CN107321397B - 一种微流控芯片及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微流控芯片，包括基板和底盖；基板上设有进样口、稀释液腔、检测腔和混合区；混合区包括试剂腔、气腔和混匀腔；进样口、稀释液腔和混匀腔通过第一流道连通；检测腔通过第二流道与混匀腔连通；试剂腔通过试剂流道与混匀腔连通；气腔通过气道与混匀腔连通；检测腔的上表面设有透光面板，下表面设有透光底板，侧面设有透光侧板；微流控芯片可把反应所需的所有试剂组分集成到芯片上，反应时不与外界接触，大大减低污染风险；微流控芯片的应用为使用微流控芯片对样本中的待测成分含量进行检测；反应时间短、灵敏度极高以及定量准确。

Description

一种微流控芯片及其应用

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片及其应用，属于芯片检测技术领域。

背景技术

随着越来越多的特定蛋白被应用于临床，其检测方法也发展迅速。在1959年之前，一直采用经典免疫沉淀方法进行检测，这存在测定范围窄、灵敏度低、繁琐费时及不能自动化等缺点。1959年，Schultze等报道了透射比浊法(Transmission Turbidimetry)。这种方法是常用于生化指标的测定，用于特定蛋白检测，却存在灵敏度偏低和测定范围较窄等问题。近年来，在免疫比浊法的基础上又出现乳胶增强比浊法。该方法是利用微小的粒径约1μm乳胶颗粒联接抗体后，在液相中和相应抗原结合后产生光吸收或光散射的变化等来测定抗原含量，这特别增强了免疫比浊法检测特定蛋白的性能，其灵敏度可以提高1000倍以上，同时其受到非特异性反应的影响也大大减少，因而精确度和重复性皆较好。

1967年，Ritchie等提出了终点散射比浊法(End-point Nephelometry)，该方法与免疫沉淀方法、透射比浊法相比，灵敏度高、重复性好、测定范围宽，但该法测定的仍是抗原抗体反应的第二阶段，即出现肉眼可见反应的阶段，不适合快速检测；同时该法易受反应本底干扰，待测抗原的含量越低，本底干扰就越大。后来出现了终点散射比浊法的一种改进方法，即定时散射比浊法(Fixedtime Nephelometry)。该方法的基本原理是与终点散射比浊法相似，测定也是抗原抗体反应的第二阶段，但在测定散射信号时不与反应开始同步，而是推迟几秒钟用以扣除抗原抗体反应的不稳定阶段，从而将这种误差影响降至最低。其过程是：在抗原抗体反应开始时，留出预反应时间，即散射光信号第一次读数在反应开始的7.5秒至2分钟内，大多数情况下2分钟以后测第二次读数，并从第二次测信号值扣除第一次读数信号值，从而获得待测抗原的信号值并通过仪器处理转换为待测抗原浓度。

1977年，Sternberg等提出了速率散射比浊法(Rate Nephelometry)，该检测法可测抗原抗体结合反应的第一阶段，即尚未出现肉眼可见反应的阶段，能够进行快速检测，使免疫化学分析发生了质的飞跃。相比以前的检测方法，速率散射比浊测定是一种抗原抗体结合的动态测定法，是在抗原抗体结合反应的第一阶段，测定其复合物形成的速率(速率法)，达到检测更快速准确的目的。

目前，免疫比浊法已经成为检测体液中特定蛋白的一种微量、快速、自动化检测的常规免疫化学分析技术。根据这一原理来设计的专业分析系统，具有广泛的测定范围，从而广泛的适用于血浆、血清、脑脊液和尿液多种样本。同时该系统还可以进行抗原过量监测，可以检测非特异性反应异常的样本等，既符合实验室免疫检测和临床发展的需要，也适合流程管理和质量系统的优化。

