CN100578224C - 用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片 - Google Patents

用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片，该芯片包括片状基体，基体上刻有微流槽，基体刻有微流槽的一侧密封贴合有玻璃片，玻璃片与微流槽之间形成用于放置待检测细胞样品的密闭微流道。由于本发明芯片包括片状基体，基体上刻有微流槽，基体刻有微流槽的一侧密封贴合有玻璃片，玻璃片与微流槽之间形成用于放置待检测细胞样品的密闭微流道，在微流道内泵入未反应生物探针，再将待检测细胞泵入微流道，用缓冲液冲洗微流道内的细胞后，对微流道内的反应进行分析即得到检测结果，无需荧光标记和纯化待测蛋白。

Description

用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片
技术领域
本发明涉及一种用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片。
背景技术
细胞表面标志物是表达在细胞表面、通常可用来表征特定细胞类型的一类具有重要生理意义的蛋白质分子。目前，这类表面标志物分子已经被广泛的应用于基础研究和临床实践，如用于细胞免疫原型的确定与疾病的诊断。当前检测表面标志物的主要工具是流式细胞分析仪，其工作原理是将带有荧光标记的抗体和待检测细胞混合反应，通过对荧光信息的检测可以实现标志物的严格量化，因此流式细胞分析仪通常被认为是检测表面标志物的最有效的工具之一。但是，流式细胞分析仪是一个低通量的分析系统，需要对待测蛋白进行荧光标记，每次分析只能对一种或数种标志物分子进行检测，并且整个分析过程耗时很长，因此其难以适用于对大量样本进行快速检测。同时，这类仪器通常还具有昂贵的分析成本(如仪器价格、试剂消耗等)，使得其应用普及受到了极大的限制，因此这种分析技术一般只能在条件比较完善的大型实验室或检测部门才能实现。
近来不断发展的蛋白微阵列芯片技术在一定程度上弥补了流式细胞分析仪的不足。蛋白微阵列芯片是继基因芯片之后发展起来的第二代生物芯片。借助平面微细加工技术，可以在固体芯片表面构建阵列式的探针单元，将标志物溶液浸入芯片表面，通过适当的检测技术即可以实现有效的检测。蛋白微阵列芯片可以对待检测物进行快速、高通量的分析，并且分析成本很低，但应用蛋白微阵列芯片进行表面标志物检测通常需要复杂的蛋白纯化过程，并且阵列式芯片本身易受环境影响(如环境湿度、清洁度等因素的影响)；同时，由于阵列式芯片的静态检测分析难以实现全过程的自动化，使得分析过程中某些关键的步骤易受手工操作的影响(如应用缓冲液除去芯片上未反应物或试剂等)，从而影响检测结果的准确性和可靠性。
发明内容
针对上述现状，本发明的目的在于提供一种无需荧光标记和纯化待测蛋白、可直接对细胞表面标志物进行快速、高通量的分析检测的用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案为
一种用来检测细胞表面标志物的微流控检测芯片，该芯片包括片状基体，基体上刻有微流槽，基体刻有微流槽的一侧密封贴合有玻璃片，玻璃片与微流槽之间形成用于放置待检测细胞样品的密闭微流道。
进一步，所述基体为片状聚二甲基硅氧烷。
进一步，所述微流槽经氧等离子体处理。
进一步，所述微流道的基底经硅烷化。
由于本发明芯片包括片状基体，基体上刻有微流槽，基体刻有微流槽的一侧密封贴合有玻璃片，玻璃片与微流槽之间形成用于放置待检测细胞样品的密闭微流道，在微流道内泵入基底生物探针，再将待检测细胞泵入微流道，用缓冲液冲洗微流道内的未反应细胞后，对微流道内的反应进行分析即得到检测结果，无需荧光标记和纯化待测蛋白，并且通过驱动装置还可实现对细胞表面标志物进行直接、快速、高通量的分析检测。另外，所述微流道的基底经硅烷化，使玻璃基底表面经修饰后更好的结合生物探针；
附图说明
图1为采用本发明芯片的检测系统的原理框图；
图2为采用本发明芯片的检测系统的结构示意图；
图3为本发明微流控检测芯片的结构示意图；
图4为待检测细胞泵入微流槽后的示意图；
图5为待检测细胞泵入微流槽用缓冲液冲洗后的示意图；
