(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210857755.8 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 施树云　童霞　童超英　王岱杰　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 张晓鹏 (51)Int.Cl. B01L 3/00(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 21/64(2006.01) (54)发明名称 一种用于检测有机磷农药的串联3D比率荧 光微流控装置和方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于检测有机磷农药的 串联3D比率荧光微流控装置和方法， 属于生化分 析与生物传感器技术领域， 所述装置包括四层2D μPAD和连接装置； 每一层2DμPAD都可以负载和 添加试剂， 触发检测OPs的级联反应； 每层2Dμ PAD根据反应顺序命名为1 ‑4层， 1st层负载BChE， 2nd层负载溶解ATCh， 3rd层负载溶解MnO2纳米片 与RCDs， 4th层负载OPD； 所述连接装置将四层2D μPAD按照参加反应的先后次序串联起来。 T ‑3D μPAD串联3D比率荧光微流控装置具有响应准 确、 操作简单和无背景干扰检测OPs的优点， 为现 场检测农药残留提供了可选择的方法。 权利要求书2页 说明书14页 附图10页 CN 115430468 A 2022.12.06 CN 115430468 A 1.一种用于检测有机磷农药的串联3D比率荧光微流控装置T ‑3D μPAD， 其特征是， 包括 四层2D μPAD和连接装置； 每层2DμPAD包括两层疏水材料， 一层亲水材料， 疏水材料在亲水材料正反面形成疏水 屏障； 两层疏水材料相同位置处设有通孔， 亲水材料 的尺寸介于通孔尺寸与疏水材料尺寸 之间， 且通过通 孔在2D μPAD的上 下表面裸露； 每层2D μPAD根据反应顺序命名为1 ‑4层， 1st层负载BChE， 2nd层负载溶解ATCh的Tris ‑HCl 缓冲液， 3rd层负载溶解MnO2纳米片的Tris ‑HCl缓冲液与RCDs， 4th层负载OP D； 所述连接装置将四层2D μPAD按照参加反应的先后次序串联起 来。 2.如权利要求1所述的用于检测有机磷农药的串联3D比率荧光微流控装置T ‑3DμPAD， 其特征是， 所述疏水材料尺寸为10mm ×10mm； 所述通孔直径为4 ‑8mm， 优选为6mm； 所述亲水 材料直径为6 ‑10mm， 优选为8m m。 3.一种用于检测有机磷农药的检测系统， 其特征是， 所述检测系统包括权利要求1或2 所述的串 联3D比率荧光微流控装置T ‑3D μPAD与载 玻片； 每层2D μPAD根据反应顺序命名为1 ‑ 4层， 1st层负载BChE， 2nd层负载溶解ATCh的Tris ‑HCl缓冲液， 3rd层负载MnO2纳米片的Tris ‑ HCl缓冲液与RCDs， 4th层负载OP D。 4.如权利 要求3所述的用于检测有机磷农药的检测系统， 其特征是， 所述Tris ‑HCl缓冲 液浓度为8 ‑12mM， 优选为10mM； 缓冲液的pH值为7.0 ‑9.0， 优选为8.0； 缓冲 液的体积为4 ‑8 μ L， 优选为6 μL； 所述BChE的生物活性为300 ‑500UL‑1， 优选的为400UL‑1； 所述BChE的体积为4 ‑8 μL， 优选 为6 μL； 所述ATCh的浓度为13 ‑17mM， 优选为15mM； 所述MnO2纳米片的浓度为0.2 ‑0.4mg mL‑1， 优选为0.3mgmL‑1； 所述RCDs的浓度为0.1 ‑0.3mgmL‑1， 优选为0.2mgmL‑1； 所述RCDs的体积为4 ‑8 μL， 优选为6 μL； 所述OPD的浓度为0.1M,体积为 4‑8 μL， 优选为6 μL。 5.如权利要求3所述的用于检测有机磷农药的检测系统， 其特征是， 所述RCDs的制备方 法为:将原料洗净烘干， 采用乙醇进行80 ‑100℃加热回流； 将上清液过滤后， 浓缩离心； 将 离 心所得材料干 燥并与H2N‑PEG‑NH2乙醇溶液混合， 75℃下 反应4h； 冷却至室 温后， 将反应液置 于透析袋中， 透析 得RCDs。 6.如权利要求5所述的用于检测有机磷农药的检测系统， 其特征是， 所述原料为茄子、 黄瓜、 香菜、 菠菜、 西红柿、 猕猴桃、 韭菜、 空心菜； 优选的， 为 香菜； 或， 所述过 滤以0.22 μm膜进行 过滤， 收集滤 液； 或， 所述透析为： 用透析袋将滤 液透析2‑4天， 得到的RCDs冷却干燥， 低温储 存， 备用。 7.一种检测有机磷农药的检测方法， 其特征是， 所述检测方法基于权利要求1或2所述 的用于检测有机磷农药的串联3D比率荧光微流控装置T ‑3D μPAD和/或权利要求3 ‑6任一项 所述的用于检测有机磷 浓农药的检测系统。 8.如权利要求7所述的检测有机磷农药的检测方法， 其特征是， 所述检测方法包括:每 一步反应过程中， 两层2D μPAD的顶部和底部均覆盖载玻片； 在1st层2D μPAD的亲水材料上滴加不同浓度的OPs， 有机溶剂挥发后， 在1st层的背面滴加权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115430468 A 2BChE， 30‑40℃孵育10‑20min， 优选的， 37℃下孵 育15min； 将1st层堆叠在含有ATCh的2nd层上方， 并在1st层上滴加超纯水， 30 ‑40℃孵育10‑20min， 优选的， 37℃下孵 育15min； 将2nd层堆叠在含有MnO2纳米片与RCDs的3rd层上方， 并在2nd层上滴加超纯水， 30 ‑40℃孵 育10‑20min， 优选的， 37℃下孵 育10min； 将3rd层堆叠在含有OPD的4th层上方， 并在4th层背面滴加超纯水， 30 ‑40℃孵育10 ‑ 20min， 优选的， 37℃下孵 育10min； 将3rd层作为检测层， 放置于便携式装置中， 使用智能手机拍摄荧光图像， 通过颜色识别 器应用软件分析 得RGB值。 9.如权利要求8所述的检测有机磷农药的检测方法， 其特征是， 所述便携式装置包括 365nm的UV灯、 暗箱和智能手机， 暗箱上部 设有拍照孔； UV灯位于暗箱内部， 处于拍照孔的正 下方； 3rd层置于暗箱底部， 拍照孔、 UV灯与3rd层位于同一竖直方向； 智能手机的摄像头通过 拍照孔拍摄荧 光图像。 10.一种可视化现场即时检测平台， 其特征是， 所述检测平台包括权利要求1或2所述的 用于检测有机磷农药的串联3D比率荧光微流控装置T ‑3D μPAD和/或权利要求3 ‑6任一所述 的用于检测有机磷农药的检测系统。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115430468 A 3