目前，体外诊断市场上常见的特定蛋白分析仪主要有全自动的贝克曼的IMMAGE800特定蛋白分析系统，设备大，项目全，试剂大包装，适用于标本量比较大的临床检验科室，但是对于一些标本量相对偏少的临床科室和一些基层检验机构来说，高昂的仪器费用和大包装试剂不能及时使用造成的浪费，使得这些科室无法使用这类设备，而市场的半自动特定蛋白分析仪多集中在CRP/D二聚体等个别项目上，无法覆盖所有的特定蛋白项目，且操作繁杂，所以只能退而其次选择在生化平台进行这些项目的测试，但是这种方式的结果存在比较大的误差，个别项目的重复性和准确度都不如特定蛋白分析仪(尤其是散射免疫比浊法项目)的结果。

微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样本制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。

但现有技术中，将免疫比浊法结合微流控芯片的相关资料较少，相关的如中国专利200910114403.8描述了一种微流控芯片化学发光测定人单个血红细胞内物质的方法，其需依赖显微镜平台或透镜和滤光片组成的复杂光路；中国专利200910154432.7公开了毛细管电泳分离和化学发光检测的微流控芯片，其流路结构单一，进样未经充分混合从而导致反应效率较低，结果重复性和准确性都存在问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种微流控芯片，该微流控芯片可把反应所需的所有试剂组分集成到芯片上，并将样本混合、反应和检测集成在芯片上，反应时不与外界接触，大大减低污染风险，提高检测精度。

实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种微流控芯片，包括基板和底盖；底盖盖设在基板的下方；基板上设有进样口、稀释液腔、检测腔和混合区；混合区包括试剂腔、气腔和混匀腔；进样口、稀释液腔和混匀腔通过第一流道连通；第一流道包括进样支流道、稀释液支流道和第一主流道；进样支流道与进样口连接，稀释液支流道和稀释液腔连接，进样支流道和稀释液支流道汇合至第一主流道，第一主流道和检测腔连通；检测腔通过第二流道与混匀腔连通；试剂腔通过试剂流道与混匀腔连通；气腔通过气道与混匀腔连通；稀释液腔上设有第一弹性腔壁；试剂腔上设有第二弹性腔壁；气腔上设有第三弹性腔壁；检测腔的上表面设有透光面板，下表面设有透光底板，侧面设有透光侧板；透光面板和透光底板相对应；底盖的底面设有与透光底板相对应的第一通孔，底盖的侧面设有与透光侧板相对应的第二通孔。

进一步地，进样口和进样支流道之间设有过滤件。

进一步地，底盖和基板之间设有废液腔；检测腔通过第三流道与废液腔连通。

进一步地，混匀腔的腔壁上设有气孔。

进一步地，混合区包括第一混合区和第二混合区；第一混合区设置在检测腔的上游，第二混合区设置在检测腔的下游；第一混合区包括第一试剂腔、第一气腔和第一混匀腔；第二混合区包括第二试剂腔、第二气腔和第二混匀腔；稀释液腔通过第一流道和第一混匀腔连通；第一混匀腔通过第二流道和检测腔连通；检测腔通过第四流道和第二混匀腔连通。

进一步地，第一试剂腔中注有第一试剂；第一试剂包括缓冲液、NaCl和防腐剂；第二试剂腔中注有第二试剂；第二试剂包括缓冲液、稳定剂、抗体和防腐剂。

进一步地，抗体为包被有抗体的胶乳颗粒。

本发明的第二个目的在于提供一种上述微流控芯片的应用，为使用微流控芯片对样本中的待测成分含量进行检测，反应时间短、灵敏度极高以及定量准确。

实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种如上所述的微流控芯片的应用，使用微流控芯片对样本中的待测成分含量进行检测，其检测方法包括以下步骤：

