控芯片;功能核酸;重金属离子;检测
中图分类号: O65 文献标志码: A 文章编号: 1001G4020 ( 2021 ) 06G0568G09
重金属对环境的污染日益严重, 引起了严重的 功能核酸是指具有特定结构和功能的天然或人
生态和全球公共卫生问题 [ 1 ] .就毒性而言, 最具危 工核酸序列, 其主要筛选方法是通过指数富集式配
险性的重金属是铅、 镉和汞等.镉在环境中的含量 体系统进化技术在体外进行筛选.目前, 功能核酸
一般较低, 不会影响人体健康, 但会在生物 体内富 的相关研究不断深入, 其被制作成生物传感器, 已广
集, 通过食物链对人体造成慢性中毒 [ 2 ] .铅是水污 泛应用于较多领域.李宸葳等 [ 11 ] 制备了铅离子功
染的主要来源之一, 特别是在日常饮用水中, 铅离子 能核酸比色生物传感器, 利用功能核酸特殊的催化
含量过高会导致严重的疾病, 例如肾、 肝和脑等器官 性质实现了蛋白质、 金属离子及小分子等的检测, 进
疾病 [ 3G4 ] .汞是一种广泛存在的环境毒物和污染物, 而达到治疗的目的.
会引起人 体 组 织 的 严 重 改 变, 对 健 康 产 生 不 利 影 随着微型化和集成化的发展, 纸基微流控技术
响 [ 1 ] .另外, 银离子具有杀菌消毒特性, 但若其造成 自 2007 年问世以来迅速发展 [ 12 ] , 可用于健康诊断、
水污染或食品污染, 通过食物链进入人体后会导致 环境监测和食品质量分析等诸多领域 [ 12G13 ] , 特别是
腹泻、 神经或器官损伤等疾病 [ 5 ] .因此, 对水环境中 在环境分析领域显示出巨大的优势 [ 14 ] .纸( 纤维素
重金属进行即时检测是非常有必要的, 尤其是在经 纤维) 作为微流控平台的基质, 被称为纸基微流控芯
济较落后地区, 水污染可能会更加严重, 但很少引起 片( PADs ). PADs通常以不同材料的纸为基材,
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人们的注意. 运用喷蜡、 喷墨印刷和平板印刷等技术制作而成.
检测重金属离子广泛使用的方法有原子吸收光 它的主要优点基于纸张的纤维结构, 即允许液体在
谱法( AAS ) 、 原子发射光谱法 ( AES ) 、 电 感 耦 不使用外部或内部泵送系统的情况下自发流动 [ 15 ] ;
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[ 8G9 ] 和阳极溶出伏安法
合等离子体质谱法( ICPGMS ) 同时纸张的纤维结构还提供了内置的过滤能力, 适
( ASV ) 等.这些检测方法由于仪器体积大、 价格 用于处理复杂的样本, 如血液.而微流控通道布局
[ 10 ]
昂贵、 样品制备过程复杂, 不可直接用于即时检测. 可以通过使用商业蜡打印机很容易地“ 打印” 到纸
上述常规检测方法还需要专业人员进行操作, 这对 上, 从而形成疏水屏障 [ 16 ] .此外, 纸张基材价格低
于偏远、 经济较落后地区来说很难解决. 廉、 储存 容 易、 质 量 轻、 运 输 方 便. 这 种 低 成 本 的
μ PADs更适用 于 偏 远、 经 济 较 落 后 地 区 以 及 临 床
收稿日期: 2020G09G20
检验.
基金项目:上海市科委农业重点科技攻关项目( 18391901200 )
尽管 PADs已推出 10 余年, 但其作为传感器
作者简介:郑玉竹, 硕士研究生, 主要从事食品快速检测方面的 μ
用于食品安全领域仍处于初级阶段.鉴于此, 本工
研究工作
作综述了近年来应用不同类型的 PADs检测铅离
∗ 通信联系人. y uanmin1371@126.com μ
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