随着水环境污染问题的日益突出,水体中低浓度的植物毒素难以降解,进入食物链后经生物积累和放大作用后造成细胞因子含量变化及有机体细胞癌变,进而导致癌症的发生。这个过程中,效应标志物是揭示发生恶性肿瘤的关键细胞因子,而植物毒素则是最直接因素。因此,对于植物毒素与其效应标志物的快速、简便、低廉检测方法的创立十分重要,对于毒理学的发展也具有重要意义。纸芯片器件以其价格低廉、操作简单、快速即时的特点,在多个领域得到了迅速发展。本文主要设计两种不同的检测器件,分别满足对植物毒素以及效应标志物的高灵敏快速检测要求,主要开展了以下几个方面的研究:(1)设计一种可折叠的纸芯片器件将检测反应孔与信号显色孔分开,实现对微囊藻毒素-LR的定量检测。利用直接竞争酶联免疫吸附实验原理,样品中的抗原与酶标记抗原竞争固定在纸芯片反应孔上的抗体,抗原优先被抗体捕获,多余的抗体捕获酶标记抗原。对反应孔洗涤后,将显色孔折叠上来,使流动通道对齐,保证游离的酶标记抗原随洗涤液可以流入显色孔,加入酶底物溶液后,显色孔的信号与抗原浓度呈正比关系。该方法实现了对微囊藻毒素-LR的检测,10 min检出限为0.1μg/L,满足世界卫生组织(WHO)制定的饮用水标准(1μg/L)。(2)制备一种基于纸芯片和适配体的分析器件,实现对PDGF的定量检测。选择更稳定的环状适配体对目标蛋白分子-PDGF进行识别,可以抵抗血清中外切酶的水解作用。当不含有PDGF时,环状适配体吸附到氧化石墨烯表面,离心后上清液中不存在游离的适配体,因此纸芯片上的核酸扩增反应无法进行。当有PDGF时,环状适配体与靶分子结合后从氧化石墨烯表面释放出来,进而可以引发纸芯片上的核酸扩增反应,通过颜色变化实现对PDGF的高灵敏定量检测,最低检出限为100 pM。