加样：将样本从进样口加入，待样本经样本支流道进入第一主流道后，闭合进样口；

稀释：按压第一弹性腔壁，挤压稀释液腔中的稀释液，稀释液从稀释液支流道流出，将样本稀释；

空白检测：经稀释的样本被推动依次经过第一主流道、检测腔、第二流道至混匀腔，经稀释的样本经过检测腔时进行空白样的检测；

反应：按压第二弹性腔壁，挤压试剂腔中的试剂，试剂经过试剂流道进入混匀腔，与经稀释的样本进行反应；试剂与样本中的待测成分反应，经反应得到的待测溶液为混浊液；

填充检测腔：按压第三弹性腔壁，挤压气腔中的气体，气体经过气道进入混匀腔，并推动混匀腔中的待测溶液通过第二流道回流至检测腔，待测溶液充满检测腔；

检测：通过透射法和散射法中的至少一种方法得到待测成分含量；

透射法：从透光面板射入入射光，并检测透光底板的出射光强度，光密度值与待测成分含量成正比，通过光密度值计算待测成分含量；

散射法：从透光面板射入入射光，并检测透光侧板的散射光强度，散射光的强度与待测成分含量成正比，通过散射光的强度计算待测成分含量。

进一步地，混合区包括第一混合区和第二混合区；第一混合区设置在检测腔的上游，第二混合区设置在检测腔的下游；第一混合区包括第一试剂腔、第一气腔和第一混匀腔；第二混合区包括第二试剂腔、第二气腔和第二混匀腔；稀释液腔通过第一流道和第一混匀腔连通；第一混匀腔通过第二流道和检测腔连通；检测腔通过第四流道和第二混匀腔连通；

第一试剂腔中注有第一试剂；第二试剂腔中注有第二试剂；

其中空白检测步骤、反应步骤和填充检测腔步骤为：

空白检测：经稀释的样本被推动依次经过第一主流道至第一混匀腔；按压第一试剂腔的第二弹性腔壁，挤压第一试剂腔中的第一试剂，第一试剂经过第一混匀区的试剂流道进入第一混匀腔，第一试剂与经稀释的样本混合得到混合液；按压第一气腔的第三弹性腔壁，挤压第一气腔中的气体，气体经第一混匀区的气道进入第一混匀腔，推动混合液依次经过第二流道、检测腔、第四流道至第二混匀腔，混合液经过检测腔时进行空白样的检测；

反应：按压第二试剂腔的第二弹性壁，挤压第二试剂腔的第二试剂，第二试剂经第二混匀区的试剂流道进入第二混匀腔，第二试剂与样本中的待测成分反应，经反应得到的待测溶液为混浊液；

填充检测腔：按压第二气腔的第三弹性腔壁，挤压第二气腔中的气体，气体经过第二混匀区的气道进入第二混匀腔，并推动第二混匀腔中的待测溶液通过第四流道回流至检测腔，待测溶液充满检测腔。

进一步地，混匀腔的腔壁上设有气孔；空白检测步骤和反应步骤中，经稀释的样本和试剂进入混匀腔时，气孔为打开状态；填充检测腔步骤中，待测溶液从混匀腔流出至检测腔时，气孔为关闭状态。

本发明的原理为：样本中的待测成分和微流控芯片中的试剂进行反应，产生悬浮物，而使得待测溶液混浊，混浊的待测溶液可吸收光或使光发生散射，并且可以得知混浊的程度即表示悬浮物的浓度，也表示待测成分的含量，当试剂中能够与待测成分反应的物质含量一定时，通过透射法得到光密度值，或者通过散射法得到散射光的强度情况，可以计算出待测成分的含量。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明的微流控芯片可把反应所需的所有试剂组分集成到芯片上，并将样本混合、反应和检测集成在芯片上，反应时不与外界接触，大大减低污染风险，提高检测精度；

2、本发明的微流控芯片采用液态反应体系，提供稳定的反应环境，且自动扣除空白值，具有背景低、灵敏度高、线性范围宽的优点；

3、本发明中微流控芯片的应用，为使用微流控芯片对样本中的待测成分含量进行检测，反应时间短、灵敏度极高以及定量准确；

4、本发明中微流控芯片的应用针对不同的待测成分采用与之相配合的投射和/或散射免疫比浊法进行检测，保证结果的准确性，提高检测系统的灵敏度。

附图说明

图1为本发明微流控芯片的结构示意图；

图2为本发明底盖的结构示意图；

图中，1、基板；11、进样口；111、过滤件；12、稀释液腔；121、第一流道；1211、进样支流道；1212、稀释液支流道；1213、第一主流道；122、第一弹性腔壁；13、检测腔；131、第二流道；132、透光面板；133、透光底板；134、透光侧板；135、第四流道；14、混合区；1401、第二弹性腔壁；1402、第三弹性腔壁；1403、气孔；14a、第一混合区；141a、第一试剂腔；142a、第一气腔；143a、第一混匀腔；14b、第二混合区；141b、第二试剂腔；142b、第二气腔；143b、第二混匀腔；2、底盖；21、第一通孔；22、第二通孔；3、废液腔。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

