CN112808331A - 一种压力多孔阀芯片及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了医疗器械技术领域内的一种压力多孔阀芯片及其检测方法，包括基底片和压力阀体，基底片上侧紧密贴合有通道片，通道片朝下的一端排布有若干分别与上安装孔连通的微流体支路通道，微流体支路通道远离上安装孔一端的通道片上开有储液槽，通道片上开有若干与储液槽一一对应的进液孔，压力阀体分别与通道片和基底片连接，压力阀体的高度方向上开有若干与微流体支路通道一一对应的流体通孔，流体通孔可覆盖对应的微流体支路通道所在区域，通道片朝下的一端开有流通区、与流通区连通的微流体主通道一和负压接口，流通区的一端与流体通孔另一端连通，流通区的另一端经微流体主通道一与负压接口连通；本发明操作方便，灵活性高。

Description

一种压力多孔阀芯片及其检测方法
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种压力多孔阀芯片。
背景技术
体外诊断是指在人体之外检测人体血液、体液等样本，进而诊断身体功能或疾病信息的方法。体外诊断产品能在疾病早期快速准确地诊断，为疾病预防及预后评估等提供了有效的技术支撑，发展高度自动化、集成化和小型化的诊断设备已经成为体外诊断市场的主要组成。
目前，大多数医院和实验室的免疫诊断采用酶标板或离心管作为反应容器，并配有大型的检测仪器。虽然该方法稳定性高、重复性好，但是需要耗费大量的试剂，检测成本较高，检测时间较长，往往还需要专门的技术人员来操作，并且缺乏灵活性。在一些乡镇诊所或是偏远地区，没有标准的实验条件和专业人员，疾病的诊断很难实施。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中的不足之处，提供一种压力多孔阀芯片，解决了现有技术中操作困难的技术难题，本发明结构简单，操作方便，灵活性高。
本发明的目的是这样实现的：一种压力多孔阀芯片，包括基底片和可升降的压力阀体，所述基底片上侧紧密贴合有通道片，所述通道片上开有上安装孔，基底片上开有与上安装孔对应的下安装孔，所述通道片朝下的一端排布有若干分别与上安装孔连通的微流体支路通道，所述微流体支路通道远离上安装孔一端的通道片上排布有若干储液槽，所述通道片上开有若干与储液槽一一对应的进液孔，进液孔与对应的储液槽连通，所述压力阀体依次穿过上安装孔和下安装孔分别与通道片和基底片连接，所述压力阀体的外周上开有若干与微流体支路通道一一对应的流体通孔，若干流体通孔在高度方向上间隔设置，所述流体通孔可覆盖对应的微流体支路通道所在区域，通道片朝下的一端开有流通区、微流体主通道一和负压接口，所述流体通孔的一端覆盖对应的微流体支路通道时，流体通孔的另一端与流通区连通，所述流通区远离流体通孔的一端经微流体主通道一与负压接口连通。
本发明中，通道片经负压接口连接有微型负压式蠕动泵，压力阀体与通道片之间过盈配合，压力阀体可升降，外部的升降驱动器驱动压板升降，升降驱动器优选为电动推杆；经进液孔往各个储液槽内注入对应的试剂，通过控制蠕动泵和升降驱动器的动作，实现不同标志物的检测；本芯片结构简单，操作方便，能够实现多种标志物的检测，应用性强，方便携带，灵活性高；可应用于检测不同标志物的工作中。
为了进一步实现不同标志物的检测，所述储液槽设置有6个，从下往上顺时针方向看各个储液槽分别为储液槽一、储液槽二、储液槽三、储液槽四、储液槽五和储液槽六，压力阀体的高度方向上排布有8个流体通孔，从下往上看，6个流体通孔分别为流体通孔一、流体通孔二、流体通孔三、流体通孔四、流体通孔五、流体通孔六、流体通孔七和流体通孔八，流体通孔一的一端可覆盖与储液槽一连通的微流体支路通道，流体通孔二的一端可覆盖与储液槽二连通的微流体支路通道，流体通孔三、流体通孔五和流体通孔七的一端可覆盖与储液槽三连通的微流体支路通道，流体通孔四的一端可覆盖与储液槽四连通的微流体支路通道，流体通孔六的一端可覆盖与储液槽五连通的微流体支路通道，流体通孔八的一端可覆盖与储液槽六连通的微流体支路通道。
作为本发明的进一步改进，所述微流体支路通道远离储液槽一端的通道片上开有扩口缓冲通道，所述扩口缓冲通道远离微流体支路通道的一端可与流体通孔连通，流体通孔覆盖扩口缓冲通道所在区域，扩口缓冲通道的截面积大于微流体支路通道的截面积；此设计中，防止试剂从微流体支路流入流体通孔的流速过快而产生较大压力。
