新型环烯烃聚合物微流控芯片的设计及其在大肠埃希菌O157:H7快速检测中的应用

doi:10.3969/j.issn.1673-8640.2020.02.012

检验医学 ›› 2020, Vol. 35 ›› Issue (2): 148-152.DOI: 10.3969/j.issn.1673-8640.2020.02.012

• 技术研究与评价?论著 • 上一篇下一篇

新型环烯烃聚合物微流控芯片的设计及其在大肠埃希菌O157:H7快速检测中的应用

高菊逸¹, 吴传安¹, 杨伟康¹, 罗裕旋¹, 刘胜楠¹, 徐小平²

1. 深圳市龙华区妇幼保健院,广东深圳 518110
2. 香港大学深圳医院,广东深圳 518053

收稿日期:2018-12-19 出版日期:2020-02-29 发布日期:2020-03-22
作者简介:null
作者简介:高菊逸,女,1988年生,硕士,主管技师,主要从事病原微生物的快速检测及耐药性分析研究。

Role of COP microfluidic chip for the rapid detection of Escherichia coli O157:H7

GAO Juyi¹, WU Chuanan¹, YANG Weikang¹, LUO Yuxuan¹, LIU Shengnan¹, XU Xiaoping²

1. Shenzhen Longhua District Maternity and Child Hospital,Shenzhen 518110,Guangdong,China
2. Hongkong University Shenzhen Hospital,Shenzhen 518053,Guangdong,China

Received:2018-12-19 Online:2020-02-29 Published:2020-03-22

摘要/Abstract

摘要：

目的建立一种可快速检测大肠埃希菌O157:H7的新型微流控芯片方法,用于细菌的早期鉴别与诊断。方法采用激光雕刻技术制作微流控芯片,在OCA光学透明胶上雕刻1条微通道,再将上、下2层环烯烃聚合物（COP）不可逆键合,最后通过免疫荧光方法检测大肠埃希菌O157:H7。比较微流控芯片法与培养法检测结果的总体符合率。结果成功建立了一种新型、简易的微流控芯片系统,对大肠埃希菌O157:H7的检测限为10³ CFU/mL,且有良好的特异性和可重复性,与培养法的总体符合率为95%。结论新型COP塑料芯片系统可实现对大肠埃希菌O157:H7的低成本、快速检测。

关键词: 微流控芯片, 大肠埃希菌O157:H7, 快速检测

Abstract:

Objective To establish a new type of plastic microfluidic chip which can detect Escherichia coli O157:H7 rapidly for the early diagnosis and differentiation. Methods The device contained microfluidic channels fabricated from cycloolefin polymer（COP） and optically clear adhesive（OCA）. The microfluidic channels on OCA film were simply fabricated using a laser prototyping technique. Using immunofluorescence assay,Escherichia coli O157:H7 was detected. The consistency between microfluidic chip and culturing was evaluated. Results A new and simple microfluidic chip system had been established successfully. This system had a low detection limit of 10³ CFU/mL,the repeatability and specificity were good,and the overall consistency with culturing was 95%. Conclusions This new type of COP plastic microfluidic chip system could detect Escherichia coli O157:H7 rapidly and inexpensively.

Key words: Microfluidic chip, Escherichia coli O157:H7, Rapid detection

中图分类号:

R446.1

高菊逸, 吴传安, 杨伟康, 罗裕旋, 刘胜楠, 徐小平. 新型环烯烃聚合物微流控芯片的设计及其在大肠埃希菌O157:H7快速检测中的应用[J]. 检验医学, 2020, 35(2): 148-152.

GAO Juyi, WU Chuanan, YANG Weikang, LUO Yuxuan, LIU Shengnan, XU Xiaoping. Role of COP microfluidic chip for the rapid detection of Escherichia coli O157:H7[J]. Laboratory Medicine, 2020, 35(2): 148-152.

图/表 6

图1 微流控芯片设计图

图2 微流控芯片实物图

图3 芯片内表面修饰注:链霉亲和素;生物素标记的抗大肠埃希菌O157:H7抗体;小牛血清蛋白;大肠埃希菌O157:H7; 异硫氰酸荧光素标记的大肠埃希菌O157:H7抗体

图4 反应条件优化结果注:0.5 μL/min;1.0 μL/min;3.0 μL/min;5.0 μL/min

图5 微流控芯片检测大肠埃希菌O157:H7的灵敏度和特异性注:（a）检测荧光图,20倍显微镜下观察,标尺线为100 µm;（b）浓度反应曲线;（c）特异性试验结果;阴性对照组;大肠埃希菌O157:H7