参照图1并结合图2，一种微流控芯片，包括基板1和底盖2；底盖2盖设在基板1的下方；基板1上设有进样口11、稀释液腔12、检测腔13和混合区14；混合区14包括试剂腔、气腔和混匀腔；进样口11、稀释液腔12和混匀腔通过第一流道121连通；第一流道121包括进样支流道1211、稀释液支流道1212和第一主流道1213；进样支流道1211与进样口11连接，稀释液支流道1212和稀释液腔12连接，进样支流道1211和稀释液支流道1212汇合至第一主流道1213；试剂腔通过试剂流道(图中未示出)与混匀腔连通；气腔通过气道(图中未示出)与混匀腔连通；稀释液腔12上设有第一弹性腔壁122；试剂腔上设有第二弹性腔壁1401；气腔上设有第三弹性腔壁1402；检测腔13的上表面设有透光面板132，下表面设有透光底板133，侧面设有透光侧板134；透光面板132和透光底板133相对应；底盖2的底面设有与透光底板133相对应的第一通孔21，底盖2的侧面设有与透光侧板134相对应的第二通孔22。

具体实施方式中，进样口11和进样支流道1211之间设有过滤件111；可将样本进行初步的过滤。

具体实施方式中，底盖2和基板1之间设有废液腔3；检测腔13通过第三流道(图中未示出)与废液腔3连通；检测时，需要将待测溶液通入检测腔13，并填充检测腔13，则从检测腔13溢出的待测溶液可通过第三流道流至废液腔3，通过溢出多余的待测溶液，有利于保证检测腔13能够被待测溶液充满。

具体实施方式中，混匀腔的腔壁上设有气孔1403；气孔1403在芯片检测设备的辅助下在打开和关闭的状态下切换，样本和试剂进入混匀腔时，气孔1403为打开状态；待测溶液从混匀腔流出至检测腔13时，气孔1403为关闭状态；即有液体进入混匀腔时，打开气孔1403，将混匀腔中的气体通过气孔1403排出；待测溶液从混匀腔流出时，气孔1403为关闭状态，则按压气腔的第三弹性腔壁1402，使气体排出气腔进入混匀腔，由于混匀腔气孔关闭，内部气压变大从而将内部的溶液推至检测腔13。

具体实施方式中，通过在检测腔13的上游和下游设置第一混合区14a和第二混合区14b，可分步对样本进行处理：

混合区14包括第一混合区14a和第二混合区14b；第一混合区14a设置在检测腔13的上游，第二混合区14b设置在检测腔13的下游；第一混合区14a包括第一试剂腔141a、第一气腔142a和第一混匀腔143a；第二混合区14b包括第二试剂腔141b、第二气腔142b和第二混匀腔143b；第一主流道1213和第一混匀腔143a连通；第一混匀腔143a通过第二流道131和检测腔13连通；检测腔13通过第四流道135和第二混匀腔143b连通。

具体实施方式中，第一试剂腔141a中注有第一试剂；第一试剂包括缓冲液、NaCl和防腐剂；第二试剂腔141b中注有第二试剂；第二试剂包括缓冲液、稳定剂、抗体和防腐剂；其中，包括有抗体的第二试剂可用于对样本中的抗原含量进行检测，抗体是与所要检测的抗原所对应的抗体，或包被相应抗体的胶乳颗粒；胶乳颗粒的主要作用是增强反应体系的浊度，提高反应信号。