为了进一步方便压力阀体的定位，还包括底座，所述基底片连接在底座上侧，所述底座上方连接有安装座，安装座上开有连接孔，最上端的流体通孔上方的压力阀体外周设有定位凸起，初始状态下，所述压力阀体依次经连接孔和上安装孔与通道片连接，流体通孔一覆盖与储液槽一连通的微流体支路通道，当流体通孔八覆盖与储液槽六连通的微流体支路通道时，定位凸起刚好抵触在安装座的上侧。
为了进一步提高实验的准确性，所述微流体主通道一远离流通区一端的通道片上开有微流体主通道二和至少两条支流反应通道，若干支流反应通道远离流体主通道的一端汇聚在一起并与微流体主通道二的一端连通，微流体主通道二远离支流反应通道的一端与负压接口连接，所述通道片下侧设有抗原抗体图案片，所述抗原抗体图案片覆盖支流反应通道所在区域。
作为本发明的进一步改进，所述基底片朝上的一端从流通区往负压接口所在方向依次开有在长度方向上间隔设置的缓冲槽和废液槽，缓冲槽和废液槽在微流体主通道二的一端和负压接口之间。
为了方便按压压力阀体，所述压力阀体的上侧设有压板。
对压力多孔阀芯片进行检测的方法，包括以下步骤：
(1)经各个进液孔分别往对应的储液槽内加入样本，将芯片放入配套检测设备中，蠕动泵工作，储液槽一内的样本在蠕动泵的驱动下，依次穿过微流体支路通道、流体通孔一、流通区、微流体主通道一进入支流反应通道，当样本开始进入缓冲槽时，蠕动泵停止动作，停滞15分钟，封闭抗原抗体图案片上三条捕获抗体条带的空余位点，防止非特异性吸附，封闭15分钟后，蠕动泵气动，吸出样本，进入废液槽或缓冲槽内，蠕动泵停止动作；
(2)驱动压力阀体按下设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔二与储液槽二连通，蠕动泵启动，储液槽二里的检测样本在蠕动泵的驱动下进入支流反应通道与捕获抗体发生特异性免疫反应，当检测样本开始进入缓冲槽时，蠕动泵停止动作，静止反应20分钟后，蠕动泵启动，吸出检测样本，检测样本进入废液槽或缓冲槽内，蠕动泵停止动作；
(3)驱动压力阀体继续下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔三与储液槽三连通，启动蠕动泵，储液槽三内的洗液在蠕动泵的驱动下洗涤微流体主通道一和未发生免疫反应的抗原抗体，待洗液全部吸入缓冲槽或废液槽内时，蠕动泵停止动作；
(4)驱动压力阀体下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔四与储液槽四连通，启动蠕动泵，储液槽四内的检测抗体在蠕动泵的驱动下，依次穿过流体通孔四和微流体主通道一进入支流反应通道与检测样本发生特异性免疫反应，当检测抗体开始进入缓冲槽时，蠕动泵停止动作，静止反应20分钟后，蠕动泵启动，检测抗体完全进入缓冲槽或废液槽内时，蠕动泵停止动作；
(5)驱动压力阀体继续下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔五与储液槽三连通，启动蠕动泵，储液槽三内的洗液在蠕动泵的启动下流入各个通道，洗涤各个通道和未发生免疫反应的抗原抗体，待洗液全部吸入缓冲槽或废液槽内时，蠕动泵停止动作；
(6)驱动压力阀体下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔六与储液槽五连通，启动蠕动泵，储液槽五里的链霉亲和素在蠕动泵的驱动下依次穿过流体通孔六、流通区和微流体主通道一进入支流反应通道，在支流反应通道发生生物素-链霉亲和素反应，蠕动泵停止动作，静止反应20分钟，蠕动泵启动，吸出链霉亲和素，进入缓冲槽或废液槽，蠕动泵停止工作；
(7)驱动压力阀体继续下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔七与储液槽三连通，启动蠕动泵，储液槽三内的洗液在蠕动泵的启动下流入各个通道，洗涤各个通道和未发生免疫反应的抗原抗体，待洗液全部吸入缓冲槽或废液槽内时，蠕动泵停止动作；
(8)驱动压力阀体再次下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔八与储液槽六连通，启动蠕动泵，储液槽六内的化学发光底物在蠕动泵的驱动下，依次穿过流体通孔八、流通区和微流体主通道一进入支流反应通道，在支流反应通道发生化学发光反应，蠕动泵停止动作，完成所有加样和反应后，芯片在全自动化学发光成像仪下拍摄，曝光时间15s，结束检测工作。
为了进一步提高检测的灵敏度，在修饰所述抗原抗体图案片时，利用静电纺丝机，施加25KV的电压，在20cm的喷射距离处以5mL/h的灌注速度将8wt％的EVOH溶液喷在硅胶片抗原抗体图案片的痕量标志物区域，电纺时间为15min；在40℃的真空干燥箱中放置8小时后将不同的三个捕获抗体各预包被一条图案带在抗原抗体图案片上。
