CN103170378A - 用于免疫分析的微流控芯片装置 - Google Patents

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王小英
游璠
周树民
黄石
樊建平
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Abstract

本发明涉及一种用于免疫分析的微流控芯片装置，包括进样部分、微流控芯片和具有光源的检测器；所述微流控芯片包括进样区、反应区和检测区，所述进样区设有混合微通道使待测样品和反应液混合，所述反应区设有内壁带有特定微结构的弯曲微通道，供待测样品和反应液在其中充分混合反应，所述检测区设有检测微通道作为检测光路光程，检测器光源照射检测微通道中的反应混合液，对待测样品进行测定；所述进样区的混合微通道、所述反应区的弯曲微通道和所述检测区检测微通道依次相连通。本发明还提供一种应用于尿白蛋白测定的前述微流控芯片装置。

Description

用于免疫分析的微流控芯片装置
技术领域
本发明涉及一种微流控芯片装置，特别涉及一种用于免疫分析的微流控芯片装置。
背景技术
目前对于尿白蛋白的检测，大都采用免疫透射比浊或免疫散射比浊法，通过在生化分析仪、分光光度计或特定的比浊仪上进行。购置这些仪器及相关测量试剂价格昂贵，成本压力大，而且仪器体积较大，不方便随身携带，使得测量操作必须在特定的实验室或检测室进行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种检测快速、成本低廉的用于免疫分析的微流控芯片装置。
一种用于免疫分析的微流控芯片装置，包括进样部分、微流控芯片和具有光源的检测器，所述进样部分将待测样品和反应液输入所述微流控芯片内，所述检测器对待测样品和反应液在微流控芯片内形成的反应混合液进行检测；所述微流控芯片包括进样区、反应区和检测区，所述进样区设有混合微通道使待测样品和反应液混合，所述反应区设有内壁带有特定微结构的弯曲微通道，供待测样品和反应液在其中充分混合反应，所述检测区设有检测微通道作为检测光路光程，检测器光源照射检测微通道中的反应混合液，对待测样品进行测定；所述进样区的混合微通道、所述反应区的弯曲微通道和所述检测区检测微通道依次相连通。
本发明还提供一种应用于尿白蛋白测定的上述微流控芯片装置。
本发明的有益技术效果在于：本发明利用免疫比浊的原理，在微流控芯片上实现了对尿白蛋白等待测样品含量的快速测定，避免了需通过购置生化分析仪、分光光度计或特定的比浊仪才能进行测定。本发明提供了一种全新的装置和方法，可以方便、快捷、低成本地测定尿白蛋白等待测样品的含量。
附图说明
图1为本发明用于免疫分析的微流控芯片装置一较佳实施例的示意图；
图2为本发明用于免疫分析的微流控芯片装置一较佳实施例中微流控芯片的结构布局图。
具体实施方式
图1是本发明一较佳实施例，其提出了一种用于免疫分析的微流控芯片装置，包括进样部分1、微流控芯片3和具有光源的检测器4。所述进样部分将待测样品和反应液输入微流控芯片3内，待测样品和反应液在微流控芯片3内形成反应混合液，然后由检测器4对反应混合液进行测定。在本实施例中，以尿白蛋白含量的测定为例进行说明，但本领域的技术人员均会理解，本发明同样可适用于尿液其它成分或血浆相关成分的测定。
进样部分1包括一进样部件和一进样阀12。进样部件可以为微泵进样部件或液压进样部件，在本实施例中进样部件为一进样泵11。进样阀12为一对，分别设于进样泵11和微流控芯片3之间的一对进样管道13上。
图2所示为本发明较佳实施例的微流控芯片3，微流控芯片的制作可参照相应文献实现。微流控芯片3的材料为石英、玻璃，或任何有机材质：如PMMA、PDMS等。微流控芯片3包括三个区，第一个区为进样区31，第二个区为反应区33，第三个区为检测区35。
进样区31上用打孔器钻有两个独立的进样口311，进样部分1的进样管道13可与进样口311通过环氧树脂粘合。从两个独立的进样口311延伸出两个进样通道并汇合，形成一“Y”形形状的混合微通道313，使待测样品和反应液相混合。需要说明的是，混合微通道313也可以为“T”形形状以及其它可能的形状。
反应区33设有弯曲微通道331，弯曲微通道331为由多个“S”首尾相接形成的弯曲形形状。弯曲微通道331内壁带有特定的微结构，这些特定的微结构包括箭头状微结构、弯曲沟道状微结构和梳状微结构等。弯曲微通道延伸的长度为6厘米到18厘米，供待测样品和反应液在其中充分混合反应。
检测区35设有检测微通道351，检测微通道351的延伸方向与反应混合液的原流路垂直，检测器光源沿检测微通道351的延伸方向照射反应混合液，以保证有足够的吸光值来进行样品准确定量。检测微通道351的宽度为0.3毫米到2毫米，检测微通道351的高度为0.3毫米到2毫米，延伸的长度为0.5厘米到2厘米，作为检测光路光程对待测样品进行测定。
进样区31的混合微通道311、反应区33的弯曲微通道331和检测区35检测微通道351依次相连通。
反应液经过检测微通道351后进入废液池36。