以上附图中未示出的试剂流道、第三流道均为常规技术中的芯片流道，作用为连通两个腔室，是试剂从一个腔室流至另一个腔室的通道；附图中未示出的气道为常规技术中供气体通过的通道，连通气腔和混匀腔。

上述微流控芯片的应用，使用微流控芯片对样本中的待测成分含量进行检测，其检测方法包括以下步骤：

加样：将样本从进样口加入，待样本经过滤件过滤后，经样本支流道进入第一主流道后，闭合进样口；

稀释：按压第一弹性腔壁，挤压稀释液腔中的稀释液，稀释液从稀释液支流道流出，将样本稀释；

空白检测：经稀释的样本被推动依次经过第一主流道至第一混匀腔；按压第一试剂腔的第二弹性腔壁，挤压第一试剂腔中的第一试剂，第一试剂经过第一混匀区的试剂流道进入第一混匀腔，第一试剂与经稀释的样本混合得到混合液；经稀释的样本和第一试剂进入混匀腔时，气孔为打开状态；按压第一气腔的第三弹性腔壁，挤压第一气腔中的气体，气体经第一混匀区的气道进入第一混匀腔，推动混合液依次经过第二流道、检测腔、第四流道至第二混匀腔，混合液经过检测腔时进行空白样的检测；

反应：按压第二试剂腔的第二弹性壁，挤压第二试剂腔的第二试剂，第二试剂经第二混匀区的试剂流道进入第二混匀腔，第二试剂与样本中的待测成分反应，经反应得到的待测溶液为混浊液；

填充检测腔：按压第二气腔的第三弹性腔壁，挤压第二气腔中的气体，气体经过第二混匀区的气道进入第二混匀腔，并推动第二混匀腔中的待测溶液通过第四流道回流至检测腔，待测溶液充满检测腔；待测溶液从第二混匀腔流出至检测腔时，气孔为关闭状态；待测溶液充满检测腔时，能够保证入射光能穿过待测溶液；

检测：通过透射法和散射法中的至少一种方法得到待测成分含量；

透射法：从透光面板射入入射光，并检测透光底板的出射光强度，光密度值与待测成分含量成正比，通过光密度值计算待测成分含量；

透射法的原理为：待测溶液中含有悬浮物，使得待测溶液具有浊度，当光通过待测溶液时，可被悬浮物吸收，悬浮物的含量越多，光被吸收越多，光被吸收的量在一定范围内与悬浮的量成正比，利用比浊计测定光密度值，悬浮物的含量与光密度值成正比，同样当第二试剂中能够与待测成分发生反应的物质含量一定时，光密度值与待测成分的含量成正比，则通过光密度值计算待测成分含量；一般地，透射法的入射光可采用波长为670nm的LED灯光；光径长度为0.5cm；

散射法：从透光面板射入入射光，并检测透光侧板的散射光强度，散射光的强度与待测成分含量成正比，通过散射光的强度计算待测成分含量；

散射法的原理为：一定波长的光从透光面板射入，通过待测溶液时遇到悬浮物，则光线被悬浮物折射，发生偏转，光线偏转的角度与发射光的波长和悬浮物的粒径和多少相关，因此散射光的强度与悬浮物的含量成正比，即悬浮物越多，散射光越强，通过从透光侧板检测散射光的强度，可以计算待测成分含量；一般地，透射法的入射光可采用波长为940nm的激光，光路通过的液体高度为0.5cm。

针对不同的待测成分采用与之相配合的投射和/或散射免疫比浊法进行检测，保证结果的准确性，提高检测系统的灵敏度。

具体实施方式中，样本的体积在5-100μL，优选10-50μL。

具体实施方式中，其检测全过程的时间小于20min。

本发明的微流控芯片可检测样本中能够与相应的试剂产生悬浮物、而使得待测溶液混浊的一切成分的含量；包括但不限于对特定蛋白、抗原、磷、硫、氯和钙等成分进行含量的检测；对应地，需要将与待测成分反应、而产生悬浮物的试剂设置在微流控芯片的试剂腔中；