作为本发明的进一步改进，所述捕获抗体为恶性肿瘤特异性生长因子捕获抗体时，将恶性肿瘤特异性生长因子捕获抗体预包被一条图案带在抗原抗体图案片的EVOH纳米纤维膜区域。
本发明与现有技术相比，本发明中的芯片结构简单，操作方便，通过一根压力阀体和通道片的联合设置，就能实现多种标志物的化学发光免疫检测，结构紧凑，实验高效，应用性强；本发明中使用的抗原抗体图案片具有宽泛的线性检测范围，能够动态检测多重生物标志物；检测时，使用生物素-链霉亲和素免疫信号实现对检测限的放大，提高检测效率；可应用于不同标志物的检测工作中。
附图说明
图1为本发明中压力多孔阀芯片的主视图。
图2为本发明中压力多孔阀芯片的爆炸结构图。
图3为本发明中压力阀体的结构图。
图4为本发明中抗原抗体图案片在通道片下侧时的结构图。
图5为本发明中通道片的结构图。
图6为本发明中压力多孔阀芯片检测时的结构图。
图7为本发明中实现压力多孔阀芯片检测的装置的立体结构图。
图8为本发明中多靶标定量检测的支流反应通道的模拟仿真优化图。
图9为本发明的三条支流反应通道中三条支流反应通道横截面的速度曲线图。
图10为本发明在抗原抗体图案层上进行动态检测分析信号放大的示意图。
图11是本发明多靶标定量检测的压力多孔阀芯片检测甲胎蛋白(AFP)和癌胚抗原(CEA)肿瘤标志物的线性曲线图。
图12是本发明多靶标定量检测的压力多孔阀芯片检测恶性肿瘤特异性因子(TSGF)肿瘤标志物的线性曲线图。
图13是本发明多靶标定量检测的压力多孔阀芯片检测恶性肿瘤特异性因子(TSGF)、甲胎蛋白(AFP)和癌胚抗原(CEA)三种肿瘤标志物的化学发光的特异性点阵图。
其中，1基底片，2底座，3安装座，4压板，5压力阀体，501流体通孔二，502流体通孔四，503流体通孔六，504流体通孔八，505定位凸起，506流体通孔七，507流体通孔五，508流体通孔三，509流体通孔一，6通道片，601流通区，602微流体主通道一，603微流体主通道二，604负压接口，605储液槽一，606储液槽二，607储液槽三，608储液槽四，609储液槽五，610储液槽六，611支流反应通道，612进液孔，613微流体支路通道，614扩口缓冲通道，7缓冲槽，8下安装孔，9棒销，10上安装孔，11抗原抗体图案片，12废液槽，13检测架，14蠕动泵，15负压接口板，16固定板，17推杆，18直线驱动器，19连接管，20驱动板，21驱动杆，22升降驱动器，23夹具台，2301把手，2302限位阶，24导向孔，25定位槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
在阐述本发明的具体实施方案之前，定义本文使用的术语如下：
术语“PC”是指：聚碳酸酯。
术语“PDMS”是指：聚二甲基硅氧烷。
术语“EVOH”是指：乙烯-乙烯醇共聚物。
术语“DMAC”是指：N,N-二甲基乙酰胺。
术语“CCD”是指：电荷耦合器件。
如图1～5所示的一种压力多孔阀芯片，包括基底片1和可升降的压力阀体5，基底片1上侧紧密贴合有通道片6，通道片6上开有上安装孔10，基底片1上开有与上安装孔10对应的下安装孔8，通道片6朝下的一端排布有若干分别与上安装孔10连通的微流体支路通道613，微流体支路通道613远离上安装孔10一端的通道片6上排布有若干储液槽，通道片6上开有若干与储液槽一605一对应的进液孔612，进液孔612与对应的储液槽连通，压力阀体5的上侧设有压板4，压力阀体5依次穿过上安装孔10和下安装孔8分别与通道片6和基底片1连接，压力阀体5的外周上开有若干与微流体支路通道613一一对应的流体通孔，若干流体通孔在高度方向上间隔设置，微流体支路通道613远离储液槽一605端的通道片6上开有扩口缓冲通道614，扩口缓冲通道614远离微流体支路通道613的一端可与流体通孔连通，流体通孔可覆盖对应的扩口缓冲通道614所在区域，扩口缓冲通道614的截面积大于微流体支路通道613的截面积；通道片6朝下的一端开有呈半圆环形的流通区601、微流体主通道一602和负压接口604，流体通孔的一端覆盖对应的微流体支路通道613时，流体通孔的另一端与流通区601连通，流通区601远离流体通孔的一端经微流体主通道一602与负压接口604连通。
