CN111774106A - 基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置 - Google Patents

基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，光流控微管执行器内部用于容纳磁性纳米粒子、待检测液体样品、检测液，并是磁性纳米粒子捕获目标蛋白，以及目标蛋白与检测液发生反应的场所，所述电磁控制装置置于光流控微管执行器的外部中间位置，通过控制电源开闭实现磁场的施加与撤销；控制光源置于光流控微管执行器的外部上方，用于驱动光流控微管执行器内的液体完成定向移动；检测管与光流控微管执行器一端连接，光学检测仪器用于进行检测管内液体的光学检测。与现有技术相比，本发明可以实现非接触操控，并能真正实现便携化的蛋白检测，同时也有效避免了样品被污染的风险。

Description

基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置
技术领域
本发明涉及微流控技术领域，尤其是涉及一种基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置。
背景技术
蛋白质(特别是某些标志性蛋白，如抗生物素蛋白、血红蛋白、C反应蛋白等)含量的精确检出在食品安全、临床医学、生物学等领域具有重要的应用前景及市场价值。微流控系统中的蛋白检测可以将实验室的复杂操作分析过程集成在一块十几平方厘米的芯片上，具有样品用量少、操作简便等优势。但是由于传统利用注射泵驱动的微流控体系，流体运动状态为层流，液相之间的混合主要靠扩散方式进行，反应效率较低，因此检测时间相对较长。并且层流体系中的固体粒子的携载能力较差，在引入磁性纳米粒子实现蛋白样品捕获与富集时需要同时进行特殊管道结构设计或者引入微搅拌器的方式来保证粒子的运输及重悬操作。这增加了系统设计的复杂性，阻碍了整个微流控装置的小型化发展，同时也降低了系统的稳定性。另一方面，泵驱动的微流控体系中的液体样品为连续相流体，样品往往需要充满整个微流控芯片通道及外接管道才能完成控制，而真正用于实现检测的样品用量占比往往很少，这在一定程度会导致样品浪费，在珍贵样品以及痕量样品的检测的应用中受到限制。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，包括：光控微流体单元、磁控富集单元与检测单元，
所述光控微流体单元包括一根光流控微管执行器以及适配的控制光源，
所述磁控富集单元包括电磁控制装置，
所述检测单元包括与光流控微管执行器一端连接的检测管；
所述光流控微管执行器为核心结构，所述光流控微管执行器内部用于容纳磁性纳米粒子、待检测液体样品、检测液，并是磁性纳米粒子捕获目标蛋白，以及目标蛋白与检测液发生反应的场所，
所述电磁控制装置置于光流控微管执行器的外部，并固定位置，所述电磁控制装置通过控制电源开闭实现磁场的施加与撤销；
所述控制光源置于光流控微管执行器的外部，液体样品注入后，所述控制光源用于驱动光流控微管执行器内的液体完成定向移动。
本发明中，所述光流控微管执行器可以为单层结构，也可以为多层复合结构。
在本发明的一个实施方式中，所述光流控微管执行器选择单层结构，用光响应液晶高分子材料制备而成，厚度为10-50μm，微管内径为100-700μm。
在本发明的一个实施方式中，所述光流控微管执行器选择多层复合结构，由柔性外支撑层和内层的光响应液晶高分子功能层复合构筑而成，其中支撑层为柔性透明材质，内径为200-700μm，壁厚为50-120μm，内层的光响应液晶高分子功能层厚度为10-50μm。
在本发明的一个实施方式中，支撑层的材质可以是乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅胶、聚二甲基硅氧烷等。
