基于磁微粒化學(xué)發(fā)光的多目標(biāo)物定量檢測的微流控芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于磁微?；瘜W(xué)發(fā)光的多目標(biāo)物定量檢測的微流控芯片，該芯片將微流控技術(shù)和磁性微球技術(shù)相結(jié)合，在微流控芯片中快速、便捷地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)物的定量檢測。本技術(shù)方案屬于生物分析檢測領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]近年來，生物分析技術(shù)領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展，出現(xiàn)了很多重要的研究方向。微流控芯片分析技術(shù)是其中最活躍的一支，在科研和應(yīng)用領(lǐng)域都獲得了廣泛的重視。微流控芯片作為一種新型的分析檢測平臺，具有高通量、集成化、便攜式、易操作、低成本等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在眾多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]磁性微球(Microspheres，MS)，是近年來國內(nèi)外研究比較熱門的一類新型材料。磁性微球由于具有較大的比表面積，能夠有效提高負(fù)載生物分子的效率；磁性微球多為液體狀態(tài)，可與目標(biāo)分子在均相中能更好的發(fā)生反應(yīng)，可極大提高反應(yīng)效率，并且磁性微球具有良好的生物相容性，被標(biāo)記于磁性微球上的生物分子能很好的保持其原有的生物活性。將磁性微球與靶物質(zhì)特異性地結(jié)合而形成具有磁響應(yīng)性的復(fù)合物，此復(fù)合物可被磁場滯留，從而與樣品中其他雜質(zhì)分離。因此，磁性微球在醫(yī)學(xué)及生物學(xué)檢測、環(huán)境監(jiān)測及食品安全檢測等領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。
[0004]隨著生物醫(yī)學(xué)水平的不斷提高，人們對體外診斷分析檢測技術(shù)提出了更高，更新的要求，在實(shí)踐中往往要求在同一條件下同時(shí)對多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行快速檢測，為滿足這一需求，市場上出現(xiàn)了大量的聯(lián)檢產(chǎn)品和各種技術(shù)方法，如中國專利(CN 103675219A)所采用的方法為在同一試紙條上設(shè)置多個(gè)檢測帶，分別固定不同的抗體，從加樣口加入待測樣品液，當(dāng)樣品液依次流過檢測帶后，通過觀察窗的顏色顯示來判定結(jié)果。中國專利(CN 202974994U)采用的方法為在試劑卡內(nèi)設(shè)置多個(gè)平行檢測單元，和對應(yīng)的多個(gè)加樣槽，通過不同的加樣槽加入等量的相同液體樣品，通過觀察窗的顏色顯示來判定結(jié)果。這些產(chǎn)品多數(shù)采用膠體金免疫層析法，在一定程度上能實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)物同時(shí)檢測，但這些方法試劑和樣本消耗量大，信號相互干擾程度高，試劑交叉污染率高，檢測的靈敏度和重復(fù)性低，檢測范圍有待進(jìn)一步加寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明同時(shí)結(jié)合微流控技術(shù)和磁性微球技術(shù)提供了一種基于磁微粒化學(xué)發(fā)光的多目標(biāo)物定量檢測的微流控芯片，可在同一樣本的一次檢測過程中同時(shí)對多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行快速測定，操作簡單，檢測成本低，交叉污染率低，準(zhǔn)確度高。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種基于磁微粒化學(xué)發(fā)光的多目標(biāo)分析物定量檢測的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片為雙層結(jié)構(gòu)，包括蓋片(I)和底片(11)，其中蓋片(I)上的氣栗(3)、氣流微通道(5)、加樣孔(2)、樣本液流通道(6)、第一生物標(biāo)記物存儲池(4)、微混合器(7)以及過渡區(qū)(10)依次連接；底片(11)上的過濾器(12)、反應(yīng)室(13)、清洗區(qū)(14)、檢測室(15)、溶液釋放通道(18)依次連接，檢測室(15)通過溶液釋放通道(18)分別與清洗液存儲池(16)，發(fā)光液存儲池(17)連接；所述第一生物標(biāo)記物存儲池(4)存儲預(yù)封裝酶或發(fā)光劑標(biāo)記的不同配體溶液，所述反應(yīng)室(13)包被預(yù)封裝不同磁顆粒標(biāo)記的不同配體，所述磁顆粒標(biāo)記的不同配體使用的磁顆粒按照表面積與內(nèi)部磁含量的平均比值的不同將磁顆粒進(jìn)行編碼，劃分成不同的磁顆粒組，并對各組給出相應(yīng)的編號；所述蓋片(I)和底片(11)用膠帶(20和22)密封。