为了进一步实现不同标志物的检测，储液槽设置有6个，从下往上顺时针方向看各个储液槽分别为储液槽一605、储液槽二606、储液槽三607、储液槽四608、储液槽五609和储液槽六610，压力阀体5的高度方向上排布有8个流体通孔，从下往上看，6个流体通孔分别为流体通孔一509、流体通孔二501、流体通孔三508、流体通孔四502、流体通孔五507、流体通孔六506、流体通孔七506和流体通孔八504，流体通孔一509的一端可覆盖与储液槽一605连通的微流体支路通道613，流体通孔二501的一端可覆盖与储液槽二606连通的微流体支路通道613，流体通孔三508、流体通孔五507和流体通孔七506的一端可覆盖与储液槽三607连通的微流体支路通道613，流体通孔四502的一端可覆盖与储液槽四608连通的微流体支路通道613，流体通孔六506的一端可覆盖与储液槽五609连通的微流体支路通道613，流体通孔八504的一端可覆盖与储液槽六610连通的微流体支路通道613。
为了进一步方便压力阀体5的定位，还包括底座2，基底片1连接在底座2上侧，底座2上方连接有安装座3，安装座3上开有连接孔，最上端的流体通孔上方的压力阀体5外周设有定位凸起505，初始状态下，压力阀体5依次经连接孔和上安装孔10与通道片6连接，流体通孔一509覆盖与储液槽一605连通的微流体支路通道613，当流体通孔八504覆盖与储液槽六610连通的微流体支路通道613时，定位凸起505刚好抵触在安装座3的上侧。
为了进一步提高实验的准确性，微流体主通道一602远离流通区601一端的通道片6上开有微流体主通道二603和至少两条支流反应通道611，若干支流反应通道611远离流体主通道的一端汇聚在一起并与微流体主通道二603的一端连通，微流体主通道二603远离支流反应通道611的一端与负压接口604连接，通道片6下侧设有抗原抗体图案片11，抗原抗体图案片11覆盖支流反应通道611所在区域；基底片1朝上的一端从流通区601往负压接口604所在方向依次开有在长度方向上间隔设置的缓冲槽7和废液槽12，缓冲槽7和废液槽12在微流体主通道二603的一端和负压接口604之间。
本发明中，基底片1和通道片6均为PDMS层，通道片6经负压接口604连接有微型负压式蠕动泵14，压力阀体5与通道片6之间过盈配合，抗原抗体图案片11优选为硅胶片，硅胶片上利用静电纺丝技术纺EVOH纳米纤维薄膜，EVOH纳米纤维膜是将EVOH颗粒溶于DMAC中，在60℃水浴锅中强烈搅拌5小时，配制得到浓度为8wt％透明的EVOH纺丝溶液，在抗原抗体图案片11预先包被对应的捕获抗体条带；压板4与外部的升降驱动器22连接，控制升降驱动器22驱动压板4升降，升降驱动器22优选为电动推杆17；经进液孔612往各个储液槽内注入对应的试剂，通过控制蠕动泵14和升降驱动器22的动作，实现不同标志物的检测；安装本芯片时，除去通道片6和基底片1表面的灰尘，使用2mm的打孔器在6个储液槽对应位置的通道片6上打孔，形成进液孔612；然后利用等离子清洗机进行亲水化表面处理，在200W功率和1.5L/min氧流量条件下用等离子轰击通道片6和基底片1表面60秒，断开表面的硅氧键，将抗原抗体图案片11放置在通道片6的三条支流反应通道611所在区域，把通道片6的上安装孔10与基底片1上的下安装孔8对齐，用手挤压出双PDMS层中的气泡，使其紧密键合，利用PC棒销9将底座2和安装座3装配在一起，底座2和安装座3之间形成的空隙处固定安装键合好的通道片6和基底片1，压力阀体5插进上安装孔10和下安装孔8，使流体通孔一509覆盖与储液槽一605连通的扩口缓冲通道614，从而完成芯片的组装；本芯片结构简单，操作方便，能够实现多种标志物的检测，应用性强，方便携带，灵活性高；可应用于检测不同标志物的工作中。
实施例2
对实施例1中的芯片进行检测的方法，包括以下步骤：
(1)经各个进液孔612分别往对应的储液槽内加入样本，将芯片放入配套检测设备中，蠕动泵14工作，储液槽一605内的样本在蠕动泵14的驱动下，依次穿过微流体支路通道613、流体通孔一509、流通区601、微流体主通道一602进入支流反应通道611，当样本开始进入缓冲槽7时，蠕动泵14停止动作，停滞15分钟，封闭抗原抗体图案片11上三条捕获抗体条带的空余位点，防止非特异性吸附，封闭15分钟后，蠕动泵14气动，吸出样本，进入废液槽12或缓冲槽7内，蠕动泵14停止动作；
(2)驱动压力阀体5按下设定距离后，压力阀体5停止下降，流体通孔二501与储液槽二606连通，蠕动泵14启动，储液槽二606里的检测样本在蠕动泵14的驱动下进入支流反应通道611与捕获抗体发生特异性免疫反应，当检测样本开始进入缓冲槽7时，蠕动泵14停止动作，静止反应20分钟后，蠕动泵14启动，吸出检测样本，检测样本进入废液槽12或缓冲槽7内，蠕动泵14停止动作；