本发明中所检测的样本包括但不限于血清、全血、血浆、唾液、尿液、粪便和其他液态组织样本。

实施例1：

实施例1为铁蛋白(FER)检测的微流控芯片

如具体实施方式中的微流控芯片的结构，

其中缓冲液腔中的缓冲液为磷酸盐缓冲液；

其中第一试剂的成分为：

TRIS缓冲液	0.18mol/L,PH＝7.5
		NaCl	100mmol/L
防腐剂ProClin 300	0.08％

第一试剂的pH＝8.2；

第二试剂的成分为：

制成的微流控芯片装入铝箔袋中，密封4℃保存。

对微流控芯片进行检测：

样本预处理：用正常人血浆作为稀释液，将铁蛋白标准品稀释成如下浓度：5ng/mL、10ng/mL、100ng/mL、500ng/mL、1000ng/mL、3000ng/mL和5000ng/mL；

加样：将微流控芯片放入配套仪器，将20μL样本从进样口加入，待样本经过滤件过滤后，经样本支流道进入第一主流道后，闭合进样口；

稀释：按压第一弹性腔壁，挤压稀释液腔中的稀释液，稀释液从稀释液支流道流出，将样本稀释；

空白检测：经稀释的样本被推动依次经过第一主流道至第一混匀腔；按压第一试剂腔的第二弹性腔壁，挤压第一试剂腔中的第一试剂，第一试剂经过第一混匀区的试剂流道进入第一混匀腔，第一试剂与经稀释的样本混合得到混合液；经稀释的样本和第一试剂进入混匀腔时，气孔为打开状态；按压第一气腔的第三弹性腔壁，挤压第一气腔中的气体，气体经第一混匀区的气道进入第一混匀腔，推动混合液依次经过第二流道、检测腔、第四流道至第二混匀腔，混合液经过检测腔时进行空白样的检测；

反应：按压第二试剂腔的第二弹性壁，挤压第二试剂腔的第二试剂，第二试剂经第二混匀区的试剂流道进入第二混匀腔，第二试剂与样本中的待测成分反应，经反应得到的待测溶液为混浊液；

填充检测腔：按压第二气腔的第三弹性腔壁，挤压第二气腔中的气体，气体经过第二混匀区的气道进入第二混匀腔，并推动第二混匀腔中的待测溶液通过第四流道回流至检测腔，待测溶液充满检测腔；待测溶液从第二混匀腔流出至检测腔时，气孔为关闭状态；检测腔中溢出的待测溶液通过第三流道流至废液腔；

检测：通过透射法得到待测成分含量；

采用波长为670nm的LED灯光作为入射光，光径长度为0.5cm；从透光面板射入入射光，并检测透光底板的出射光强度，光密度值与待测成分含量成正比，通过光密度值计算待测成分含量；每个样本分别用3个微流控芯片测定3次，每次测定10min，取平均值，运用spline公式绘制标准曲线；样本中铁蛋白含量越高，则光密度值越高。

结果表明，在定量检测范围内，相关系数R²>0.987，未出现HOOK效应，且批内与批间重复性均较好，该微流控芯片的最低检测限为5ng/mL，最低定量限为10ng/mL，实现铁蛋白的微量检测。

实施例2

实施例2为免疫球蛋白A(IGA)检测的微流控芯片

如具体实施方式中的微流控芯片的结构，

其中缓冲液腔中的缓冲液为磷酸盐缓冲液；

其中第一试剂的成分为：

羟甲基氨基甲烷缓冲液	20mmol/L
		NaCl	200mmol/L
聚乙乙醇	3.6％
		硫酸庆大霉素	0.02％

第一试剂的pH为8；

第二试剂的成分为：

抗人IGA抗体(山羊)	滴度95
		羟甲基氨基甲烷缓冲液	20mmol/L
NaCl	150mmol/L
		硫酸庆大霉素	0.02％

第二试剂的pH为8。

制成的微流控芯片装入铝箔袋中，密封4℃保存。

对微流控芯片进行检测：

样本预处理：用磷酸缓冲液作为稀释液，将IGA标准品配制为以下浓度的溶液：10mg/dL、50mg/dL、250mg/dL、1000mg/dL、3000mg/dL、6000mg/dL、9000mg/dL；

