CN115575629A - 磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法 - Google Patents

磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115575629A
CN115575629A CN202211191591.6A CN202211191591A CN115575629A CN 115575629 A CN115575629 A CN 115575629A CN 202211191591 A CN202211191591 A CN 202211191591A CN 115575629 A CN115575629 A CN 115575629A
Authority
CN
China
Prior art keywords
marker
soft magnetic
solution
chip
magnetic strip
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.)
Granted
Application number
CN202211191591.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115575629B (zh
Inventor
汪家道
马原
梁真为
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.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
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 Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202211191591.6A priority Critical patent/CN115575629B/zh
Publication of CN115575629A publication Critical patent/CN115575629A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115575629B publication Critical patent/CN115575629B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326—Magnetic particles
    • 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
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms
    • 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
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • 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
    • G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56983—Viruses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/005—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from viruses
    • G01N2333/08—RNA viruses
    • G01N2333/165—Coronaviridae, e.g. avian infectious bronchitis virus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2469/00—Immunoassays for the detection of microorganisms
    • G01N2469/10—Detection of antigens from microorganism in sample from host
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

本发明公开一种磁调控标志物捕获芯片，包括芯片基体，所述芯片基体内设置有特定位置关系的进液口、储液区、软磁带材和磁铁，所述软磁带材和磁铁共同作用在进液口和储液区的连通处形成磁场捕获区；所述软磁带材通过图案化湿法刻蚀技术加工。本发明还公开了上述芯片的制备方法以及进行标志物快速检测的方法。本发明提供的磁调控标志物捕获芯片显色效果明显，从而提高后期检测的灵敏度和准确度，同时其制备方法简单，便于大规模应用。本发明检测方法将标志物溶液通入磁调控标志物捕获芯片中，操作方便，其用于检测的时间短，可以实现高效率、高敏感性和高稳定性的标志物捕获。

Description

磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，具体涉及一种磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法。
背景技术
自2019年新冠肺炎爆发以来，世界各国投入大量人力物力用于新冠肺炎的检测、治疗、预防。新冠肺炎不仅威胁着公共健康安全，也限制了世界经济、科技发展。世界多地限制人员流通量减弱病毒传播能力，这对市场经济带来不小的考验。
病毒的防治关键点在于病毒的诊断。高灵敏度、高效率和实用性的检测方法能够保证诊断的可靠性，及时查出病患并隔离治疗能够极大程度减弱社区病毒传播危害。目前检测核酸检测是最权威的确诊新冠肺炎标准。核酸检测成本高且用时长，在大量社区人员筛查过程中使用难度较高，因此需要采用更为便捷的抗原标志物检测方法用于辅助检测。常用的抗原检测方法包括：胶体金法、乳胶法和荧光免疫层析法。三者原理相似，都是以试纸条为载体，通过抗原抗体在结合垫以及质控线、检测线上特异性结合进行标记和显色。但是他们的显色方法不同：胶体金法利用纳米金球显色，成本较高，且灵敏度较低；乳胶法换用廉价且显色更明显的微球代替金球，适当降低了检测成本，但检测时间较长，且灵敏度仍然无法保证。荧光免疫层析法利用荧光显色，可以定量检测抗原含量，精度可以保证，但是该方法需要专用荧光检测设备，成本高，且不便于推广使用。现有抗原检测试剂盒通常采用的试纸条方法也决定了该检测方法的上限：由于试纸条结合垫显色用的微球有限，在试纸条硝酸纤维素膜上毛细力作用下的液体运动速度较快，且滴加样本的时候在结合垫上样本和显色微球结合时间很短，在检测线上显色不明显，容易漏检病毒。因此，新冠肺炎抗原检测需要一种低成本、操作便捷、灵敏度高的检测手段来提高抗原检测的可靠性及实用性。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于现有新冠肺炎抗原检测无法做到低成本、操作便捷、灵敏度高的缺陷，从而提供一种磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法。
为此，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种磁调控标志物捕获芯片，包括芯片基体，所述芯片基体内设置有进液口和储液区，所述进液口和储液区连通，液体通过进液口通入储液区，所述芯片基体内还设置有软磁带材，所述软磁带材背向芯片基体的一面设置有磁铁，所述软磁带材和磁铁共同作用在进液口和储液区的连通处形成磁场捕获区；
所述软磁带材通过图案化湿法刻蚀技术加工。
进一步地，所述进液口和储液区通过流道联通，所述的流道深度为 100～140μm，所述软磁带材和流道底部的距离为80～150μm，所述磁铁和软磁带材的距离为1～1.5mm。
优选地，所述芯片基体为常用透明材料，包括所有可利用铣床或浇筑成形的固体透明材料，不限于树脂或塑料；所述磁铁为常用标号磁铁，包括但不限于N35、N42或N52磁铁。
本发明还提供上述磁调控标志物捕获芯片的制备方法，包括如下步骤：
对有机玻璃毛坯进行加工，得到芯片基体；
通过图案化湿法刻蚀技术加工软磁带材；
依次在芯片基体上安装软磁带材和磁铁，得到所述芯片。
进一步地，所述软磁带材的加工方法为，在软磁带材上表面旋涂光刻胶，前烘后进行图案化光刻曝光，后烘后进行显影并冲洗，最后使用刻蚀液冲刷，得到加工后的软磁带材；
所述软磁带材为铁、钴、镍氧化物合金，厚度为20～40μm；