(3)驱动压力阀体5继续下压设定距离后，压力阀体5停止下降，流体通孔三508与储液槽三607连通，启动蠕动泵14，储液槽三607内的洗液在蠕动泵14的驱动下洗涤微流体主通道一602和未发生免疫反应的抗原抗体，待洗液全部吸入缓冲槽7或废液槽12内时，蠕动泵14停止动作；
(4)驱动压力阀体5下压设定距离后，压力阀体5停止下降，流体通孔四502与储液槽四608连通，启动蠕动泵14，储液槽四608内的检测抗体在蠕动泵14的驱动下，依次穿过流体通孔四502和微流体主通道一602进入支流反应通道611与检测样本发生特异性免疫反应，当检测抗体开始进入缓冲槽7时，蠕动泵14停止动作，静止反应20分钟后，蠕动泵14启动，检测抗体完全进入缓冲槽7或废液槽12内时，蠕动泵14停止动作；
(5)驱动压力阀体5继续下压设定距离后，压力阀体5停止下降，流体通孔五507与储液槽三607连通，启动蠕动泵14，储液槽三607内的洗液在蠕动泵14的启动下流入各个通道，洗涤各个通道和未发生免疫反应的抗原抗体，待洗液全部吸入缓冲槽7或废液槽12内时，蠕动泵14停止动作；
(6)驱动压力阀体5下压设定距离后，压力阀体5停止下降，流体通孔六506与储液槽五609连通，启动蠕动泵14，储液槽五609里的链霉亲和素在蠕动泵14的驱动下依次穿过流体通孔六506、流通区601和微流体主通道一602进入支流反应通道611，在支流反应通道611发生生物素-链霉亲和素反应，蠕动泵14停止动作，静止反应20分钟，蠕动泵14启动，吸出链霉亲和素，进入缓冲槽7或废液槽12，蠕动泵14停止工作；
(7)驱动压力阀体5继续下压设定距离后，压力阀体5停止下降，流体通孔七506与储液槽三607连通，启动蠕动泵14，储液槽三607内的洗液在蠕动泵14的启动下流入各个通道，洗涤各个通道和未发生免疫反应的抗原抗体，待洗液全部吸入缓冲槽7或废液槽12内时，蠕动泵14停止动作；
(8)驱动压力阀体5再次下压设定距离后，压力阀体5停止下降，流体通孔八504与储液槽六610连通，启动蠕动泵14，储液槽六610内的化学发光底物在蠕动泵14的驱动下，依次穿过流体通孔八504、流通区601和微流体主通道一602进入支流反应通道611，在支流反应通道611发生化学发光反应，蠕动泵14停止动作，完成所有加样和反应后，芯片在全自动化学发光成像仪下拍摄，曝光时间15s，结束检测工作；
其中，检测前，往储液槽一605中加入35μL含有3％牛血清白蛋白(BSA)的磷酸盐缓冲液(PBS，PH＝7.4)作为封闭剂；向储液槽二606中加入三种肿瘤标志物混合的标准溶液，向储液槽三607中加入100μL含有0.05％V/V吐温-20(Tween-20)的PBS作为洗液，向储液槽四608中加入稀释后的三种抗体，分别是50ug/mL生物素(Biotin)标记的甲胎蛋白(AFP)抗体、75ug/mL生物素(Biotin)标记的癌胚抗原(CEA)和500U/mL生物素(Biotin)标记的恶性肿瘤特异性因子(TSGF)抗体，三种抗体的体积比为1：1：1，向储液槽五609中加入30μL5μg/mL辣根过氧化物酶(HRP)标记的链霉亲和素，向储液槽六610中加入Luminol-H2O2化学发光底物。
为了进一步提高检测的灵敏度，检测开始前，在修饰抗原抗体图案片11时，利用静电纺丝机，施加25KV的电压，在20cm的喷射距离处以5mL/h的灌注速度将8wt％的EVOH溶液喷在硅胶片抗原抗体图案片11的痕量标志物区域，电纺时间为15min；在40℃的真空干燥箱中放置8小时后将40μg/mL的甲胎蛋白(AFP)捕获抗体、50μg/mL的癌胚抗原(CEA)捕获抗体各预包被一条图案带在抗原抗体图案片11上，将500U/mL的恶性肿瘤特异性生长因子捕获抗体预包被一条图案带在抗原抗体图案片11的EVOH纳米纤维膜区域，即以上三个捕获抗体利用与支流反应通道611尺寸一样的三通道芯片各预包被一条图案带在抗原抗体图案片11上。
如图8所示，利用多物理场仿真软件，模拟了优化后的三条反应支流通道的速度分布，如图9所示，分别表示了两侧反应支流通道和中间反应支流通道的速度；如图10所示，抗原抗体图案片11上会生成特异性的九个点，每个癌症标志物具有一行三份的信号点；对于痕量的标志物，使用静电纺丝膜将其检测范围动态调节，使化学发光信号放大。
