CN109453826B - 一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片 - Google Patents

一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN109453826B
CN109453826B CN201811486086.8A CN201811486086A CN109453826B CN 109453826 B CN109453826 B CN 109453826B CN 201811486086 A CN201811486086 A CN 201811486086A CN 109453826 B CN109453826 B CN 109453826B
Authority
CN
China
Prior art keywords
groove
filter
detection
plate
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811486086.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109453826A (zh
Inventor
蒋鸿超
奎莉越
马静
田新
张桢
王爱萍
邱丽娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming Childrens Hospital
Original Assignee
Kunming Childrens Hospital
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming Childrens Hospital filed Critical Kunming Childrens Hospital
Priority to CN201811486086.8A priority Critical patent/CN109453826B/zh
Publication of CN109453826A publication Critical patent/CN109453826A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109453826B publication Critical patent/CN109453826B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502753—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/531—Production of immunochemical test materials
    • G01N33/532—Production of labelled immunochemicals
    • G01N33/533—Production of labelled immunochemicals with fluorescent label
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/12—Specific details about materials

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片，包括芯片本体，芯片本体上开有进样室和阀门槽，芯片本体上还设有透明观察窗，芯片本体由顶板、盖板和功能底板从上至下依次热键合组成；所述的顶板上开有第一进样洞口和阀门槽，阀门槽的右侧设有透明观察窗；所述的盖板上开有第二进样洞口，第二进样洞口的两侧各开有一道按压凹槽，功能底板上设有样本槽、引流槽、过滤槽、反应通道、检测槽和废液槽，过滤槽中设有过滤柱，检测槽中设有若干反应柱；引流槽、过滤槽、反应通道、检测槽和废液槽的槽壁上涂有纤维素粉，反应柱的表面上包被有信号素4D抗体磁珠。该芯片为自驱动方式，减少了检测所需的仪器设备，简化了检测步骤，提高检测结果的精确度。

