CN108686722A - 一种离心式免疫磁珠分选微流控芯片及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离心式免疫磁珠分选微流控芯片及装置。该离心式免疫磁珠分选微流控芯片包括磁力盘和免疫磁珠分选盘，所述磁力盘设有至少一个圆弧槽口，所述圆弧槽口内设有磁铁；所述免疫磁珠分选盘设有至少一个免疫磁珠分选区；所述免疫磁珠分选区包含样品孔、免疫磁珠试剂孔和混合孔，所述样品孔和所述免疫磁珠试剂孔分别与所述混合孔连通；所述混合孔的一侧与所述圆弧槽口的一侧对齐。本发明创造性地将分选流程集中在一块离心式微流控芯片上，降低了试剂量，避免了筛选过程中的人为误差，极大地节约了成本。
Description
技术领域
本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种聚合物离心式免疫磁珠分选微流控芯片及装置。
背景技术
过去的十年间，微流控技术的引入使得即时检测(POCT)取得了重大进步。尽管微流控技术带来了尺寸缩小效应，灵敏度、成本和分析时间显着改进，但是POCT仍未实现原始样品输入到生物医学诊断的最终读出的集成。“样本到答案”类型分析的生物芯片的主要瓶颈是实现利用微流控技术从样品(血液，唾液和尿液等)中提取所需的抗原、抗体、细胞、核酸(DNA和RNA)以及蛋白质等。
免疫磁性微球(Immunomagnetic Microspheres，IMMS)，或称免疫磁珠(Immunomagnetic Beads，IMB)是免疫学和超顺磁性磁珠结合而发展起来的一类新型材料。免疫磁珠是包被有抗体或具有抗体结合功能的超顺磁性微球，当它与含有靶物质的样品混合孵育时，可与靶物质特异性地结合而形成具有磁响应性的复合物。此复合物可被磁场滞留，从而与样品中其他杂质分离。免疫磁性分离简便易行，分离纯度高，保留靶物质活性，且高效、快速、低毒，可广泛应用于细胞分离和提纯、免疫检测、免疫纯化、免疫沉淀等领域。
目前免疫磁珠分选抗原、抗体、细胞、核酸(DNA和RNA)以及蛋白质等通常是实验员借助试管完成的，其过程繁琐，对实验员的技术水平要求较高，且由于实验员的水平参差不齐对分选结果影响较大。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种离心式免疫磁珠分选微流控芯片及离心式免疫磁珠分选装置，能够避免筛选过程中的人为误差，节约成本。
本发明采用的技术方案如下：
一种离心式免疫磁珠分选微流控芯片，包括磁力盘和免疫磁珠分选盘，所述磁力盘设有至少一个圆弧槽口，所述圆弧槽口内设有磁铁；所述免疫磁珠分选盘设有至少一个免疫磁珠分选区；所述免疫磁珠分选区包含样品孔、免疫磁珠试剂孔和混合孔，所述样品孔和所述免疫磁珠试剂孔分别与所述混合孔连通；所述混合孔的一侧与所述圆弧槽口的一侧对齐。
进一步地，所述免疫磁珠分选区还包含废液池和排气孔。
进一步地，所述磁力盘上设有圆形盖片，将所述磁铁封闭在所述圆弧槽口内。
进一步地，所述圆弧槽口为多个，呈中心对称分布，相应的所述免疫磁珠分选区也为多个并与所述圆弧槽口一一对应。
进一步地，所述磁力盘能够重复使用，所述免疫磁珠分选盘为一次性耗材。
进一步地，所述离心式免疫磁珠分选微流控芯片的材质为下列中的一种：PMMA、PS、PC、COC、COP。