在本发明的一个实施方式中，所述光流控微管执行器内壁经过封闭性和亲水修饰，具有修饰层，所述修饰层选自亲水性蛋白涂层、亲水性凝胶涂层或纳米粒子亲水涂层，亲水性蛋白可以选择牛白蛋白。
在本发明的一个实施方式中，所述电磁控制装置距离光流控微管执行器的表面距离为0-10mm。
在本发明的一个实施方式中，所述控制光源置于光流控微管执行器的外部上方。
在本发明的一个实施方式中，所述控制光源与光流控微管执行器上表面的距离为2-20cm。
在本发明的一个实施方式中，所述检测单元选择光学检测单元、质谱检测单元或声学检测单元。
在本发明的一个实施方式中，所述检测管通过适配器或者直接接入到检测单元中，完成信号的检测。
在本发明的一个实施方式中，所述检测单元选择光学检测单元时，所述光学检测单元还包括光学检测仪器，所述光学检测仪器用于进行检测管内液体的光学检测。
在本发明的一个实施方式中，所述检测管通过检测管固定装置稳定固定在检测外支架中，所述检测外支架能够直接接入光学检测仪器，实现光学检测。其中检测管固定装置与检测外支架是使光学检测仪器能够实现对检测管的检测。
在本发明的一个实施方式中，还包括使荧光与光学检测仪器连接的适配器。
在本发明的一个实施方式中，所述检测管的末端设置有废液槽，用于盛装反应废液。
在本发明的一个实施方式中，所述光流控微管执行器另一端连接止水夹，所述止水夹用于固定流体在所述光流控微管执行器以及检测管中的位置。
在本发明的一个实施方式中，所述电磁控制装置为电磁铁，能够产生磁场。
在本发明的一个实施方式中，所述电磁控制装置置于光流控微管执行器的外部中间位置。
在本发明的一个实施方式中，所述检测管采用石英材质的检测管。
本发明还提供基于所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置进行蛋白质富集检测的方法，包括以下步骤：
步骤1、在光流控微管执行器中预导入磁性纳米粒子缓冲液，开启电磁控制装置施加磁场，将磁性纳米粒子固定在光流控微管执行器内壁形成磁性纳米粒子捕获带，控制光源驱动缓冲液上清液与磁性纳米粒子分离并移出光流控微管执行器；
步骤2、在光流控微管执行器中注入待检测液体样品，控制光源驱动待检测液体样品到达磁性纳米粒子捕获带，关闭电磁控制装置，撤除磁场，利用控制光源驱动待检测样品在磁性纳米粒子捕获带附近往复运动，待检测样品重悬磁性纳米粒子并搅拌使得磁性纳米粒子捕获待检测样品中的目标蛋白；
步骤3、开启电磁控制装置，施加磁场将捕获目标蛋白的磁性纳米粒子从待检测液体样品中聚沉分离，并固定在光流控微管执行器内壁，控制光源驱动处理后的待检测液与磁性纳米粒子分离并将处理后的待检测液移出光流控微管执行器；
步骤4、在光流控微管执行器中导入清洗用磷酸缓冲液，控制光源驱动磷酸缓冲液到达磁性纳米粒子捕获带，关闭电磁控制装置，撤除磁场，利用控制光源驱动磷酸缓冲液在磁性纳米粒子捕获带附近往复运动，重悬磁性纳米粒子并搅拌充分清洗除去磁性纳米粒子表面非特异性结合的物质；
步骤5、开启电磁控制装置，施加磁场将清洗后的磁性纳米粒子聚沉分离，并固定在光流控微管执行器内壁构成磁性纳米粒子捕获带，控制光源驱动磷酸缓冲液与磁性纳米粒子分离并将磷酸缓冲液移出光流控微管执行器；
步骤6、在光流控微管执行器中装入检测液，控制光源驱动检测液到达磁性纳米粒子捕获带，关闭电磁控制装置，撤除磁场，利用控制光源驱动检测液在磁性纳米粒子捕获带附近往复运动，重悬磁性纳米粒子并搅拌使得捕获目标蛋白后的磁性纳米粒子与检测液充分混合并反应；
步骤7、开启电磁控制装置，施加磁场将检测后的磁性纳米粒子从待检测液中聚沉分离，并固定在光流控微管执行器内壁，控制光源驱动检测液与磁性纳米粒子分离并将检测液移动至检测管的检测位置；
步骤8、开启检测单元，检测信号，根据信号值分析得出待检测样品中的目标蛋白浓度。
在本发明的一个实施方式中，步骤2和步骤3可以重复操作，以完成低浓度样品的多次富集。