另外，实现芯片检测的装置(如图6和图7所示)包括检测架13，检测架13上连接有夹具台23，夹具台23上开有定位槽25，定位槽25处的夹具台23上开有导向孔24，芯片可刚好放置在定位槽25内，压力阀体5可刚好沿着导向孔24升降，夹具台23前后两端的检测架13上分别连接有直线驱动器18和可升降的推杆17，夹具台23前端朝外方向上的检测架13上固定连接有固定板16，固定板16上固定连接有直线驱动器18，直线驱动器18驱动推杆17上下移动，推杆17朝下的一侧固定有负压接口板15，负压接口板15的上侧设有连接管19，负压接口板15上开有负压孔，连接管19的内腔与负压孔连通，夹具台23朝外一端的检测架13上固定连接有蠕动泵14，升降驱动器22上连接有向上伸出且可在高度方向上做往复直线移动的驱动杆21，驱动杆21向上伸出的一端固定连接有驱动板20，芯片放置在定位槽25内后，调节驱动板20的高度，将驱动板20和压板4固定连接在一起；为了进一步方便夹具台23的安装，检测架13上开有滑动口，夹具台23远离蠕动泵14的一端设有伸出滑动口外的把手2301，夹具台23前后两侧的检测架13上分别设有导向板，夹具台23依次沿着滑动口和两个导向板水平插进检测架13内，夹具台23的限位阶2302抵触在检测架13外侧。
安装夹具台23时，手握把手2301推动夹具台23依次沿着滑动口和导向板插进检测架13上，当夹具台23上的限位阶2302压紧在检测架13外侧时，安装结束；芯片放置在定位槽25内，蠕动泵14经管道与连接管19连接，直线驱动器18优选为电动推杆17；测试时，直线驱动器18动作，使推杆17降下，推杆17推动负压接口板15降下，负压接口板15将芯片压紧的同时，连接管19经连接孔与芯片的负压接口604连通。
检测分析时，还用到定量分析系统，定量分析系统包括含有冷冻CCD相机的全自动化学发光仪、计算机和化学发光的分析软件，冷冻CCD相机与计算机和所述压力多孔阀芯片相连，完成曝光拍摄；分析软件用于压力多孔阀微芯片上化学发光信号的图像采集和分析。
实施例3
对实施例2中的三种肿瘤标志物标准品进行线性检测，检测前在裸露的抗原抗体图案片11上预先包被40μg/mL的AFP捕获抗体，用PBS缓冲液(PH＝7.4)作为稀释液，将AFP标准品配置浓度为0ng/mL、5ng/mL、10ng/mL、20ng/mL、40ng/mL、80ng/mL、160ng/mL、320ng/mL，取30μL加入储液槽二606中；向储液池五中添加30ul的50ug/mL生物素标记的AFP抗体溶液；其余检测步骤与实施例2相同，每个标准品分别用3个微流控芯片测定3次，定量分析系统根据AFP浓度和化学发光的灰度值间的比例，拟合计算8个不同浓度的平均值，绘制标准曲线。
在裸露的抗原抗体图案片11上预先包被50μg/mL的CEA捕获抗体，用PBS缓冲液(PH＝7.4)作为稀释液，将CEA标准品配置浓度为0ng/mL、2.5ng/mL、5ng/mL、10ng/mL、20ng/mL、40ng/mL、80ng/mL、160ng/mL，取30uL加入储液池1-2中；向储液池1-5添加30uL的75ug/mL生物素(Biotin)标记的CEA抗体溶液；其余步骤与实施例2相同，每个标准品分别用3个微流控芯片测定3次，定量分析系统根据CEA浓度和化学发光的灰度值间的比例，拟合计算8个浓度点的平均值，绘制标准曲线。
在纺EVOH纳米纤维薄膜的抗原抗体图案片11上预先包被500U/mL的TSGF捕获抗体。用PBS缓冲液(PH＝7.4)作为稀释液，将TSGF标准品配置浓度为0U/mL、2U/mL、8U/mL、16U/mL、32U/mL、64U/mL、128U/mL、256U/mL，取30uL加入储液池1-2中；向储液池1-5添加30uL的700U/mL生物素(Biotin)标记的TSGF抗体溶液；其余步骤与实施例2相同，每个标准品分别用3个微流控芯片测定3次，定量分析系统根据TSGF浓度和化学发光的灰度值间的比例，拟合计算8个浓度点的平均值，绘制标准曲线。
结果如图11和图12所示，表明AFP、CEA、TSGF三种肿瘤标志物的线性范围分别在5ng/mL～160ng/mL、2.5ng/mL～80ng/mL、2U/mL～128U/mL，最低检出线分别为0.1U/mL、1.5ng/mL、1.09ng/mL。
实施例4
将AFP与CEA的混合标准样品添加到储液槽二606中；在储液槽五609中添加与标准品对应的检测抗体，其余检测步骤与实施例2相同，化学发光仪的曝光时间为30s，得到图13-1图像。
将CEA与TSGF的混合标准样品添加到储液槽二606中；在储液池五中添加与标准品对应的检测抗体，其余检测步骤与实施例2相同，化学发光仪的曝光时间为30s，得到图13-2图像。
将AFP与TSGF的混合标准样品添加到储液槽二606中；在储液槽五609中添加与标准品对应的检测抗体，其余检测步骤与实施例2相同。化学发光仪的曝光时间为30s，得到图13-3图像。