进一步地，所述离心式免疫磁珠分选微流控芯片还包括用于与离心机的旋转轴固定连接的装置，通过该装置将所述磁力盘和所述免疫磁珠分选盘一起安装在离心机的旋转轴上。
进一步地，所述用于与离心机的旋转轴固定连接的装置为位于所述磁力盘和所述免疫磁珠分选盘的中心位置的通孔，所述通孔与离心机的旋转轴采用过盈配合或螺纹实现固定连接。
一种离心式免疫磁珠分选装置，包括离心机以及上面所述的离心式免疫磁珠分选微流控芯片，所述离心式免疫磁珠分选微流控芯片固定连接在所述离心机的旋转轴上。
进一步地，所述离心机以一定转速顺时针旋转时，带动磁力盘和免疫磁珠分选盘顺时针旋转，磁力盘中的磁铁甩到圆弧槽口的一侧，同时样品孔中的样品和免疫磁珠试剂孔中的试剂甩入混合孔中，在混合孔中实现充分混合；所述离心机以另一转速逆时针旋转时，带动磁力盘和免疫磁珠分选盘逆时针旋转，磁力盘中的磁铁甩到圆弧槽口的另一侧，磁铁吸引磁珠导致磁珠富集在混合孔的底部，同时其余的杂质甩入到废液池中，从而实现磁珠吸附吸附特定的抗原、抗体、细胞、核酸或蛋白质且与样品中杂质的分离。
本发明的有益效果如下：
本发明创造性地将分选流程集中在一块离心式微流控芯片上，降低了试剂量，避免了筛选过程中的人为误差，极大地节约了成本。
附图说明
图1是实施例中磁力盘和免疫磁珠分选盘安装在离心机上的示意图。
图2是实施例中磁力盘的结构示意图。
图3是实施例中磁力盘的爆炸图。
图4是实施例中免疫磁珠分选盘的结构示意图。
图5是实施例中免疫磁珠分选盘的爆炸图。
图6是实施例中磁力盘与免疫磁珠分选盘一同使用时的示意图。
图7是实施例中离心机带动磁力盘和免疫磁珠分选盘顺时针旋转的示意图。
图8是实施例中离心机带动磁力盘和免疫磁珠分选盘逆时针旋转的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步说明。
本发明涉及的聚合物离心式微流控芯片，其使用材料包括但不限于以下：PMMA(聚甲基丙烯酸酯)、PS(聚苯乙烯)、PC(聚碳酸酯)、COC(环烯烃和乙烯共聚物)、COP(环烯烃共聚物)。
本发明包含磁力盘以及免疫磁珠分选盘，其中磁力盘可重复使用，免疫磁珠分选盘为一次性耗材。两个盘一起装在离心机上，如图1所示，免疫磁珠分选盘A和磁力盘B由上到下依次卡在离心机D的机轴C上(可采用过盈配合、螺纹连接等形式)，两个盘可以随离心机同步顺时针和逆时针旋转。
磁力盘B如图2所示，磁铁1放置于盘面上的圆弧槽口2中。随后用圆形盖片封接。当磁力盘顺时针转动时磁铁被甩到圆弧槽口的右侧(从磁力盘边缘向磁力盘中心看去)，当磁力盘逆时针旋转时磁铁被甩到圆弧槽口的左侧(从磁力盘边缘向磁力盘中心看去)。磁力盘的爆炸图如图3所示，其中上图为圆形盖片。
免疫磁珠分选盘A如图4所示，其中3-7构成一个免疫磁珠分选区，本实施例中共有三个免疫磁珠分选区。样品孔3中存放待提取的样品，试剂孔4中存放含免疫磁珠的试剂(试剂孔可为多个)，一定转速时，样品孔3中的样品以及试剂孔4中的试剂甩入混合孔5，另一转速时，混合孔5中的混合液甩入废液池6。图中7为排气孔，用于排除流道内的空气，便于液体流动。免疫磁珠分选盘爆炸图如图5所示，其中上图为圆形盖片。
当磁力盘与免疫磁珠分选盘一同使用时如图6所示，组装在离心机的机轴上时，免疫磁珠分选盘的混合孔3的一侧与磁力盘上圆弧槽口2的一侧对齐，如图7、图8所示。离心机以转速n1顺时针旋转时，带动磁力盘和免疫磁珠分选盘顺时针旋转，如图7所示，磁力盘中的磁铁甩到圆弧槽口的右侧，同时样品孔1中的样品和试剂孔2中含免疫磁珠的试剂甩入混合孔3中，在混合孔3中实现充分混合，免疫磁珠吸附特定的抗原、抗体、细胞、核酸(DNA和RNA)或蛋白质。