所述的光刻胶为S1811、S1813、S1818光刻胶中的一种，需要根据光刻胶粘度更改参数使匀胶厚度约为1μm。
优选地，所述旋涂的匀胶参数为4500rpm；所述前烘为在93～95℃下前烘5min；
所述图案化光刻曝光的能量参数为130～160mJ/cm2；
所述后烘为在100～105℃下后烘10min；
所述显影为使用MF 312显影液显影40～60s；
所述刻蚀液中，HCl、H2O2和H2O的质量比为1:4～5:25～28。
上述磁调控标志物捕获芯片应用于标志物快速检测。
本发明还提供一种标志物快速检测方法，包括如下步骤：
配置标志物溶液；
将标志物溶液滴入上述磁调控标志物捕获芯片的进液口；
观察磁场捕获区内的线条，具体地，若有白色线条则检测结果为阳性，若无白色线条产生则检测结果为阴性。
进一步地，所述标志物溶液的配置方法为：
将N抗体磁珠溶液和S抗体聚苯乙烯微球溶液混合，加入待测样本孵育，得到所述标志物溶液。
进一步地，所述N抗体磁珠溶液的浓度为0.2～0.7mg/mL，溶剂为PBS 缓冲液；所述S抗体聚苯乙烯微球溶液的浓度为0.0025～0.005mg/mL，溶剂为PBS缓冲液；所述待测样本的溶剂为DMEM完全培养；
所述N抗体磁珠溶液、S抗体聚苯乙烯微球溶液和待测样本的体积比为1:95～103:1～1.2；
所述孵育温度为22～25℃，在摇床上孵育30～35min，摇床转速500～600 rpm。
本发明技术方案，具有如下优点：
(1)本发明提供的磁调控标志物捕获芯片，利用软磁带材湿法刻蚀技术调控软磁带材的形貌，利用更小面积的软磁带材用于磁场调控和磁铁配合进行捕获，可以在很小的范围内进行捕获，在显色球的量一定的情况下，将其汇聚在更小的范围内进行显色，那么在这个小范围内，单位面积上的显色球数量更多，显色效果更明显，从而提高后期检测的灵敏度，其最低可以检测出400copies/mL的病毒浓度，和现有试纸抗原检测方法的约2200copies/ml相比，优势明显。
(2)本发明通过调整软磁带材与磁铁以及流道三者的相对位置来调整微流道中的磁场强度及梯度分布，使得后期的检测更加准确。
(3)软磁带材磁场调控的过程中，考虑到软磁带材超高磁导率和磁化率的特性，对其进行磁场分布分析，在磁场源作用下的软磁带材周围的磁场具有极强的捕获效果。本发明软磁带材通过图案化湿法刻蚀技术加工作为磁场被动调控方法用于高通量芯片显色有助于进一步提高捕获效果。
(4)本发明提供的磁调控标志物捕获芯片，其制备方法简单，仅需要简单的加工和组装即可完成，便于大规模应用。
(5)本发明将标志物溶液通入磁调控标志物捕获芯片中，实现高效率、高敏感性和高稳定性的标志物捕获，微颗粒被捕获在极小区域，显色明显，可通过肉眼观测样本中是否含有新型冠状病毒，检测时间低于10min。本发明检测方法操作方便，检测时长短，且流经流道的样本通量更多，将更多的样品在更小的范围内显色，从而极大提高了病毒抗原检测的灵敏度和准确性。
(6)本发明进行检测使用的标志物溶液由N蛋白磁珠、S蛋白聚苯乙烯微球、待测样本混合孵育制备，利用磁珠对样本中的COVID-19新型冠状病毒进行磁标记，再通过S抗原抗体特异性结合使新型冠状病毒与聚苯乙烯微球结合。整个孵育过程在溶液环境下完成，具有极高的结合稳定性；溶液孵育时长远大于结合垫结合时长，保证了抗原抗体结合概率，使病毒漏检概率变小；溶液孵育方法对全样本进行孵育，在后续显色检验过程中可以针对提取出的样本中的全部病毒进行检测，显色效果明显。
(7)本发明检测方法操作方便，在大量人群样本筛查时的样本存放阶段就可在溶液中进行孵育，其用于检测的时间短，可快速进行大量样本孵育和检测，且流经流道的样本通量更多，将更多的样品在更小的范围内显色，从而极大提高了病毒抗原检测的灵敏度和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明中实施例1中的芯片基体的正面结构示意图；
图2是本发明中实施例1中的芯片基体的背面结构示意图；
图3是本发明中实施例1中的芯片基体的正视图；
图4是本发明中实施例1中的芯片基体的侧面的剖视图；
图5是本发明中实施例1中的芯片基体的后视图；
图6是本发明中实施例1中磁调控标志物捕获芯片所用盖板示意图；
图7是本发明中实施例3中磁调控标志物捕获芯片结构示意图；
图8是本发明中实施例3中磁调控标志物捕获芯片正视图；
图9是本发明中实施例3中磁调控标志物捕获芯片的侧面的剖视图；
图10是本发明中实施例1中检测阳性样本显色效果图；