结果分析，压力多孔阀芯片上除了检测出加入标准品的两种标志物外，并没有出现第三种标志物的化学发光信号，表明用硅胶片和EVOH纤维膜作为免疫反应基底具有良好的特异性。
最后将TSGF、AFP、CEA的标准品和与之对应的捕获抗体分别加入到储液槽二606和储液槽五609中，定量检测三种标志物的浓度，其余步骤与实施例2相同，化学发光仪的曝光时间为15s，得到图13-4。
本实施例中，AFP标准品浓度为80ng/mL、CEA标准品浓度为20ng/mL、TSGF标准品浓度为64U/mL；生物素(Biotin)标记的的AFP抗体溶液浓度50μg/mL、生物素(Biotin)标记的CEA抗体溶液浓度为75μg/mL、生物素(Biotin)标记的TSGF抗体溶液浓度为500U/mL。
本发明与现有技术相比，本发明中的芯片结构简单，操作方便，通过一根压力阀体5和通道片6的联合设置，检测时，控制压力阀体5的单次的按压距离，使得不同流体通孔与对应储液槽的连通，结合蠕动泵14的开关时间的控制，就能实现多种标志物的化学发光免疫检测，结构紧凑，实验更加高效，应用性强；本发明中使用的抗原抗体图案片11具有宽泛的线性检测范围，能够动态检测多重生物标志物；检测时，使用生物素-链霉亲和素免疫信号实现对检测限的放大，提高检测效率；可应用于不同标志物的检测工作中。
本发明并不局限于上述实施例，抗原抗体图案片11还可为铝箔纸、硝酸纤维素纸、PDMS(聚二甲基硅氧烷)薄膜等具有吸附力的材料；在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种压力多孔阀芯片，其特征在于，包括基底片和可升降的压力阀体，所述基底片上侧紧密贴合有通道片，所述通道片上开有上安装孔，基底片上开有与上安装孔对应的下安装孔，所述通道片朝下的一端排布有若干分别与上安装孔连通的微流体支路通道，所述微流体支路通道远离上安装孔一端的通道片上排布有若干储液槽，所述通道片上开有若干与储液槽一一对应的进液孔，进液孔与对应的储液槽连通，所述压力阀体依次穿过上安装孔和下安装孔分别与通道片和基底片连接，所述压力阀体的外周上开有若干与微流体支路通道一一对应的流体通孔，若干流体通孔在高度方向上间隔设置，所述流体通孔可覆盖对应的微流体支路通道所在区域，通道片朝下的一端开有流通区、微流体主通道一和负压接口，所述流体通孔的一端覆盖对应的微流体支路通道时，流体通孔的另一端与流通区连通，所述流通区远离流体通孔的一端经微流体主通道一与负压接口连通。
2.根据权利要求1所述的一种压力多孔阀芯片，其特征在于，所述储液槽设置有6个，从下往上顺时针方向看各个储液槽分别为储液槽一、储液槽二、储液槽三、储液槽四、储液槽五和储液槽六，压力阀体的高度方向上排布有8个流体通孔，从下往上看，6个流体通孔分别为流体通孔一、流体通孔二、流体通孔三、流体通孔四、流体通孔五、流体通孔六、流体通孔七和流体通孔八，流体通孔一的一端可覆盖与储液槽一连通的微流体支路通道，流体通孔二的一端可覆盖与储液槽二连通的微流体支路通道，流体通孔三、流体通孔五和流体通孔七的一端可覆盖与储液槽三连通的微流体支路通道，流体通孔四的一端可覆盖与储液槽四连通的微流体支路通道，流体通孔六的一端可覆盖与储液槽五连通的微流体支路通道，流体通孔八的一端可覆盖与储液槽六连通的微流体支路通道。
3.根据权利要求1所述的一种压力多孔阀芯片，其特征在于，所述微流体支路通道远离储液槽一端的通道片上开有扩口缓冲通道，所述扩口缓冲通道远离微流体支路通道的一端可与流体通孔连通，流体通孔覆盖扩口缓冲通道所在区域，扩口缓冲通道的截面积大于微流体支路通道的截面积。
4.根据权利要求2所述的一种压力多孔阀芯片，其特征在于，还包括底座，所述基底片连接在底座上侧，所述底座上方连接有安装座，安装座上开有连接孔，最上端的流体通孔上方的压力阀体外周设有定位凸起，初始状态下，所述压力阀体依次经连接孔和上安装孔与通道片连接，流体通孔一覆盖与储液槽一连通的微流体支路通道，当流体通孔八覆盖与储液槽六连通的微流体支路通道时，定位凸起刚好抵触在安装座的上侧。
5.根据权利要求3所述的一种压力多孔阀芯片，其特征在于，所述微流体主通道一远离流通区一端的通道片上依次开有至少两条支流反应通道和流体主通道二，若干支流反应通道远离流体主通道一的一端汇聚在一起并与微流体主通道二的一端连通，微流体主通道二的另一端与负压接口相接，所述通道片下侧设有抗原抗体图案片，所述抗原抗体图案片覆盖支流反应通道所在区域。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种压力多孔阀芯片，其特征在于，所述基底片朝上的一端从流通区往负压接口所在方向依次开有在长度方向上间隔设置的缓冲槽和废液槽，缓冲槽和废液槽在微流体主通道二的一端和负压接口之间。