在本发明的一个实施方式中，所述磁性纳米粒子缓冲液是含有磁性纳米粒子的磷酸缓冲液，所述磁性纳米粒子缓冲液中，磁性纳米粒子浓度为0.1-2mg/mL，磁性纳米粒子直径为10-900nm，磁性纳米粒子核为Fe3O4或者γ-Fe2O3材质，磁性纳米粒子的饱和磁化率高于70emu/g。
在本发明的一个实施方式中，所述磁性纳米粒子表面修饰为抗原、抗体、核酸、亲和素(抗生物素蛋白)、链霉亲和素或生物素的一种。
在本发明的一个实施方式中，所述电磁控制装置的表磁大小为1200-3600高斯。
在本发明的一个实施方式中，所述控制光源为紫外光、可见光或近红外光中的任意一种，光源是点光源、面光源和线光源中的任意一种。
光控液体运输的机理是在光源照射下，光响应液晶高分子材料会产生形变，使得被照射部分的管径产生膨胀，而未照射部分的管径不发生变化。管径的不对称形变会在处于该位置的液柱两端诱导形成拉普拉斯压差(不对称毛细作用力)，从而驱动液体向窄端运动。
在本发明的一个实施方式中，所述搅拌是指利用控制光源驱动待检测样品往同一方向移动或往不同方向往复移动，形成搅拌的效果。
在本发明的一个实施方式中，所述检测液可以选择荧光检测液或光学显色液。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明利用光作为微流控体系中液滴的驱动源，相较于传统注射泵驱动的微流控体系，光源体积小，可以实现非接触操控，因此可以有效减小整个蛋白检测装置的体积，真正实现便携化的蛋白检测。同时，光可以实现远程精确操控。增加了流体的控制精度，并且非接触操控也有效避免了样品被污染的风险。
本发明中利用光控往复震荡来实现待检测样品、检测液与磁性纳米粒子的混合、搅拌及反应，相较于传统的微流控系统依赖特殊的通道结构设计或/和微搅拌器的引入，基于光流控微管的蛋白检测方法所需的结构简单，操作简便，不依赖其他的控制单元。
传统注射泵驱动的微流控体系中的流体为连续相，在实际操作过程中，液体需要充满整个管道才能完成后端操作。这在一定程度会导致样品浪费，在珍贵样品以及痕量样品的检测中会受到一定限制。而在基于光控微管执行器的光流控操作中，流体为非连续相，一般为液柱，并且光能够精确控制液柱的位置，并操作液柱完成一系列后端操作，真正意义上实现了样品检测的低损耗。
光控液体运输是基于光致不对称形变诱导形成拉普拉斯压差的机理，具有较强的固体携载能力，液体驱动过程中流体涡可以有效增强待检测样品/检测液与磁性纳米粒子之间的混合效率，缩减反应时间。
附图说明
图1为实施例1中基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置结构示意图。
图2为图1中A处放大结构示意图。
图1、2中标号所示：
1.光流控微管执行器
2.检测管
3.检测单元
4.控制光源
5.磁性纳米粒子捕获带
6.电磁控制装置
7.检测液
图3为进行蛋白质富集检测的方法流程图。
具体实施方式
参考图1-图2，本发明首先一种基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，包括：光控微流体单元、磁控富集单元与检测单元3，
所述光控微流体单元包括一根光流控微管执行器1以及适配的控制光源4，
所述磁控富集单元包括电磁控制装置6，
所述检测单元3包括与光流控微管执行器1一端连接的检测管2；
所述光流控微管执行器1为核心结构，所述光流控微管执行器1内部用于容纳磁性纳米粒子、待检测液体样品、检测液，并是磁性纳米粒子捕获目标蛋白，以及目标蛋白与检测液发生反应的场所，
所述电磁控制装置6置于光流控微管执行器1的外部中间位置，并固定位置，所述电磁控制装置6通过控制电源开闭实现磁场的施加与撤销；
所述控制光源4置于光流控微管执行器1的外部上方，液体样品注入后，所述控制光源4用于驱动光流控微管执行器1内的液体完成定向移动。
本发明中，所述光流控微管执行器1可以为单层结构，也可以为多层复合结构。