图6为用该发明系统拍摄的微流体芯片内细胞的反应图像。
具体实施方式：
如图1、2所示，本发明用来检测细胞表面标志物的细胞生物微系统由微流控检测芯片1和集成的光学检测设备2组成；
所述微流控检测芯片1包括基体11，基体11为片状聚二甲基硅氧烷，其上采用光刻技术与快速原样制备法刻有微流槽，本实施例中的微流槽宽100μm，高50μm，基体11刻有微流槽的一侧面密封贴合有玻璃片13，该微流槽经氧等离子体处理后使得微流槽与玻璃基底密封，玻璃片13与微流槽之间形成密闭微流道12，如图3所示，并且所述微流道12的基底经硅烷化，将3一氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)的丙酮(Acetone)溶液按照ATPES∶Acetone＝1∶49的体积比导入微流道12，静止5分钟，再用纯丙酮缓冲液冲洗，烘干；
所述集成的光学检测设备2由光源3、凸透镜4、镜头5、反射镜6、摄像机7组成，光源3、凸透镜4、微流体检测芯片1、镜头5、反射镜6从上到下依次设置于系统座8上，并且光源3的中心与凸透镜4、微流控检测芯片1、镜头5、反射镜6的几何中心在一条直线上；光源3采用LED光源，该LED光源及凸透镜4分别设置于圆柱形固定架31、41内腔；所述摄像机7为CCD摄像机即电荷耦合器件摄像机；所述微流控检测芯片1设置于芯片支撑台14上，芯片支撑台14通过两滑块15可相对支撑面16水平移动，支撑面16固定于系统座8的垂直面上，支撑面16上设有芯片支撑台螺杆17，通过该螺杆17可使芯片支撑台14在水平方向移动；芯片支撑台14下方设有镜头支架51，镜头支架51上设有镜头5；所述反射镜6及摄像机均设置于矩形槽9内，该矩形槽固定于系统座8的底面上，所述反射镜6的反射面与水平面成45°夹角，所述摄像机水平设置于矩形槽9内并与反射镜6的反射面相对应，并且摄像机靶面的几何中心与反射镜的几何中心在同一水平面内。
所述摄像机7连接有计算机10，该计算机10连接有待检测细胞驱动装置20，本实施例中选用注射泵；
所述镜头支架51还可设于镜头螺杆上，镜头螺杆设于系统座8上，通过镜头螺杆调整镜头5在垂直水平面方向的位置。
检测过程中，将基底生物探针如抗BSA抗体通过驱动泵泵入微流控检测芯片1的微流道12内，静止反应后将待检测细胞泵入微流道12，静止反应5分钟，计算流道内初始细胞数(N0)，如图4所示；再用缓冲液冲洗细胞，若细胞带有基底生物探针所能识别的标志物分子，由于分子之间的特异性反应，细胞会被探针捕获，从而保留在流道内，如图5所示；在检测过程中，光源3发出的光经凸透镜4后聚焦在微流控检测芯片1的微流道12内，通过镜头5得到微流道12内的反应过程图像，经反射镜6反射到CCD的靶面上传输至计算机10，从而可对图像进行实时、动态的在线分析或后续的离线分析，得到检测结果；计算最终细胞数(N1)，则芯片的捕获效率为N1/N0，捕获效率可以反映芯片检测表面标志物的能力。
图6所示为用本发明系统拍摄的微流控芯片内细胞的反应图像，其中微流道宽100μm，高50μm，图中细胞清晰可见，表明该系统可以很好地进行表面标志物检测，所述微流道还可根据需要设为其他形状、其他尺寸。

Claims (4)

1、一种用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片，其特征在于，该芯片包括片状基体，基体上刻有微流槽，基体刻有微流槽的一侧密封贴合有玻璃片，玻璃片与微流槽之间形成用于放置待检测细胞样品的密闭微流道；所述微流槽宽100μm、高50μm，所述微流道的基底经硅烷化。
2、如权利要求1所述用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片，其特征在于，所述基体为片状聚二甲基硅氧烷。
3、如权利要求1所述用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片，其特征在于，所述微流槽经氧等离子体处理。
4、如权利要求1所述用于检测细胞表面标志物的微流控检测芯片，其特征在于，所述微流道的基底经硅烷化。
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