当离心机以转速n2逆时针旋转时，带动磁力盘和免疫磁珠分选盘逆时针旋转，如图8所示，磁力盘中的磁铁甩到圆弧槽口的左侧，磁铁吸引磁珠导致磁珠富集在混合孔3的底部，同时其余的杂质甩入到废液池4中，实现了磁珠吸附吸附特定的抗原、抗体、细胞、核酸(DNA和RNA)或蛋白质且与样品中杂质的分离。
上述实施例中，转速n1和转速n2可根据根据不同槽口之间连接流道的宽度以及流道相对于离心盘圆心的位置确定。
上面实施例中磁力盘上的圆弧槽口和免疫磁珠分选盘上的相应结构共有三个，也可以是其它数目。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。
Claims (10)
1.一种离心式免疫磁珠分选微流控芯片，其特征在于，包括磁力盘和免疫磁珠分选盘，所述磁力盘设有至少一个圆弧槽口，所述圆弧槽口内设有磁铁；所述免疫磁珠分选盘设有至少一个免疫磁珠分选区；所述免疫磁珠分选区包含样品孔、免疫磁珠试剂孔和混合孔，所述样品孔和所述免疫磁珠试剂孔分别与所述混合孔连通；所述混合孔的一侧与所述圆弧槽口的一侧对齐。
2.如权利要求1所述的离心式免疫磁珠分选微流控芯片，其特征在于：所述免疫磁珠分选区还包含废液池和排气孔。
3.如权利要求1所述的离心式免疫磁珠分选微流控芯片，其特征在于：所述磁力盘上设有圆形盖片，将所述磁铁封闭在所述圆弧槽口内。
4.如权利要求1所述的离心式免疫磁珠分选微流控芯片，其特征在于：所述圆弧槽口为多个，呈中心对称分布，相应的所述免疫磁珠分选区也为多个并与所述圆弧槽口一一对应。
5.如权利要求1所述的离心式免疫磁珠分选微流控芯片，其特征在于：所述磁力盘能够重复使用，所述免疫磁珠分选盘为一次性耗材。
6.如权利要求1所述的离心式免疫磁珠分选微流控芯片，其特征在于，其材质为下列中的一种：PMMA、PS、PC、COC、COP。
7.如权利要求1～6中任一权利要求所述的离心式免疫磁珠分选微流控芯片，其特征在于：还包括用于与离心机的旋转轴固定连接的装置，通过该装置将所述磁力盘和所述免疫磁珠分选盘一起安装在离心机的旋转轴上。
8.如权利要求7所述的离心式免疫磁珠分选微流控芯片，其特征在于：所述用于与离心机的旋转轴固定连接的装置为位于所述磁力盘和所述免疫磁珠分选盘的中心位置的通孔，所述通孔与离心机的旋转轴采用过盈配合或螺纹实现固定连接。
9.一种离心式免疫磁珠分选装置，其特征在于，包括离心机以及权利要求1所述的离心式免疫磁珠分选微流控芯片，所述离心式免疫磁珠分选微流控芯片固定连接在所述离心机的旋转轴上。
10.如权利要求9所述的离心式免疫磁珠分选装置，其特征在于：所述离心机以一定转速顺时针旋转时，带动磁力盘和免疫磁珠分选盘顺时针旋转，磁力盘中的磁铁甩到圆弧槽口的一侧，同时样品孔中的样品和免疫磁珠试剂孔中的试剂甩入混合孔中，在混合孔中实现充分混合；所述离心机以另一转速逆时针旋转时，带动磁力盘和免疫磁珠分选盘逆时针旋转，磁力盘中的磁铁甩到圆弧槽口的另一侧，磁铁吸引磁珠导致磁珠富集在混合孔的底部，同时其余的杂质甩入到废液池中，从而实现磁珠吸附吸附特定的抗原、抗体、细胞、核酸或蛋白质且与样品中杂质的分离。
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