CN112570052A - 一种含探针阵列微流控装置及其带侧通道的微流控芯片 - Google Patents

一种含探针阵列微流控装置及其带侧通道的微流控芯片 Download PDF

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Abstract

一种含探针阵列微流控装置及其带侧通道的微流控芯片，涉及体外诊断设备技术领域，包括主微通道和若干侧微通道，若干侧微通道均连接于主微通道的侧壁且间隔设置，用以导入和导出探针溶液，主微通道与侧微通道对应的内侧壁敷设有生物探针层，相邻生物探针层之间设有间隙，通过在主微通道侧壁连接若干侧微通道，实现对多个指标同时进行检测的目的，同时由于侧微通道的设置，使得封闭侧微通道时封堵块距离检测位置相对较远，有效地降低对封堵块选材的要求。

Description

一种含探针阵列微流控装置及其带侧通道的微流控芯片
技术领域
本发明涉及体外诊断设备技术领域，尤其是涉及一种含探针阵列微流控装置及其带侧通道的微流控芯片。
背景技术
现代医学的第一步就是使用科学技术对疾病进行量化诊断，即体外诊断技术。其中，免疫诊断技术、分子诊断技术发挥着重大的作用。
核酸检测是一种广泛使用的分子诊断技术，具有灵敏度高、特异性好等优点。核酸检测一般包括三个主要步骤，即核酸的提取、扩增和检测。在现阶段的核酸检测过程中，还存在着工作量大、耗时长、成本高的问题，使得核酸检测还不能更好地应用于临床检测中。在疫情爆发时，核酸检测试剂盒紧缺就是一个例子。因此，要发明一种便携、准确、快速的核酸检测工具来替代传统的核酸检测。
免疫荧光检测是一种常见的免疫诊断技术，具有取材方便、操作具有可重复性、灵敏度高等优点。其中最典型的一种是抗原与抗体的特异性结合，一般包括四个主要步骤，即抗体包被、抗原与抗体特异性结合、抗原与荧光标记的抗体特异性结合、荧光检测。目前较为普及的是单指标微流控芯片，但这远远达不到检测的需求，本发明是一种满足同时测量多指标的微流控芯片。
微流控技术指的是使用尺寸为数十到数百微米的微管道或者微结构处理或操纵微小流体的***并实现各种反应、分离和检测的技术。微流控装置通常为微流控芯片，具有微型化、集成化等特征。目前，微流控技术在生物医学领域展现出了巨大的发展潜力和广泛的应用前景。使用微流控芯片来对样品进行检测的优点十分显著：缩短反应时间，提高分析速度与灵敏度；降低制作成本，节约样本与试剂；易于集成化、便携化，更易于实现自动化，具有很好的发展前景。
现基于微流控芯片的生物探针阵列大多是单指标检测，对于有多指标检测需求的样品来说，检测时工作量太大。因此，科研工作者提出了含多指标的生物探针阵列的微流控芯片，但存在不同检测探针之间交叉污染严重的问题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，通过在主微通道侧壁连接若干侧微通道，实现对多个指标同时进行检测的目的，且避免交叉污染，同时由于侧微通道的设置，使得封闭侧微通道时封堵块距离检测位置相对较远，有效降低对封堵块选材的要求。
本发明的第二目的在于提供一种含探针阵列微流控装置，其采用上述含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，实现对多个指标同时进行检测的目的。
一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，包括主微通道和若干侧微通道，所述若干侧微通道均连接于主微通道的侧壁且间隔设置，用于导入和导出探针溶液，主微通道与侧微通道对应的内侧壁敷设有生物探针层，相邻生物探针层之间设有间隙。
所述侧微通道远离主微通道一端连接有可拆卸的封堵块。
所述主微通道和若干侧微通道采用微加工方法一体成型加工。
所述主微通道和侧微通道的材质为玻璃、硅片、石英、金属、有机高分子或生物高分子材料。
所述生物探针层的生物探针为核酸、多肽、蛋白质、抗原、多糖、配体或受体。
所述侧微通道位于主微通道一侧且沿主微流控芯片的径向设置。
所述侧微通道内壁敷设有生物探针层。
本发明还一种含探针阵列微流控装置，采用上述含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，实现对多个指标同时进行检测的目的。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：设计合理、结构简单，通过在主微通道侧壁连接若干侧微通道，可以根据需要固定不同种类、数量和浓度的生物探针，固定过程简单方便；所使用的载体是微流控芯片，生物探针固定的自由度大、方法简单、材料要求低、成本低廉且易于操作，且能有效的避免各生物探针间的交叉污染；同时由于侧微通道的设置，使得封闭侧微通道时封堵块距离检测位置相对较远，有效地降低对封堵块选材的要求。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片的结构示意图。图中各标记为：1-主微通道，2-侧微通道，3-生物探针层，4-封堵块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，包括主微通道1和若干侧微通道2，若干侧微通道2均连接于主微通道1的侧壁且间隔设置用以导入和导出探针溶液，主微通道1与侧微通道2对应的内侧壁敷设有生物探针层3，相邻生物探针层3之间设有间隙，通过在主微通道1侧壁连接若干侧微通道2，可以根据需要固定不同种类、数量和浓度的生物探针，固定过程简单方便；所使用的载体是微流控芯片，生物探针固定的自由度大、方法简单、材料要求低、成本低廉且易于操作，且能有效的避免各生物探针间的交叉污染；同时由于侧微通道2的设置，使得封闭侧微通道2时封堵块4距离检测位置相对较远，有效地降低对封堵块4选材的要求。