加样：将微流控芯片放入配套仪器，将10μL样本从进样口加入，待样本经过滤件过滤后，经样本支流道进入第一主流道后，闭合进样口；

稀释：按压第一弹性腔壁，挤压稀释液腔中的稀释液，稀释液从稀释液支流道流出，将样本稀释；

空白检测：经稀释的样本被推动依次经过第一主流道至第一混匀腔；按压第一试剂腔的第二弹性腔壁，挤压第一试剂腔中的第一试剂，第一试剂经过第一混匀区的试剂流道进入第一混匀腔，第一试剂与经稀释的样本混合得到混合液；经稀释的样本和第一试剂进入混匀腔时，气孔为打开状态；按压第一气腔的第三弹性腔壁，挤压第一气腔中的气体，气体经第一混匀区的气道进入第一混匀腔，推动混合液依次经过第二流道、检测腔、第四流道至第二混匀腔，混合液经过检测腔时进行空白样的检测；

反应：按压第二试剂腔的第二弹性壁，挤压第二试剂腔的第二试剂，第二试剂经第二混匀区的试剂流道进入第二混匀腔，第二试剂与样本中的待测成分反应，经反应得到的待测溶液为混浊液；

填充检测腔：按压第二气腔的第三弹性腔壁，挤压第二气腔中的气体，气体经过第二混匀区的气道进入第二混匀腔，并推动第二混匀腔中的待测溶液通过第四流道回流至检测腔，待测溶液充满检测腔；待测溶液从第二混匀腔流出至检测腔时，气孔为关闭状态；检测腔中溢出的待测溶液通过第三流道流至废液腔；

检测：通过散射法得到待测成分含量；

从透光面板射入入射光，并检测透光侧板的散射光强度，散射光的强度与待测成分含量成正比，通过散射光的强度计算待测成分含量；每个样本分别用3个微流控芯片测定3次，每次测定为10min，以散射光强度的变化速率，运用spline公式绘制标准曲线；散射光强度越高，则样本中IGA的浓度越高。

结果表明，在定量检测范围内，相关系数R²>0.989，未出现HOOK效应，且批内与批间重复性均较好，该微流控芯片的最低检测限为10mg/dL，最低定量限为20mg/dL，实现IGA的微量检测。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微流控芯片，包括基板和底盖；所述底盖盖设在基板的下方；其特征在于，所述基板上设有进样口、稀释液腔、检测腔和混合区；所述混合区包括试剂腔、气腔和混匀腔；所述进样口、稀释液腔和混匀腔通过第一流道连通；所述第一流道包括进样支流道、稀释液支流道和第一主流道；所述进样支流道与进样口连接，稀释液支流道和稀释液腔连接，进样支流道和稀释液支流道汇合至第一主流道，第一主流道和检测腔连通；所述检测腔通过第二流道与混匀腔连通；所述试剂腔通过试剂流道与混匀腔连通；所述气腔通过气道与混匀腔连通；所述稀释液腔上设有第一弹性腔壁；所述试剂腔上设有第二弹性腔壁；所述气腔上设有第三弹性腔壁；所述检测腔的上表面设有透光面板，下表面设有透光底板，侧面设有透光侧板；所述透光面板和透光底板相对应；所述底盖的底面设有与透光底板相对应的第一通孔，底盖的侧面设有与透光侧板相对应的第二通孔；所述混匀腔的腔壁上设有气孔；经稀释的样本和试剂进入混匀腔时，气孔为打开状态；待测溶液从混匀腔流出至检测腔时，气孔为关闭状态。

2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述进样口和进样支流道之间设有过滤件。

3.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述底盖和基板之间设有废液腔；所述检测腔通过第三流道与废液腔连通。