图11是本发明中实施例1中检测阴性样本显色效果图；
图12是本发明试验例2中显色效果图，其中，(a)使用的待测样本中 COVID-19假病毒浓度为5000copies/mL，(b)使用的待测样本中COVID-19 假病毒浓度为4000copies/mL，(c)使用的待测样本中COVID-19假病毒浓度为3000copies/mL，(d)使用的待测样本中COVID-19假病毒浓度为2000 copies/mL。
附图标记：
1-进液口；2-流道；3-磁场捕获区；4-储液区；5-磁铁放置区；6-软磁带材放置区；7-比色卡放置区；8-放大镜。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
具体实施方式中N抗体磁珠的制备方法为，通过三步氨基偶联取代反应使磁珠表面的羧基与N抗体连接，使用的羧基修饰的磁珠采购于海安智川电池材料科技有限公司，N抗体购自索莱宝科技有限公司。
具体实施方式中S抗体聚苯乙烯微球的制备方法为，通过三步氨基偶联取代反应使聚苯乙烯微球表面的羧基与S抗体连接，羧基修饰的聚苯乙烯微球采购于博岳生物技术有限公司，S抗体采购于索莱宝科技有限公司。
具体实施方式中待测样本中阳性样本使用假病毒，溶剂为DMEM完全培养基，其中假病毒采购于百普赛斯生物科技有限公司；阴性样本为DMEM 完全培养基。
未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
本实施例提供一种磁调控标志物捕获芯片，其具体制备方法如下：
(1)利用微米级铣床加工有机玻璃毛坯，得到芯片基体，结构如图1-5 所示，所述芯片基体内设置有进液口1和储液区4，所述进液口1和储液区 4通过流道2联通，所述流道2的深度为100μm，所述芯片基体的另一侧设置有用于放置软磁带材的软磁带材放置区6以及用于放置磁铁的磁铁放置区5。切割厚度为1mm的有机玻璃得到盖板如图6所示，将盖板和芯片基体组合，将流道2覆盖；
(2)通过图案化湿法刻蚀技术加工软磁带材：在厚度为20μm的软磁带材1J46上表面旋涂S1811光刻胶，匀胶参数为4500rpm，在93℃条件下前烘5min，以130mJ/cm2的能量参数图案化光刻曝光，在105℃条件下后烘10min，用MF 312显影液显影40s后在去离子水中清洗。配制刻蚀液按照质量比HCl:H2O2:H2O＝1:4:25先后将H2O2和HCl加入到去离子水中配制酸性刻蚀液，用玻璃棒缓慢搅匀。用刻蚀液缓慢冲刷附着光刻胶的软磁带材，直至其表面未被光刻胶保护的软磁带材部分被刻蚀完全；
(3)将软磁带材嵌入软磁带材放置区6固定，然后在磁铁放置区5内固定磁铁，如图4所示所述软磁带材和磁铁共同作用在流道上形成磁场捕获区3，得到所述芯片，其中磁铁与软磁带材间距为1mm，软磁带材与流道底部间距为100μm。
本实施例还提供一种标志物快速检测方法，使用上述磁调控标志物捕获芯片，具体方法如下：
(1)取1μL浓度为10mg/mL的N抗体磁珠，加入PBS缓冲液稀释成15μL的N抗体磁珠溶液；取5μL浓度为1.5mg/mL的S抗体聚苯乙烯微球，加入PBS缓冲液稀释成1500μL的S抗体聚苯乙烯微球溶液；将N 抗体磁珠溶液滴入S抗体聚苯乙烯微球溶液，缓慢摇晃均匀，再向所得混合液中加入15μL待测样本，控制环境温度为22℃，在摇床上孵育30min，摇床转速参数设置为600rpm，得到标志物溶液；
(2)在磁调控标志物捕获芯片的进液口处缓慢滴加标志物溶液400 μL，观察磁场捕获区内的线条。如图10所示，若白色线条则抗原检测结果为阳性，如图11所示，若没有白色线条出现则为阴性。
实施例2
本实施例提供一种磁调控标志物捕获芯片，其具体制备方法如下：
(1)利用微米级铣床加工有机玻璃毛坯，得到和实施例1结构相同的芯片基体以及盖板；
(2)通过图案化湿法刻蚀技术加工软磁带材：在厚度为30μm的在软磁带材1J46上表面旋涂S1811光刻胶，匀胶参数为4500rpm，在95℃条件下前烘5min，以140mJ/cm2的能量参数图案化光刻曝光，在101℃条件下后烘10min，用MF 312显影液显影40～60s后在去离子水中清洗。配制刻蚀液按照质量比HCl:H2O2:H2O＝1:5:25先后将H2O2和HCl加入到去离子水中配制酸性刻蚀液，用玻璃棒缓慢搅匀。用刻蚀液缓慢冲刷附着光刻胶的软磁带材，直至其表面未被光刻胶保护的软磁带材部分被刻蚀完全；