本实施例中，侧微通道2远离主微通道1一端连接有可拆卸的封堵块4，采用以上设计，可以提高检测的准确性，并且由于封堵块4距离检测点较远，有效地降低对封堵块4的材质要求，降低整个装置的成本。
更优化的，主微通道1和若干侧微通道2使用微加工方法一体成型加工，能够降低制作本装置的复杂程度。
需要说明的是，生物探针层的生物探针为核酸、多肽、蛋白质、抗原、多糖、配体或受体，根据检测的实际需要来选择以上提出的生物探针中的几种进行组合。
本实施例中，侧微通道位于主微通道一侧且沿主微通道的径向设置，采用以上设计，可有效地减小本装置所占用的体积。
以下给出本发明实施例所述一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片的制备及使用方法，具体步骤如下：
需要说明的是本方法采用的微流控芯片为玻璃微流控芯片。
S0.对微流控芯片进行清洁处理，包括酸洗和碱洗，得到洁净的微流控芯片；
S1.准备三种心肌标志物(cTnI、Myo和cKmB)对应的一抗，抗原和荧光标记的二抗，配制溶液待用；
S2.分别将cTnI、Myo、cKmB的一抗溶液一一对应地引入侧微通道至主微通道对侧内壁；
S3.将微流控芯片置于37℃恒温震荡孵育0.5h；
S4.把探针溶液分别从侧微通道抽出；
S5.从主微通道的入口端引入清洗液对整个微通道都进行清洗、干燥；
S6.从主微通道入口端引入casein溶液并充满整个微流控芯片；
S7.将微流控芯片置于37℃恒温震荡孵育0.5h；
S8.把casein溶液分别从主微通道出口端排出；
S9.从主微通道的入口端引入清洗液对整个微通道都进行清洗并干燥；
S10.将侧微通道的入口全部封闭；
S11.将cTnI、Myo和cKmB的抗原溶液和荧光标记二抗溶液进行混合，温浴10min，抗原与相应的荧光标记二抗结合在一起；
S12.将抗原和荧光标记二抗的混合溶液从主微通道的入口端引入并充满微流控芯片，混合溶液中的抗原和荧光标记二抗结合物结合到相应的一抗上；
S13.将微流控芯片置于37℃恒温震荡孵育10min；
S14.从主微通道的出口端将微流控芯片中的抗原和荧光标记二抗的混合溶液排出；
S15.从主微通道的入口端引入清洗液对整个微通道都进行清洗、干燥；
S16.对微流控芯片侧通道与主通道连接处的生物探针层进行荧光检测。
本发明通过侧通道将不同检测探针的入口分隔开，不同检测探针分别由对应的侧通道入口进入，可以包被固定到侧通道内壁及对应侧通道与主通道连接处内壁，之后待测样品进入主通道，经过连接处其内壁上的生物探针层发生进行反应从而实现特异性检测。这一发明有效避免在微流控芯片入口处引入不同生物探针所造成彼此间的交叉污染，有较大的实际意义。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，其特征在于：包括主微通道和若干侧微通道，所述若干侧微通道均连接于主微通道的侧壁且间隔设置，用于导入和导出探针溶液，主微通道与侧微通道对应的内侧壁敷设有生物探针层，相邻生物探针层之间设有间隙。
2.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，其特征在于：所述侧微通道远离主微通道一端连接有可拆卸的封堵块。
3.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，其特征在于：所述主微通道和若干侧微通道通过微加工技术一体成型。
4.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，其特征在于：所述主微通道和侧微通道的材质为玻璃、硅片、石英、金属、有机高分子或生物高分子材料。
5.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，其特征在于：所述生物探针层的生物探针为核酸、多肽、蛋白质、抗原、多糖、配体或受体。
6.根据权利要求1所述一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，其特征在于：所述侧微通道位于主微通道一侧且沿主微通道的径向设置。
7.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片，其特征在于：所述侧微通道内壁敷设有生物探针层。
8.一种含探针阵列微流控装置，含有如权利要求1所述含探针阵列微流控装置的带侧通道的微流控芯片。
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