4.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述混合区包括第一混合区和第二混合区；所述第一混合区设置在检测腔的上游，第二混合区设置在检测腔的下游；所述第一混合区包括第一试剂腔、第一气腔和第一混匀腔；所述第二混合区包括第二试剂腔、第二气腔和第二混匀腔；所述稀释液腔通过第一流道和第一混匀腔连通；所述第一混匀腔通过第二流道和检测腔连通；所述检测腔通过第四流道和第二混匀腔连通。

5.如权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一试剂腔中注有第一试剂；所述第一试剂包括缓冲液、NaCl和防腐剂；所述第二试剂腔中注有第二试剂；所述第二试剂包括缓冲液、稳定剂、抗体和防腐剂。

6.如权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，所述抗体为包被有抗体的胶乳颗粒。

7.一种如权利要求1所述的微流控芯片的应用，其特征在于，使用微流控芯片对样本中的待测成分含量进行检测，其检测方法包括以下步骤：

加样：将样本从进样口加入，待样本经样本支流道进入第一主流道后，闭合进样口；

稀释：按压第一弹性腔壁，挤压稀释液腔中的稀释液，稀释液从稀释液支流道流出，将样本稀释；

空白检测：经稀释的样本被推动依次经过第一主流道、检测腔、第二流道至混匀腔，经稀释的样本经过检测腔时进行空白样的检测；

反应：按压第二弹性腔壁，挤压试剂腔中的试剂，试剂经过试剂流道进入混匀腔，与经稀释的样本进行反应；试剂与样本中的待测成分反应，经反应得到的待测溶液为混浊液；

填充检测腔：按压第三弹性腔壁，挤压气腔中的气体，气体经过气道进入混匀腔，并推动混匀腔中的待测溶液通过第二流道回流至检测腔，待测溶液充满检测腔；

检测：通过透射法和散射法中的至少一种方法得到待测成分含量；

透射法：从透光面板射入入射光，并检测透光底板的出射光强度，光密度值与待测成分含量成正比，通过光密度值计算待测成分含量；

散射法：从透光面板射入入射光，并检测透光侧板的散射光强度，散射光的强度与待测成分含量成正比，通过散射光的强度计算待测成分含量；

所述混匀腔的腔壁上设有气孔；空白检测步骤和反应步骤中，经稀释的样本和试剂进入混匀腔时，气孔为打开状态；填充检测腔步骤中，待测溶液从混匀腔流出至检测腔时，气孔为关闭状态。

8.如权利要求7所述的微流控芯片的应用，其特征在于，所述混合区包括第一混合区和第二混合区；所述第一混合区设置在检测腔的上游，第二混合区设置在检测腔的下游；所述第一混合区包括第一试剂腔、第一气腔和第一混匀腔；所述第二混合区包括第二试剂腔、第二气腔和第二混匀腔；所述稀释液腔通过第一流道和第一混匀腔连通；所述第一混匀腔通过第二流道和检测腔连通；所述检测腔通过第四流道和第二混匀腔连通；

所述第一试剂腔中注有第一试剂；所述第二试剂腔中注有第二试剂；

其中空白检测步骤、反应步骤和填充检测腔步骤为：

空白检测：经稀释的样本被推动依次经过第一主流道至第一混匀腔；按压第一试剂腔的第二弹性腔壁，挤压第一试剂腔中的第一试剂，第一试剂经过第一混匀区的试剂流道进入第一混匀腔，第一试剂与经稀释的样本混合得到混合液；按压第一气腔的第三弹性腔壁，挤压第一气腔中的气体，气体经第一混匀区的气道进入第一混匀腔，推动混合液依次经过第二流道、检测腔、第四流道至第二混匀腔，混合液经过检测腔时进行空白样的检测；

反应：按压第二试剂腔的第二弹性壁，挤压第二试剂腔的第二试剂，第二试剂经第二混匀区的试剂流道进入第二混匀腔，第二试剂与样本中的待测成分反应，经反应得到的待测溶液为混浊液；

填充检测腔：按压第二气腔的第三弹性腔壁，挤压第二气腔中的气体，气体经过第二混匀区的气道进入第二混匀腔，并推动第二混匀腔中的待测溶液通过第四流道回流至检测腔，待测溶液充满检测腔。