在本发明的一个实施方式中，所述光流控微管执行器1选择单层结构，用光响应液晶高分子材料制备而成，厚度为10-50μm，微管内径为100-700μm。
在本发明的一个实施方式中，所述光流控微管执行器1选择多层复合结构，由柔性外支撑层和内层的光响应液晶高分子功能层复合构筑而成，其中支撑层为柔性透明材质，内径为200-700μm，壁厚为50-120μm，内层的光响应液晶高分子功能层厚度为10-50μm。
在本发明的一个实施方式中，支撑层的材质可以是乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅胶、聚二甲基硅氧烷等。
在本发明的一个实施方式中，所述光流控微管执行器1内壁经过封闭性和亲水修饰，具有修饰层，所述修饰层选自亲水性蛋白涂层、亲水性凝胶涂层或纳米粒子亲水涂层，亲水性蛋白可以选择牛白蛋白。
在本发明的一个实施方式中，所述电磁控制装置6距离光流控微管执行器1的表面距离为0-10mm。
在本发明的一个实施方式中，所述控制光源4与光流控微管执行器1上表面的距离为2-20cm。
在本发明的一个实施方式中，所述检测单元3选择光学检测单元、质谱检测单元或声学检测单元。
在本发明的一个实施方式中，所述检测管2通过适配器或者直接接入到检测单元3中，完成信号的检测。
在本发明的一个实施方式中，所述检测单元3选择光学检测单元时，所述光学检测单元还包括光学检测仪器，所述光学检测仪器用于进行检测管2内液体的光学检测。
在本发明的一个实施方式中，所述检测管2通过检测管固定装置稳定固定在检测外支架中，所述检测外支架能够直接接入光学检测仪器，实现光学检测。
在本发明的一个实施方式中，所述检测管2的末端设置有废液槽，用于盛装反应废液。
在本发明的一个实施方式中，所述光流控微管执行器1另一端连接止水夹，所述止水夹用于固定流体在所述光流控微管执行器1以及检测管2中的位置。
在本发明的一个实施方式中，所述电磁控制装置6为电磁铁，能够产生磁场。
在本发明的一个实施方式中，所述检测管2采用石英材质的检测管。
参考图1-图2，进一步参考图3，本发明还提供基于所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置进行蛋白质富集检测的方法，包括以下步骤：
步骤1、在光流控微管执行器1中预导入磁性纳米粒子缓冲液，开启电磁控制装置6施加磁场，将磁性纳米粒子固定在光流控微管执行器1内壁形成磁性纳米粒子捕获带5，控制光源4驱动缓冲液上清液与磁性纳米粒子分离并移出光流控微管执行器1；
步骤2、在光流控微管执行器1中注入待检测液体样品，控制光源4驱动待检测液体样品到达磁性纳米粒子捕获带5，关闭电磁控制装置6，撤除磁场，利用控制光源4驱动待检测样品在磁性纳米粒子捕获带5附近往复运动，待检测样品重悬磁性纳米粒子并搅拌使得磁性纳米粒子捕获待检测样品中的目标蛋白；
步骤3、开启电磁控制装置6，施加磁场将捕获目标蛋白的磁性纳米粒子从待检测液体样品中聚沉分离，并固定在光流控微管执行器1内壁，控制光源4驱动处理后的待检测液与磁性纳米粒子分离并将处理后的待检测液移出光流控微管执行器1；
步骤4、在光流控微管执行器1中导入清洗用磷酸缓冲液，控制光源4驱动磷酸缓冲液到达磁性纳米粒子捕获带5，关闭电磁控制装置6，撤除磁场，利用控制光源4驱动磷酸缓冲液在磁性纳米粒子捕获带5附近往复运动，重悬磁性纳米粒子并搅拌充分清洗除去磁性纳米粒子表面非特异性结合的物质；
步骤5、开启电磁控制装置6，施加磁场将清洗后的磁性纳米粒子聚沉分离，并固定在光流控微管执行器1内壁构成磁性纳米粒子捕获带5，控制光源4驱动磷酸缓冲液与磁性纳米粒子分离并将磷酸缓冲液移出光流控微管执行器1；
步骤6、在光流控微管执行器1中装入检测液7，控制光源4驱动检测液7到达磁性纳米粒子捕获带5，关闭电磁控制装置6，撤除磁场，利用控制光源4驱动检测液在磁性纳米粒子捕获带5附近往复运动，重悬磁性纳米粒子并搅拌使得捕获目标蛋白后的磁性纳米粒子与检测液7充分混合并反应；