Description

一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片
技术领域
本发明涉及医学检测技术领域，具体涉及一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片。
背景技术
白血病是一类造血干细胞恶性克隆性疾病。克隆性白血病细胞因为增殖失控、分化障碍、凋亡受阻等机制在骨髓和其他造血组织中大量增殖累积，并浸润其他非造血组织和器官，同时抑制正常造血功能。临床可见不同程度的贫血、出血、感染发热以及肝、脾、淋巴结肿大和骨骼疼痛。据报道，我国各地区白血病的发病率在各种肿瘤中占第六位。信号素4D是一个150kD的跨膜糖蛋白，由862个氨基酸构成，其胞外的保守Sema结构用于识别受体，胞内段很短，没有特殊的功能结构域，而Semaphorin 4D在急性白血病中高表达，通过快速准确检测Semaphorin 4D的表达水平可为其早期诊断及病情发展变化预估提供有力证据。
微流控技术，指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到皮升)的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。在实际应用过程中，微流控可以把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一个几平方厘米的芯片上，自动完成分析全过程，其基本特征和最大优势是多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。
然而现有的微流控芯片多利用液泵驱动检测样本在微流控芯片的微通道中流动，该驱动方式操作相当繁琐，增加了检测的时间；同时现有的微流控芯片难以对检测样本，如血液样本进行初级过滤，对检测结果有一定的影响。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，设计了一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片，该芯片为自驱动方式，减少了检测所需的仪器设备，简化了检测步骤，同时该芯片可对检测样本进行过滤，提高检测结果的精确度；该检测芯片的结果观察更加方便。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片，其特征在于，包括芯片本体，芯片本体上开有进样室和阀门槽，芯片本体上还设有透明观察窗，所述的芯片本体由顶板、盖板和功能底板从上至下依次热键合组成；所述的顶板上开有第一进样洞口和阀门槽，阀门槽的右侧设有透明观察窗；所述的盖板上开有第二进样洞口，第二进样洞口的两侧各开有一道按压凹槽，所述的功能底板上设有样本槽，样本槽的右侧依次设有引流槽和过滤槽，过滤槽的右侧连通有反应通道，反应通道与检测槽贯通连接，检测槽与废液槽连通，所述的样本槽、引流槽和过滤槽相贯通，引流槽中设有若干分流条，分流条将引流槽分隔为若干引流带，过滤槽呈三角形状且过滤槽中设有若干过滤柱，过滤槽的角部与反应通道连通，反应通道呈“S”型，反应通道与检测槽的锥角部连通，检测槽中设有若干反应柱；
所述的引流槽、过滤槽、反应通道、检测槽和废液槽的槽壁上涂有纤维素粉，反应柱的表面上包被有信号素4D抗体磁珠。
优选的，所述的顶板为聚酯纤维板，盖板为PDMS板，功能底板为玻璃板，所述的过滤柱和反应柱选用微镍柱材料制成。
本发明的有益效果是：该芯片为自驱动方式，减少了检测所需的仪器设备，简化了检测步骤，同时该芯片可对检测样本进行过滤，提高检测结果的精确度；该检测芯片的结果观察更加方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片的整体结构示意图；
图2是所述的一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片的各部分的结构示意图；
图3是所述功能底板的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-芯片本体，2-顶板，3-盖板，4-功能底板，11-进样室，12-阀门槽，13-透明观察窗，31-按压凹槽，41-样本槽，42-引流槽，43-过滤槽，44-反应通道，45-检测槽，46-废液槽，421-分流条，431-过滤柱，451-反应柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1-3所示，一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片，包括芯片本体1，芯片本体1上开有进样室11和阀门槽12，芯片本体1上还设有透明观察窗13，所述的芯片本体1由顶板2、盖板3和功能底板4从上至下依次热键合组成；所述的顶板2上开有第一进样洞口111和阀门槽12，阀门槽12的右侧设有透明观察窗13；所述的盖板3上开有第二进样洞口112，第二进样洞口112的两侧各开有一道按压凹槽31，所述的功能底板4上设有样本槽41，样本槽41的右侧依次设有引流槽42和过滤槽43，过滤槽43的右侧连通有反应通道44，反应通道44与检测槽45贯通连接，检测槽45与废液槽46连通，所述的样本槽41、引流槽42和过滤槽43相贯通，引流槽42中设有若干分流条421，分流条421将引流槽分隔为若干引流带，过滤槽43呈三角形状且过滤槽中设有若干过滤柱431，过滤槽43的角部与反应通道44连通，反应通道44呈“S”型，反应通道44与检测槽45的锥角部连通，检测槽45中设有若干反应柱451；
所述的引流槽42、过滤槽43、反应通道44、检测槽45和废液槽46的槽壁上涂有纤维素粉，反应柱451的表面上包被有信号素4D抗体磁珠。
其中的，所述的顶板2为聚酯纤维板，盖板3为PDMS板，功能底板4为玻璃板，所述的过滤柱431和反应柱451选用微镍柱材料制成。
本装置的一个具体的应用为：采集患病儿童外周血或骨髓PBMC或血浆，将样本通过移液枪经进样室11注入，血液样本经第一进样洞口、第二进样洞口进入样本槽41中；由于引流槽42、过滤槽43、反应通道44、检测槽45和废液槽46的槽壁上涂有纤维素粉，纤维素粉产生的毛细驱动力可使血液沿引流槽42、过滤槽43、反应通道44、检测槽45和废液槽46发生自行流动，无需液泵对血液样本进行驱动；当血液沿引流槽42流至过滤槽43中时，大于白细胞的杂质被过滤柱431阻挡在过滤槽一侧，提高检测的效率和精度；使用六角柱状棒体插入阀门槽12中并施加按压力，按压时盖板3发生向下的微形变并在功能底板4的引流槽、过滤槽处产生正压，持续按压1min后撤去压力，此时盖板3复位并在过流通道处产生负压，经过过滤后的血液样本经反应通道44流入检测槽45中；在检测槽中，血液样本中的信号素4D与反应柱451发生接触并与反应柱451上包被的信号素4D抗体磁珠发生免疫反应，使用荧光笔照射在透明观察窗13上，当儿童患有白血病时，透明观察窗13上显示红色标记物；当没有患病时，无红色标记物显示出来，从而完成儿童白血病的即时检测。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。
优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (2)

1.一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片，其特征在于，包括芯片本体，芯片本体上开有进样室和阀门槽，芯片本体上还设有透明观察窗，所述的芯片本体由顶板、盖板和功能底板从上至下依次热键合组成；所述的顶板上开有第一进样洞口和阀门槽，阀门槽的右侧设有透明观察窗；所述的盖板上开有第二进样洞口，第二进样洞口的两侧各开有一道按压凹槽，所述的功能底板上设有样本槽，样本槽的右侧依次设有引流槽和过滤槽，过滤槽的右侧连通有反应通道，反应通道与检测槽贯通连接，检测槽与废液槽连通，所述的样本槽、引流槽和过滤槽相贯通，引流槽中设有若干分流条，分流条将引流槽分隔为若干引流带，过滤槽呈三角形状且过滤槽中设有若干过滤柱，过滤槽的角部与反应通道连通，反应通道呈“S”型，反应通道与检测槽的锥角部连通，检测槽中设有若干反应柱；
所述的引流槽、过滤槽、反应通道、检测槽和废液槽的槽壁上涂有纤维素粉，反应柱的表面上包被有信号素4D抗体磁珠。
2.根据权利要求1所述的一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片，其特征在于，所述的顶板为聚酯纤维板，盖板为PDMS板，功能底板为玻璃板，所述的过滤柱和反应柱选用微镍柱材料制成。
CN201811486086.8A 2018-12-06 2018-12-06 一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片 Active CN109453826B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811486086.8A CN109453826B (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811486086.8A CN109453826B (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109453826A CN109453826A (zh) 2019-03-12
CN109453826B true CN109453826B (zh) 2021-03-26