[0008]具體地，本發(fā)明所述微流控芯片的第一生物標(biāo)記物存儲池(4)、清洗液存儲池
(16)和發(fā)光液存儲池(17)為液囊或試劑槽，可通過刺穿或按壓方式釋放存儲池內(nèi)液體試劑，體積為5?500 μ L ;優(yōu)選體積為5?300 μ L ;進(jìn)一步優(yōu)選體積為10?250 μ L0
[0009]具體地，所述微流控芯片的微混合器是寬度為20?300 μ m，深度為10?100 μ m的蛇形，折線形或方形結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，微混合器是一個(gè)寬度為50?200 μ m，深度為20?100 μ m的方波形結(jié)構(gòu)。
[0011]具體地，本發(fā)明所述微流控芯片的過濾器由一個(gè)腔體和濾血膜組成，具有的功能包括:濾過血細(xì)胞和雜質(zhì)，傳遞液體樣本至下一腔室。
[0012]具體地，所述微流控芯片的過濾器濾血膜材料為玻璃纖維，聚醚砜樹脂。
[0013]優(yōu)選地，微流控芯片的過濾器濾血膜材料為玻璃纖維。
[0014]具體地，所述微流控芯片的反應(yīng)室為毛細(xì)管微通道，該毛細(xì)管微通道為管狀通道或矩形通道，允許微液體流進(jìn)或通過。所述毛細(xì)管微通道為管狀通道時(shí)直徑為0.5?1mm ;
[0015]優(yōu)選地，毛細(xì)管微通道為管狀通道時(shí)直徑為5mm，進(jìn)一步優(yōu)選2mm或1mm。
[0016]具體地，所述毛細(xì)管微通道為矩形通道時(shí)尺寸范圍:寬為0.1?5mm，深度為0.01?2mm，長為5?40mm。優(yōu)選地，毛細(xì)管微通道為矩形通道時(shí)尺寸范圍:寬為0.3?2謹(jǐn)，深度為0.2?I謹(jǐn)，長為5?2Ctam。
[0017]具體地，本發(fā)明所述微流控芯片的進(jìn)樣通道的長度為3?10mm，深度為10?200 μπι
[0018]優(yōu)選地，進(jìn)樣通道長度為5mm，深度為150 μπι。
[0019]具體地，本發(fā)明所述磁顆粒組的編碼方法包括將具有相同表面積，但內(nèi)部磁含量不同的一類磁顆粒進(jìn)行組合，分別編碼為不同磁顆粒組；或?qū)⒈砻娣e不同，而磁含量相同的一類磁顆粒進(jìn)行組合，分別編碼為不同磁顆粒組；或表面積和磁含量均不同的一類磁顆粒進(jìn)行組合；
[0020]具體地，所述磁顆粒組編碼所用磁顆粒為順磁性核殼結(jié)構(gòu)，其中磁顆粒的磁核為Fe3O4或γ -Fe 203的化合物，外殼為聚苯乙稀化合物，且磁顆粒表面經(jīng)過修飾帶有功能化基團(tuán)，如-C00H、-C0H、_順2等，或其他生物分子，如生物素，鏈霉親和素等，磁顆粒粒徑為0.1?10 μπι ;所述酶標(biāo)記配體使用的酶包含過氧化氫酶(HRP)和堿性磷酸酶(ALP)，所述發(fā)光劑標(biāo)記配體使用的發(fā)光劑包含吖啶酯、B丫啶磺酰胺、魯米諾及其衍生物和金剛烷等。[0021 ] 優(yōu)選地，所述磁顆粒為順磁性的Fe3O4磁顆粒，且磁顆粒粒徑為0.2?10 μ m。
[0022]更優(yōu)選地，所述磁顆粒粒徑為顆粒尺寸為0.5 μ m?6 μ m。
[0023]本發(fā)明所述微流控芯片的制備主要包括如下步驟:
[0024]步驟I)磁顆粒的編碼，根據(jù)磁顆粒表面積與內(nèi)部磁含量的平均比值的不同將磁顆粒進(jìn)行編碼，劃分成不同的磁顆粒組，并對各組給出相應(yīng)的編號；
[0025]步驟2)配體的標(biāo)記，酶或發(fā)光劑標(biāo)記可與目標(biāo)分析物結(jié)合或競爭的一種配體，形成標(biāo)記配體，磁顆粒標(biāo)記可與目標(biāo)分析物結(jié)合或競爭的另一種配體，同組磁顆粒標(biāo)記同種配體，不同組磁顆粒標(biāo)記不同配體，形成磁顆粒標(biāo)記配體，所述兩種用于標(biāo)記的配體可相同或不同；
[0026]步驟3)內(nèi)部主要試劑的封存，將酶或發(fā)光劑標(biāo)記的不同配體溶液放入蓋片的第一生物標(biāo)記物存儲池中，密封，將磁顆粒標(biāo)記的不同配體溶液加入底片的反應(yīng)室中，干燥，固化，將一定體積的清洗液和發(fā)光基底液分別注入清洗液存儲池和發(fā)光液存儲池中，密封。
[0027]步驟4)微流控芯片的組裝，分別組裝蓋片和底片的其他部件，用膠帶(20和22)密封半成品蓋片和底片組裝形成一張完整的微流控芯片。
[0028]本發(fā)明中所述微流控芯片加工成型方法包含但不限定于模具注塑法、模具熱壓法、激光刻蝕法和軟光刻蝕法等，優(yōu)選模具注塑法，本發(fā)明的實(shí)施例中所用微流控芯片均為通過模具注塑法加工制備，該方法制備的微流控芯片結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，精密度高，成本低。
[0029]本發(fā)明所述微流控芯片的反應(yīng)室內(nèi)部需進(jìn)行一定的表面改性處理，所述表面改性處理方法可為化學(xué)反應(yīng)，表面涂層，等離子處理等，從而獲