步骤7、开启电磁控制装置6，施加磁场将检测后的磁性纳米粒子从待检测液中聚沉分离，并固定在光流控微管执行器1内壁，控制光源4驱动检测液7与磁性纳米粒子分离并将检测液7移动至检测管2的检测位置；
步骤8、开启检测单元，检测信号，根据信号值分析得出待检测样品中的目标蛋白浓度。
在本发明的一个实施方式中，步骤2和步骤3可以重复操作，以完成低浓度样品的多次富集。
在本发明的一个实施方式中，所述磁性纳米粒子缓冲液是含有磁性纳米粒子的磷酸缓冲液，所述磁性纳米粒子缓冲液中，磁性纳米粒子浓度为0.1-2mg/mL，磁性纳米粒子直径为10-900nm，磁性纳米粒子核为Fe3O4或者γ-Fe2O3材质，磁性纳米粒子的饱和磁化率高于70emu/g。
在本发明的一个实施方式中，所述磁性纳米粒子表面修饰为抗原、抗体、核酸、亲和素(抗生物素蛋白)、链霉亲和素或生物素的一种。
在本发明的一个实施方式中，所述电磁控制装置6的表磁大小为1200-3600高斯。
在本发明的一个实施方式中，所述控制光源4为紫外光、可见光或近红外光中的任意一种，光源是点光源、面光源和线光源中的任意一种。
在本发明的一个实施方式中，所述搅拌是指利用控制光源4驱动待检测样品往同一方向移动或往不同方向往复移动，形成搅拌的效果。
在本发明的一个实施方式中，所述检测液可以为荧光检测液或光学显色液。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
高浓度Avidin蛋白的单次富集与检测
1.在光流控微管执行器1中注入5μL浓度为0.5mg/mL的表面修饰Biotin分子的磁性纳米粒子溶液，光控粒子溶液移动到指定位置后，施加磁场固定住磁性纳米粒子形成磁性纳米粒子捕获带5。随后光控上清液与磁性纳米粒子捕获带5进行分离。
2.在光流控微管执行器1中注入待检测的Avidin样品5μL，光控待检测样品到达磁性纳米粒子捕获带5后，撤除磁场，光控溶液在磁性纳米粒子捕获带5附近往复运动，重悬磁性纳米粒子，并持续往复搅拌运动10min(往复周期为20s)。该过程中，磁性纳米粒子表面的Biotin分子会充分捕获Avidin蛋白，并固定在MNPs表面。反应完成后，再次施加磁场分离出捕获目标Avidin蛋白的MNPs粒子，光控上清液移出光流控微管执行器1，注入PBS缓冲液清洗粒子3次。
3.荧光检测：导入5μL浓度为150nM的Bio-4-Fluo荧光检测液，撤除磁场，重复上述重悬和搅拌操作，重悬粒子并使粒子上捕获的Avidin蛋白与荧光检测液中的Bio-4-Fluo进行充分反应，最后施加磁场分离粒子与荧光上清液，检测上清液的荧光强度，对比标准曲线，得到待检测样品中的Avidin浓度。
实施例2：
低浓度Avidin蛋白的多次富集与检测
1.在光流控微管执行器1中注入5μL浓度为0.5mg/mL的表面修饰Biotin分子的磁性纳米粒子溶液，光控粒子溶液移动到指定位置后，施加磁场固定住磁性纳米粒子形成磁性纳米粒子捕获带5。随后光控上清液与磁性纳米粒子捕获带5进行分离。
2.在光流控微管执行器1中注入待检测的Avidin样品(浓度较低)5μL，光控待检测样品到达磁性纳米粒子捕获带5后，撤除磁场，光控溶液在磁性纳米粒子捕获带5附近往复运动，重悬磁性纳米粒子，并持续往复搅拌运动10min(往复周期为20s)。该过程中，磁性纳米粒子表面的Biotin分子会充分捕获Avidin蛋白，并固定在MNPs表面。反应完成后，再次施加磁场分离出捕获目标Avidin蛋白的MNPs粒子。
4.再次注入较低浓度的Avidin样品，重复上述重悬、捕获与分离的操作，完成低浓度样品中Avidin蛋白的多次富集。富集操作完成后，注入PBS缓冲液清洗粒子3次。
5.荧光检测：导入3μL浓度为150nM的Bio-4-Fluo荧光检测液，撤除磁场，重复上述重悬和搅拌操作，重悬粒子并使粒子上捕获的Avidin蛋白与荧光检测液中的Bio-4-Fluo进行充分反应，最后施加磁场分离粒子与荧光上清液，检测上清液的荧光强度，对比标准曲线，得到待检测样品中的Avidin浓度。
实施例3：
C反应蛋白的多次富集与检测
1.导入粒子，固定捕获带：在光流控微管执行器1中导入5μL浓度为0.5mg/mL的表面修饰C反应蛋白一抗的磁性纳米粒子溶液，移动到指定位置后，施加磁场固定住MNPs形成磁性纳米粒子捕获带5。光控粒子上清液与磁性纳米粒子捕获带5进行分离。
2.C反应蛋白样品的捕获与分离：导入进入待检测的C反应蛋白样品5μL，光控待检测样品到达粒子捕获带后，撤除磁场，光控溶液往复运动，重悬MNPs，并持续往复运动10min(往复周期为10s)，该过程中，MNPs表面的C反应蛋白一抗会充分捕获C反应蛋白，并固定在MNPs表面。反应完成后，再次施加磁场分离出捕获目标C反应蛋白的MNPs粒子，光控上清液移出光流控微管执行器1，用PBS缓冲液清洗粒子3次。
3.荧光检测：导入5μL一定浓度的荧光素标记的C反应蛋白二抗溶液，撤除磁场，重复上述操作，重悬粒子并使粒子上捕获的C反应蛋白与荧光检测液充分反应，最后施加磁场分离粒子与荧光上清液，检测上清液的荧光强度，对比标准曲线，得到待检测样品中的C反应蛋白的浓度。
4.同实施例2中低浓度Avidin蛋白的多次富集与检测，C反应蛋白也可以完成浓低浓度样品的富集与检测过程。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，其特征在于，包括：光控微流体单元、磁控富集单元与检测单元(3)，
所述光控微流体单元包括一根光流控微管执行器(1)以及适配的控制光源(4)，
所述磁控富集单元包括电磁控制装置(6)，
所述检测单元(3)包括与光流控微管执行器(1)一端连接的检测管(2)；
所述光流控微管执行器(1)内部用于容纳磁性纳米粒子、待检测液体样品、检测液，并是磁性纳米粒子捕获目标蛋白，以及目标蛋白与检测液发生反应的场所，
所述电磁控制装置(6)置于光流控微管执行器(1)的外部，所述电磁控制装置(6)通过控制电源开闭实现磁场的施加与撤销；
所述控制光源(4)置于光流控微管执行器(1)的外部，所述控制光源(4)用于驱动光流控微管执行器(1)内的液体完成定向移动。
2.根据权利要求1所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，其特征在于，所述光流控微管执行器(1)选择单层结构，用光响应液晶高分子材料制备而成，厚度为10-50μm，微管内径为100-700μm。
3.根据权利要求1所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，其特征在于，所述光流控微管执行器(1)选择多层复合结构，由柔性外支撑层和内层的光响应液晶高分子功能层复合构筑而成，其中支撑层为柔性透明材质，内径为200-700μm，壁厚为50-120μm，内层的光响应液晶高分子功能层厚度为10-50μm。
4.根据权利要求1所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，其特征在于，所述光流控微管执行器(1)内壁经过封闭性和亲水修饰，具有修饰层，所述修饰层选自亲水性蛋白涂层、亲水性凝胶涂层或纳米粒子亲水涂层。
5.根据权利要求1所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，其特征在于，所述电磁控制装置(6)距离光流控微管执行器(1)的表面距离为0-10mm。
6.根据权利要求1所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，其特征在于，所述控制光源(4)与光流控微管执行器(1)上表面的距离为2-20cm。
7.根据权利要求1所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，其特征在于，所述检测单元(3)选择光学检测单元、质谱检测单元或声学检测单元。
8.根据权利要求7所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置，其特征在于，所述检测管(2)通过适配器或者直接接入到检测单元(3)中，完成信号的检测。
9.基于权利要求1-8中任一项所述基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置进行蛋白质富集检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在光流控微管执行器(1)中预导入磁性纳米粒子缓冲液，开启电磁控制装置(6)施加磁场，将磁性纳米粒子固定在光流控微管执行器(1)内壁形成磁性纳米粒子捕获带(5)，控制光源(4)驱动缓冲液上清液与磁性纳米粒子分离并移出光流控微管执行器(1)；
步骤2、在光流控微管执行器(1)中注入待检测液体样品，控制光源(4)驱动待检测液体样品到达磁性纳米粒子捕获带(5)，关闭电磁控制装置(6)，撤除磁场，利用控制光源(4)驱动待检测样品在磁性纳米粒子捕获带(5)附近往复运动，待检测样品重悬磁性纳米粒子并搅拌使得磁性纳米粒子捕获待检测样品中的目标蛋白；
步骤3、开启电磁控制装置(6)，施加磁场将捕获目标蛋白的磁性纳米粒子从待检测液体样品中聚沉分离，并固定在光流控微管执行器(1)内壁，控制光源(4)驱动处理后的待检测液与磁性纳米粒子分离并将处理后的待检测液移出光流控微管执行器(1)；
步骤4、在光流控微管执行器(1)中导入清洗用磷酸缓冲液，控制光源(4)驱动磷酸缓冲液到达磁性纳米粒子捕获带(5)，关闭电磁控制装置(6)，撤除磁场，利用控制光源(4)驱动磷酸缓冲液在磁性纳米粒子捕获带(5)附近往复运动，重悬磁性纳米粒子并搅拌充分清洗除去磁性纳米粒子表面非特异性结合的物质；
步骤5、开启电磁控制装置(6)，施加磁场将清洗后的磁性纳米粒子聚沉分离，并固定在光流控微管执行器(1)内壁构成磁性纳米粒子捕获带(5)，控制光源(4)驱动磷酸缓冲液与磁性纳米粒子分离并将磷酸缓冲液移出光流控微管执行器(1)；
步骤6、在光流控微管执行器(1)中装入检测液(7)，控制光源(4)驱动检测液(7)到达磁性纳米粒子捕获带(5)，关闭电磁控制装置(6)，撤除磁场，利用控制光源(4)驱动检测液在磁性纳米粒子捕获带(5)附近往复运动，重悬磁性纳米粒子并搅拌使得捕获目标蛋白后的磁性纳米粒子与检测液(7)充分混合并反应；
步骤7、开启电磁控制装置(6)，施加磁场将检测后的磁性纳米粒子从待检测液中聚沉分离，并固定在光流控微管执行器(1)内壁，控制光源(4)驱动检测液(7)与磁性纳米粒子分离并将检测液(7)移动至检测管(2)的检测位置；
步骤8、开启检测单元(3)，检测信号，根据信号值分析得出待检测样品中的目标蛋白浓度。
10.根据权利要求9所述蛋白质富集检测的方法，其特征在于，所述磁性纳米粒子缓冲液是含有磁性纳米粒子的磷酸缓冲液，所述磁性纳米粒子缓冲液中，磁性纳米粒子浓度为0.1-2mg/mL，磁性纳米粒子直径为10-900nm，磁性纳米粒子核为Fe3O4或者γ-Fe2O3材质，磁性纳米粒子的饱和磁化率高于70emu/g。
11.根据权利要求9或10所述蛋白质富集检测的方法，其特征在于，所述磁性纳米粒子表面修饰为抗原、抗体、核酸、亲和素、链霉亲和素或生物素的一种。
12.根据权利要求9所述蛋白质富集检测的方法，其特征在于，所述控制光源(4)为紫外光、可见光或近红外光中的任意一种，光源是点光源、面光源和线光源中的任意一种。
13.根据权利要求9所述蛋白质富集检测的方法，其特征在于，所述搅拌是指利用控制光源(4)驱动待检测样品往同一方向移动或往不同方向往复移动，形成搅拌的效果。
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