表1 2种方法检测结果比较份

微流控芯片法	培养法
微流控芯片法	阳性	阴性	合计
阳性	45	0	45
阴性	5	50	55
合计	50	50	100

参考文献 11

[1]	ZHANG T,HU S,YANG W,et al.Variations of Escherichia coli O157:H7 survival in purple soils[J]. Int J Environ Res Public Health,2017,14(10):1246.
[2]	WANG S,XIE J,JIANG M,et al.The development of a portable SPR bioanalyzer for sensitive detection of Escherichia coli O157:H7[J]. Sensors(Basel),2016,16(11):1856.
[3]	GAO X,YANG X,NOLL L,et al.Whole genome shotgun sequencing revealed highly polymorphic genome regions and genes in Escherichia coli O157:H7 isolates collected from a single feedlot[J]. PLoS One,2018,13(8):e0202775.
[4]	TARR G A M,SHRINGI S,PHIPPS A I,et al. Geogenomic segregation and temporal trends of human pathogenic Escherichia coli O157:H7,Washington,USA,2005-2014[J]. Emerg Infect Dis,2018,24(1):32-39.
[5]	张望. 集成化微流控芯片的研制及其在大肠埃希菌O157:H7检测中的应用[D]. 南昌:南昌大学,2014.
[6]	张望,徐小平,高菊逸,等. 阀控多通道微流控芯片高通量快速检测大肠埃希菌O157∶H7[J]. 临床检验杂志,2013,31(11):829-832.
[7]	高菊逸,杜晶辉,张望,等. 简易型微流控芯片捕获循环肿瘤细胞的研究[J]. 化学学报,2014,72(1):69-74.
[8]	WANG S,ESFAHANI M,GURKAN U A,et al.Efficient on-chip isolation of HIV subtypes[J]. Lab Chip,2012,12(8):1508-1515.
[9]	THOMSEN V,SCHATZLEIN D,MERCURO D.Limits of detection in spectroscopy[J]. Spectroscopy,2003,18(12):112-114.
[10]	肠出血性大肠杆菌O157:H7感染性腹泻监测方案[Z]. 2006.
[11]	李永新,梨源倩,渠凌丽,等. 微流控芯片-激光诱导荧光快速检测4种食源性致病菌[J]. 分析化学,2008,36(12):1667-1671.

[1]	王诗淇, 李荷楠, 刘井波, 王占伟, 王知任, 迟大利, 王辉. 环介导等温扩增技术快速检测粪便样本艰难拟梭菌的临床应用[J]. 检验医学, 2022, 37(9): 860-863.
[2]	姚锂凤, 郑巧平, 杨蒙, 罗清琼, 陈旭, 陈福祥. 胶体金免疫层析法快速检测CRE碳青霉烯酶效果评价[J]. 检验医学, 2022, 37(1): 68-71.
[3]	葛丹红, 唐立萍, 欧元祝, 虞啸炫, 刘文彬, 林斐然, 龚敬凯, 朱宇清. 微流控芯片POCT室内质量控制方案的探索[J]. 检验医学, 2021, 36(6): 674-678.
[4]	侯伟伟, 江涟, 李冬. MALDI-TOF MS直接鉴定血培养阳性病原的临床应用[J]. 检验医学, 2021, 36(4): 424-429.
[5]	吴兴龙, 赵翔文, 赵庆玲. 刃天青还原法在鲍曼不动杆菌及铜绿假单胞菌多黏菌素B体外药物敏感性快速检测中的应用[J]. 检验医学, 2019, 34(9): 812-814.
[6]	董磊, 刘娟, 艾现印, 马红雨, 全首祯, 姜涛. 人腺病毒-B55实时荧光定量PCR扩增方法的建立[J]. 检验医学, 2019, 34(3): 259-262.
[7]	张培, 梁克峰, 李春缘, 陈迪嘉, 陈颖龙, 管文升, 杨柳, 陈月, 任瑞文. 基孔肯雅热IgG抗体胶体金快速检测试纸条初步评价[J]. 检验医学, 2019, 34(1): 82-83.
[8]	朱娟, 姜红峰. 安速幽门螺杆菌快速检测法与¹³C呼吸测试法诊断疑似消化性溃疡的性能比较[J]. 检验医学, 2018, 33(1): 93-94.
[9]	张景皓, 方毅, 张艳梅, 赵虎. MALDI-TOF MS结合短期培养法快速检测中段尿样本中的病原菌[J]. 检验医学, 2017, 32(4): 326-330.
[10]	陈斌, 杨银梅, 钟志敏, 雷秀霞, 刘大渔, 徐邦牢. NDM-1阳性细菌实时荧光LAMP方法的建立及应用[J]. 检验医学, 2016, 31(8): 688-693.
[11]	翟栓柱, 杨葳, 严俊, 刘娟娟, 郁彭, 周泽奇. 一种单克隆多抗体ELISA测定降钙素原方法的建立及其临床价值的探讨[J]. 检验医学, 2015, 30(7): 770-771.
[12]	乔昀，赵英妹，仲俊，张珏，龚捷文. 实时荧光定量PCR在快速检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌中的评价与应用[J]. 检验医学, 2014, 29(7): 745-749.
[13]	陈旭,董丹凤,韩立中,倪语星. GeneXpert实时荧光定量PCR快速检测艰难梭菌的临床评估[J]. 检验医学, 2014, 29(6): 590-592.
[14]	田棣1，何静1，刘祎1，张万菊1，徐磊1，陈功祥2，周志统1，胡芸文1. 胶体金免疫层析试剂盒对甲型H1N1流感病毒（2009）抗原快速检测的敏感性分析[J]. 检验医学, 2013, 28(2): 154-158.
[15]	陈旭1，肖淑珍1，董丹凤1，杨海慧2，李生香3，倪语星1，韩立中1. 实时荧光定量PCR在快速检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌中的应用评估[J]. 检验医学, 2012, 27(12): 1035-1039.

新型环烯烃聚合物微流控芯片的设计及其在大肠埃希菌O157:H7快速检测中的应用

Role of COP microfluidic chip for the rapid detection of Escherichia coli O157:H7

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 11

相关文章 15

编辑推荐

Metrics