Family

ID=65612544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811486086.8A Active CN109453826B (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109453826B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111068801A (zh) * 2020-01-17 2020-04-28 重庆创芯生物科技有限公司 一种自驱动微流控芯片

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105665044A (zh) * 2016-01-28 2016-06-15 浙江大学 一种微流控芯片组件
CN105728070A (zh) * 2015-12-17 2016-07-06 广州万孚生物技术股份有限公司 一种用于微流控芯片的载体
CN106807461A (zh) * 2017-01-10 2017-06-09 北京华科泰生物技术有限公司 一种用于荧光免疫检测的微流控芯片及其制备方法
CN107225006A (zh) * 2017-07-03 2017-10-03 苏州岚轩生物科技有限公司 基于主动控制液体流动的多通量微流控芯片
CN108080042A (zh) * 2017-11-13 2018-05-29 成都微康生物科技有限公司 结合时间分辨荧光技术的微流控芯片及其制备方法和应用
CN207472894U (zh) * 2017-08-25 2018-06-08 国家纳米科学中心 微流控芯片检测装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101226957B1 (ko) * 2008-12-08 2013-02-07 한국전자통신연구원 일회용 진단 키트

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105728070A (zh) * 2015-12-17 2016-07-06 广州万孚生物技术股份有限公司 一种用于微流控芯片的载体
CN105665044A (zh) * 2016-01-28 2016-06-15 浙江大学 一种微流控芯片组件
CN106807461A (zh) * 2017-01-10 2017-06-09 北京华科泰生物技术有限公司 一种用于荧光免疫检测的微流控芯片及其制备方法
CN107225006A (zh) * 2017-07-03 2017-10-03 苏州岚轩生物科技有限公司 基于主动控制液体流动的多通量微流控芯片
CN207472894U (zh) * 2017-08-25 2018-06-08 国家纳米科学中心 微流控芯片检测装置
CN108080042A (zh) * 2017-11-13 2018-05-29 成都微康生物科技有限公司 结合时间分辨荧光技术的微流控芯片及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109453826A (zh) 2019-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11016108B2 (en) Microfluidic devices and methods for performing serum separation and blood cross-matching
JP5859425B2 (ja) 分析のための細胞を含む流体の薄層の調製
Hofmann et al. Modular approach to fabrication of three-dimensional microchannel systems in PDMS—application to sheath flow microchips
US20190168221A1 (en) Microfluidic Chips and Cartridges and Systems Utilizing Microfluidic Chips and Cartridges
US20200070167A1 (en) Processing systems for isolating and enumerating cells or particles
AU2012225123B2 (en) Method and system for portable cell detection and analysis using microfluidic technology
US10596522B2 (en) Hemolysis-free blood plasma separation
Tachi et al. Simultaneous separation, metering, and dilution of plasma from human whole blood in a microfluidic system
US20170354361A1 (en) Microscale plasma separator
US7939034B2 (en) Method and tool for collecting blood plasma
EP2613882B1 (en) Microfluidic capsule
JP6172711B2 (ja) マイクロチップ用の流体制御デバイスおよびその利用
CN109453826B (zh) 一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片
CN113351267A (zh) 应用于微流控芯片之快速拆接之密封匹配接头模块及其操作平台
US10605718B2 (en) Arrangement for individualized patient blood analysis
JP2008039615A (ja) 分離装置、分析方法および分離方法
CN111617812B (zh) 微流控基板及其流体驱动方法、微流控装置
JP2011505555A (ja) サンプル内のアナライトを検出するための装置および方法
US20210114026A1 (en) Microfluidic Devices And Methods For Monitoring Blood Biology Under Flow
CN217385513U (zh) 用于荧光免疫分析仪的微流控芯片卡
KR101635510B1 (ko) 적혈구 멤브레인의 슬립현상에 의한 속도차이 계측용 직렬형 랩온어칩 장치 및 그 광계측 시스템
Brenner Polymer fabrication and microfluidic unit operations for medical diagnostics on a rotating disk
CN101918137A (zh) 包括物理障碍的分离装置
Archibong et al. Modular microfluidic filters based on transparent membranes
TWI591341B (zh) 微流道裝置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant