CN112619720A - 含探针阵列的微流控芯片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

含探针阵列的微流控芯片及其制备方法，涉及体外诊断设备技术领域，所述含探针阵列的微流控芯片包括主微通道和若干侧微通道，若干侧微通道均连接于主微通道的侧壁且间隔设置，侧微通道朝向主微通道一端向外延伸形成延伸段，主微通道与侧微通道对应的内侧壁敷设有生物探针层，在主微通道侧壁连接侧微通道，实现对多个指标同时进行检测。从侧微通道导入探针溶液后从延伸段导出，有效避免生物探针层发生污染的可能。可根据需要固定的生物探针的种类、数量和浓度进行调整，固定过程简单；可同时进行多指标检测。检测效率高，生物探针固定的自由度大，易于操作。

Description

含探针阵列的微流控芯片及其制备方法
技术领域
本发明涉及免疫诊断设备技术领域，尤其是涉及一种含探针阵列的微流控芯片及其制备方法。
背景技术
微流控芯片指的是将生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块芯片上，由微通道形成网络，以可控流体过渡整个系统，具有节省时间，样品消耗小，灵敏度高等特点。由于具有上述特性，微流控芯片应用于体外诊断领域逐渐受到越来越多的关注。
通过在基底上进行微加工，制作出所需的微通道，可以根据所需灵活调整，微流控芯片已经广泛应用于化学分析、免疫诊断等领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含探针阵列的微流控芯片及其制备方法，通过在基底上制作出微通道，在微通道交联处固定多种生物探针，可以用于一种或多种指标的同时检测；同时，由于从侧通道导入探针溶液，能够有效避免生物探针间的交叉污染。
一种含探针阵列的微流控芯片，包括主微通道和若干侧微通道，所述若干侧微通道均连接与主微通道的侧壁且间隔设置用于向主微通道导入探针溶液，主通道与侧通道对应的内侧壁设有生物探针层，相邻生物探针层之间设有间隙。
所述基底材质可选为为玻璃、石英、硅、金属、有机高分子材料或生物高分子材料。
所述主微通道、侧微通道内径范围可为0.001～10mm。
所述生物探针层的生物探针可为核酸、多肽、蛋白质、抗原、多糖、配体或受体。
所述侧微通道位于主微通道一侧且沿主毛细管的径向设置。
一种含探针阵列的微流控芯片的制备方法，设微通道一端为引入端、另一端为引出端，制备步骤如下：
1)生物探针固定：
从侧端的微通道一端引入生物探针溶液，将微流控芯片温浴，将该生物探针溶液从另一端抽出，从侧端的微通道一端引入缓冲液进行清洗并干燥，形成生物探针点阵；
2)封闭剂固定：
从主微通道的一端引入封闭剂，此封闭剂溶液长充满整根微通道；将微流控芯片温浴；将该封闭剂溶液从主通道另一端抽出，从微流控芯片主通道引入缓冲液进行清洗并干燥，形成生物探针点。
在步骤1)中，所述生物探针固定前，可对微通道内壁进行预处理，使微通道内壁偶联上能够与生物探针发生链接的活性基团。
本发明的有益效果是：本发明可以根据需要固定的生物探针的种类、数量和浓度进行调整，固定过程简单；可以同时进行多指标检测。采用本发明的方法制备含探针阵列的微流控芯片，检测效率高，生物探针固定的自由度大，易于操作。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的主通道、侧微通道和延伸段的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的导入探针溶液的状态示意图；
图3为本发明实施例1提供的制作完成后的状态示意图；
图中各标记为：1-主微通道，2-侧微通道，3-生物探针层，4-封堵块，5-延伸段。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1～3所示，本实施例提供一种能够避免交叉污染的带侧微通道的微流控芯片，包括主微通道和若干侧微通道。所述若干侧微通道均连接于主微通道的侧壁且间隔设置用以向主微通道导入探针溶液，侧微通道朝向主微通道一端向外延伸形成延伸段用以导出探针溶液。主微通道与侧微通道对应的内侧壁敷设有生物探针层，相邻生物探针层之间设有间隙。通过在主微通道侧壁连接若干侧微通道，可以根据需要固定不同种类、数量和浓度的生物探针。固定过程简单方便；所使用的载体是价格便宜的玻璃，实现对多个指标同时进行检测；通过使用微加工方法加工微通道和微结构；采用本装置可从侧微通道导入探针溶液后从延伸段导出，有效避免生物探针间发生污染的可能。
本实施例中，侧微通道和延伸段远离主微通道一端可拆卸的连接有封堵块4。采用以上设计，可提高检测的准确性，并且由于封堵块4距离检测点较远，有效降低对封堵块4的材质要求，降低了整个装置的成本。
本实施例中，主微通道、侧微通道和延伸段的内径范围为0.001～10mm，而主微通道1、侧微通道2和延伸段5的长度是不限定的，可根据实际需要来选择主微通道1、侧微通道2的长度和延伸段5的长度，通常主微通道1的长度在0.01～10000mm之间，而侧微通道2和延伸段5的长度在0.001～100mm之间。主微通道1、侧微通道2和延伸段5的材质可采用玻璃、石英、硅、金属、有机高分子材料或生物高分子材料。
生物探针层3的生物探针可为核酸、多肽、蛋白质(例如抗体)、抗原、抗体、多糖、配体或受体。根据检测的实际需要来选择以上提出的生物探针中的几种进行组合。
本实施例中，侧微通道位于主微通道一侧且沿主微通道的径向设置，采用以上设计，可有效地减小本装置所占用的体积，自然而言的，延伸段也是沿着主微通道的径向设置的。
一种含探针阵列的微流控芯片的制备方法及使用方法，具体步骤如下：
本方法采用的材质为玻璃，主微通道和侧微通道的内径为0.4mm，主微道的长度为10cm，包括4个侧微通道；
S0.对微通道清洁处理，包括酸洗和碱洗，得到洁净的微通道；
S1.准备三种肿瘤标志物(CEA、NSE和CA125)对应的一抗、抗原和荧光标记二抗，配制溶液待用；
S2.将CEA的一抗溶液、NSE的一抗溶液、CEA的一抗溶液分别一一对应的从侧微通道引入，置于37℃温浴1h。需要说明的是，在注入时，侧微通道对应的延伸段进行一些必要的操作，以使探针溶液能够顺利进入到延伸段，而不在主微通道内扩散，操作可以为微负压；
S3.将CEA的一抗溶液、NSE的一抗溶液、CEA的一抗溶液分别从延伸段导出；
S4.从各侧微通道引入缓冲液，对侧微通道进行清洗并干燥；
S5.将封闭剂牛血清白蛋白溶液引入并充满微通道，温浴0.5～1.5h，将封闭剂排出微通道；
S6.将缓冲液引入并充满微通道，对微通道进行清洗并干燥；
S7.对侧微通道和延伸段进行封堵；
S8.将CEA、NSE和CA125的抗原溶液和荧光标记二抗溶液进行混合，温浴10min，抗原与相应的荧光标记二抗结合在一起；
S9.将抗原和荧光标记二抗的混合溶液从主微通道的引入端引入并充满微通道，混合溶液中的抗原和荧光标记二抗结合物结合到相应的一抗上；
S10.将抗原和荧光标记二抗的混合溶液从主微通道的引出端排出；
S11.将缓冲液引入并充满微通道，对微通道进行清洗并干燥；
S12.使用Typhoon&Storm系列多功能激光扫描成像系统进行荧光检测。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含探针阵列的微流控芯片，其特征在于：包括主微通道和若干侧微通道，所述若干侧微通道均连接与所述主微通道的侧壁且间隔设置用以向主微通道导入探针溶液，主通道与侧通道对应的内侧壁设有生物探针层，相邻所述生物探针层之间设有间隙。
2.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控芯片，其特征在于：所述侧微通道和延伸段远离所述主微通道一端可拆卸的连接有封堵块。
3.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控芯片，其特征在于：所述主微通道、侧微通道和延伸段的材质为玻璃、石英、硅、金属、有机高分子材料或生物高分子材料。
4.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控芯片，其特征在于：所述主微通道、侧微通道和延伸段的内径范围为0.001～10mm。
5.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控芯片，其特征在于：所述生物探针层的生物探针为核酸、多肽、蛋白质、抗原、抗体、多糖、配体或受体。
6.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控芯片，其特征在于：所述侧微通道位于主微通道一侧且沿主毛微通道的径向设置。
7.如权利要求1所述一种含探针阵列微流控芯片，其特征在于：所述侧微通道和延伸段的内壁敷设有生物探针层。
8.一种含探针阵列的微流控芯片的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
1)生物探针固定：
从侧端的微通道一端引入生物探针溶液，将微流控芯片温浴，将该生物探针溶液从另一端抽出，从侧端的微通道一端引入缓冲液进行清洗并干燥，形成生物探针点阵；
2)封闭剂固定：
从主微通道的一端引入封闭剂，此封闭剂溶液长充满整根微通道；将微流控芯片温浴；将该封闭剂溶液从主通道另一端抽出，从微流控芯片主通道引入缓冲液进行清洗并干燥，形成生物探针点。
9.如权利要求8所述一种含探针阵列的微流控芯片的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述生物探针固定，先对微通道内壁进行预处理，使微通道内壁偶联上能与生物探针发生链接的活性基团。
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