本实施例中，测定尿白蛋白含量是应用免疫比浊的原理：抗原抗体在特殊缓冲液中能快速形成抗原抗体复合物，使反应液出现浊度，当反应液中保持抗体过量时，形成的复合物随抗原量增加而增加，反应液的浊度亦随之增加，与一系列的标准品对照，即可计算出待测物的含量。在上述比浊法中，少量的小的抗原抗体复合物极难形成浊度，除非放置较长时间；如形成较大的复合物，则抗原和抗体用量也较大，不符合微量化的要求。于是将上述方法进行了改进：将抗体吸附在大小适中、均匀一致的胶乳颗粒上，或者在抗体反应液中加入一定比例聚合剂，当遇到相应抗原时，则使胶乳颗粒发生凝集。单个胶乳颗粒在入射光波之内不阻碍光线透过，两个或两个以上胶乳颗粒凝聚时则使透过光减少，这种减少的程度与胶乳颗粒凝聚的程度呈正比，也与待测抗原量呈正比。
样品测定前，首先通过进样泵11持续泵入承载缓冲液，使整个系统和检测器4达到稳定后，由进样阀13加入一定比例待测样品和含有乳胶颗粒的抗体反应液，等反应混合液到达并填满检测通道时，可停止承载缓冲液的推进。通过检测器4可测定反应混合液的吸光值。待一个检测反应完成后，可用承载缓冲液将整个系统清洗，待检测器4稳定后再进行另外样品的检测。测定待测样品前需用已知浓度标准品测定出标准曲线。所述承载缓冲液组成可以是20mM，pH7.5的磷酸缓冲液或Tris-HCl缓冲液。如有需要，可设立相应空白对照组，其测定方式与待测组相同。
微流控芯片在几平方厘米的单晶硅片、石英、玻璃或有机聚合物等材料上刻制微通道，并实现样品的预处理、反应、分离和检测。随着基于微流控芯片技术的免疫检测、蛋白组分离、聚合酶链式反应扩增、细胞分选和单细胞分析等研究的不断发展，微流控芯片在疾病诊断方面表现出巨大的应用潜力。微流控芯片的微尺度效应和易于高度集成化，使其具有样品试剂消耗量小、反应速度快、便于高通量分析的特点，是发展快速、低成本疾病诊断技术和新装置的理想平台。
糖尿病肾病是糖尿病最严重的慢性并发症之一，尿微量白蛋白排泄率的测定不仅对糖尿病肾病的早期诊断和改善预后具有重要意义，而且对高血压、心血管疾病都具有重要的诊断价值。目前尿微量白蛋白排泄率已作为糖尿病早期肾病诊断及监测的重要临床指标。文献报道有多种测定尿白蛋白含量的方法，包括放射免疫、免疫透射比浊、免疫散射比浊和酶联免疫(ELISA)法等。免疫比浊法，利用抗原和特异性抗体相结合，形成不溶性免疫复合物，使反应液产生混浊，其浊度高低反映尿液样本中白蛋白的浓度，可由校准品所作的浓度-吸光度相应曲线算出样品中白蛋白的含量，加入乳胶剂、聚合剂如聚乙二醇等(PEG)可加速免疫复合物的形成。
以上所述仅为本发明的较佳可行，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述微流控芯片装置包括进样部分、微流控芯片和具有光源的检测器，所述进样部分将待测样品和反应液输入所述微流控芯片内，所述检测器对待测样品和反应液在微流控芯片内形成的反应混合液进行检测；所述微流控芯片包括进样区、反应区和检测区，所述进样区设有混合微通道使待测样品和反应液混合，所述反应区设有内壁带有特定微结构的弯曲微通道，供待测样品和反应液在其中充分混合反应，所述检测区设有检测微通道作为检测光路光程，检测器光源照射检测微通道中的反应混合液，对待测样品进行测定；所述进样区的混合微通道、所述反应区的弯曲微通道和所述检测区检测微通道依次相连通。
2.如权利要求1所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述进样部分包括一进样部件和一进样阀，所述进样部件为微泵进样部件或液压进样部件，所述进样阀设于所述进样部件和所述微流控芯片之间。
3.如权利要求1所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述进样区的混合微通道系由两个进样通道汇合形成的“Y”或“T”形形状。
4.如权利要求3所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述反应区的弯曲微通道系由多个“S”首尾相接形成的弯曲形形状。
5.如权利要求4所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述弯曲微通道内壁的特定微结构包括箭头状微结构、弯曲沟道状微结构和梳状微结构。
6.如权利要求4所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述弯曲微通道延伸的长度为6厘米到18厘米。
7.如权利要求4所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述检测区检测微通道的延伸方向与反应混合液的原流路垂直，检测器光源沿检测微通道的延伸方向照射反应混合液。
8.如权利要求7所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述检测区检测微通道延伸的长度为0.5厘米到2厘米。
9.如权利要求8所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述检测区检测微通道的宽度为0.3毫米到2毫米。
10.如权利要求8所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述检测区检测微通道的高度为0.3毫米到2毫米。
11.如权利要求1所述的用于免疫分析的微流控芯片装置，其特征在于，所述微流控芯片装置应用于尿白蛋白的测定。
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