基于微流控技术检测食物过敏原

食品中的重金属污染主要是指由生物毒性显著的重金属元素引起的污染，如砷、汞、铜和铅等，长期接触此类元素可能会导致癌症或其他相关疾病，如日本发生的水俣病、痛痛病就是由于长期食用受到汞和镉所污染的食品而导致的，目前，重金属污染已被列为影响食品安全的主要危害之一。因此，开发快速、可靠的重金属检测方法具有重要意义。传统实验室中重金属的检测方法主要包括原子吸收光谱法(AAS)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等，但由于其成本和分析时间的限制，使它们在现场筛选和监测中无法应用，

微流控技术的出现实现了对重金属离子的原位测量。通过微流控样品预处理装置与DNA适配体连接的光致发光氧化石墨烯量子点(GOQD)传感器的结合，实现了对Pb²⁺的检测。如图2所示，该平台在蠕动式聚二甲基硅氧烷(PDMS)微泵与阳离子交换树脂的作用下实现了对微量金属离子的预浓缩，Pb²⁺与GOQD上DNA适配体的特异性相互作用形成G-四联体，在紫外线照射下诱导电子转移，GOQD发生荧光猝灭效应。研究表明，该传感器对Pb²⁺具有较高检测能力，其检出限为0.64nmol/L，线性范围为1.00～1000.00nmol/L。

设计了带有微孔Mn2O3修饰的丝网印刷电极的3D打印微流控装置。整个装置由Mn₂O₃修饰的丝网印刷电极、便携式3D打印单元、通用串行总线USB接口、蠕动泵和平板电脑组成，通过USB与平板电脑的连接对Pb²⁺进行了实时监控，并利用有限元方法(FEM)对微流控单元参数完成了优化，实验结果显示这一操作对提高该装置的检测限、灵敏度、选择性和重现性具有重要意义，其对Pb²⁺的检出限为0.20μg/L。滤纸作为目前微流控技术的首选材料，在重金属检测中得到了良好的应用。King-kan等制备了基于丝网印刷石墨烯电极的纸基微流控电化学检测平台，用于同时检测锡和铅。为了提高装置的电化学性能，将铋纳米粒子修饰在丝网印刷的石墨烯电极上，并利用表面活性剂改变重金属的氧化还原电势、扩散系数和电子传递系数，防止检测过程中出现重叠峰。其对铅和锡的检出限分别为0.26、0.44μg/mL。