7.根据权利要求1～5任一项所述的一种压力多孔阀芯片，其特征在于，所述压力阀体的上侧设有压板。
8.对权利要求1～7任一项所述的一种压力多孔阀芯片进行检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）经各个进液孔分别往对应的储液槽内加入样本，将芯片放入配套检测设备中，蠕动泵工作，储液槽一内的样本在蠕动泵的驱动下，依次穿过微流体支路通道、流体通孔一、流通区、微流体主通道一进入支流反应通道，当样本开始进入缓冲槽时，蠕动泵停止动作，停滞15分钟，封闭抗原抗体图案片上三条捕获抗体条带的空余位点，防止非特异性吸附，封闭15分钟后，蠕动泵气动，吸出样本，进入废液槽或缓冲槽内，蠕动泵停止动作；
（2）驱动压力阀体按下设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔二与储液槽二连通，蠕动泵启动，储液槽二里的检测样本在蠕动泵的驱动下进入支流反应通道与捕获抗体发生特异性免疫反应，当检测样本开始进入缓冲槽时，蠕动泵停止动作，静止反应20分钟后，蠕动泵启动，吸出检测样本，检测样本进入废液槽或缓冲槽内，蠕动泵停止动作；
（3）驱动压力阀体继续下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔三与储液槽三连通，启动蠕动泵，储液槽三内的洗液在蠕动泵的驱动下洗涤微流体主通道一和未发生免疫反应的抗原抗体，待洗液全部吸入缓冲槽或废液槽内时，蠕动泵停止动作；
（4）驱动压力阀体下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔四与储液槽四连通，启动蠕动泵，储液槽四内的检测抗体在蠕动泵的驱动下，依次穿过流体通孔四和微流体主通道一进入支流反应通道与检测样本发生特异性免疫反应，当检测抗体开始进入缓冲槽时，蠕动泵停止动作，静止反应20分钟后，蠕动泵启动，检测抗体完全进入缓冲槽或废液槽内时，蠕动泵停止动作；
（5）驱动压力阀体继续下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔五与储液槽三连通，启动蠕动泵，储液槽三内的洗液在蠕动泵的启动下流入各个通道，洗涤各个通道和未发生免疫反应的抗原抗体，待洗液全部吸入缓冲槽或废液槽内时，蠕动泵停止动作；
（6）驱动压力阀体下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔六与储液槽五连通，启动蠕动泵，储液槽五里的链霉亲和素在蠕动泵的驱动下依次穿过流体通孔六、流通区和微流体主通道一进入支流反应通道，在支流反应通道发生生物素-链霉亲和素反应，蠕动泵停止动作，静止反应20分钟，蠕动泵启动，吸出链霉亲和素，进入缓冲槽或废液槽，蠕动泵停止工作；
（7）驱动压力阀体继续下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔七与储液槽三连通，启动蠕动泵，储液槽三内的洗液在蠕动泵的启动下流入各个通道，洗涤各个通道和未发生免疫反应的抗原抗体，待洗液全部吸入缓冲槽或废液槽内时，蠕动泵停止动作；
（8）驱动压力阀体再次下压设定距离后，压力阀体停止下降，流体通孔八与储液槽六连通，启动蠕动泵，储液槽六内的化学发光底物在蠕动泵的驱动下，依次穿过流体通孔八、流通区和微流体主通道一进入支流反应通道，在支流反应通道发生化学发光反应，蠕动泵停止动作，完成所有加样和反应后，芯片在全自动化学发光成像仪下拍摄，曝光时间15s，结束检测工作。
9. 对权利要求8所述的一种压力多孔阀芯片进行检测的方法，其特征在于，在修饰所述抗原抗体图案片时，利用静电纺丝机，施加25 KV的电压，在20cm的喷射距离处以5 mL/h的灌注速度将8wt%的EVOH溶液喷在硅胶片抗原抗体图案片的痕量标志物区域，电纺时间为15min；在40℃的真空干燥箱中放置8小时后将不同的三个捕获抗体各预包被一条图案带在抗原抗体图案片上。
10.对权利要求9所述的一种压力多孔阀芯片进行检测的方法，其特征在于，所述捕获抗体为恶性肿瘤特异性生长因子捕获抗体时，将恶性肿瘤特异性生长因子捕获抗体预包被一条图案带在抗原抗体图案片的EVOH纳米纤维膜区域。
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