(3)将软磁带材嵌入软磁带材放置区固定，然后在磁铁放置区内固定磁铁，得到所述芯片，其中磁铁与软磁带材间距为1.2mm，软磁带材与流道底部间距为120μm。
本实施例还提供一种标志物快速检测方法，使用上述磁调控标志物捕获芯片，具体方法如下：
(1)取1.2μL浓度为10mg/mL的N抗体磁珠，加入PBS缓冲液稀释成15μL的N抗体磁珠溶液；取5μL浓度为1.5mg/mL的S抗体聚苯乙烯微球，加入PBS缓冲液稀释成1600μL的S抗体聚苯乙烯微球溶液；将N 抗体磁珠溶液滴入S抗体聚苯乙烯微球溶液，缓慢摇晃均匀，再向所得混合液中加入15μL待测样本，控制环境温度为22℃，在摇床上孵育30min，摇床转速参数设置为600rpm，得到标志物溶液；
(2)在磁调控标志物捕获芯片的进液口处缓慢滴加标志物溶液200 μL，观察磁场捕获区内的线条。若白色线条则抗原检测结果为阳性，若没有白色线条出现则为阴性。
实施例3
本实施例提供一种磁调控标志物捕获芯片，其具体制备方法如下：
(1)利用微米级铣床加工有机玻璃毛坯，得到芯片基体，结构如图7-9 所示，所述芯片基体内设置有进液口1和储液区4，所述进液口1和储液区 4通过流道2联通，所述流道2的深度为120μm，在流道旁还设置有用于安装比色卡的比色卡放置区7；所述芯片基体的另一侧设置有用于放置软磁带材的软磁带材放置区6以及用于放置磁铁的磁铁放置区5；
(2)通过图案化湿法刻蚀技术加工软磁带材：在厚度为40μm的软磁带材1J46上表面旋涂S1811光刻胶，匀胶参数为4500rpm，在94℃条件下前烘5min，以150mJ/cm2的能量参数图案化光刻曝光，在105℃条件下后烘10min，用MF 312显影液显影50s后在去离子水中清洗。配制刻蚀液按照质量比HCl:H2O2:H2O＝1:5:26先后将H2O2和HCl加入到去离子水中配制酸性刻蚀液，用玻璃棒缓慢搅匀。用刻蚀液缓慢冲刷附着光刻胶的软磁带材，直至其表面未被光刻胶保护的软磁带材部分被刻蚀完全；
(3)将软磁带材嵌入软磁带材放置区6固定，然后在磁铁放置区5内固定磁铁，在比色卡放置区7内放置比色卡，如图9所示所述软磁带材和磁铁共同作用在流道上形成磁场捕获区3，并在磁场捕获区3对应的芯片基体表面设置放大镜8，得到所述芯片，其中磁铁与软磁带材间距为1.5mm，软磁带材与流道底部间距为150μm。
本实施例还提供一种标志物快速检测方法，使用上述磁调控标志物捕获芯片，具体方法如下：
(1)取1.5μL浓度为10mg/mL的N抗体磁珠，加入PBS缓冲液稀释成15μL的N抗体磁珠溶液；取5μL浓度为1.5mg/mL的S抗体红色聚苯乙烯微球，加入PBS缓冲液稀释成1500μL的S抗体聚苯乙烯微球溶液；将N抗体磁珠溶液滴入S抗体聚苯乙烯微球溶液，缓慢摇晃均匀，再向所得混合液中加入15μL待测样本，控制环境温度为22℃，在摇床上孵育30 min，摇床转速参数设置为550rpm，得到标志物溶液；
(2)在磁调控标志物捕获芯片的进液口处缓慢滴加标志物溶液200 μL，观察磁场捕获区内的线条。若白色线条则抗原检测结果为阳性，若没有白色线条出现则为阴性。
对比例1
本对比例提供一种磁调控标志物捕获芯片，和实施例1的唯一区别在于，软磁带材和流道底部的距离为70μm。
对比例2
本对比例提供一种磁调控标志物捕获芯片，和实施例1的唯一区别在于，软磁带材和流道底部的距离为160μm。
对比例3
本对比例提供一种磁调控标志物捕获芯片，和实施例1的唯一区别在于，磁铁和软磁带材的距离为1.6mm。
对比例4
本对比例提供一种磁调控标志物捕获芯片，和实施例1的唯一区别在于，磁铁和软磁带材的距离为0.9mm。
试验例1
选取浓度为5000copies/mL的COVID-19假病毒，溶剂为DMEM完全培养基的溶液作为阳性样本，DMEM完全培养基作为阴性样本，采用实施例1-3的检测方法进行检测，每组样本各重复10次，其正确率均为100％，说明本发明检测方法具有极高的准确性和稳定性。
对对比例1-4使用和实施例1同样的标志物溶液进行检测，其中对比例 1中由于软磁带材和流道底部的距离过小，软磁带材本身的颜色会透过 PMMA影响显色，使得最终检测结果不准确；对比例2中由于软磁带材和流道底部的距离过大，软磁带材的捕获效率影响会随着距离的增加成指数形式下降，无法进行检测；对比例3中由于磁铁和软磁带材的距离过大，软磁带材磁化效果不足，捕获力不足，无法进行检测；对比例4中由于磁铁和软磁带材的距离过小，磁铁本身的捕获磁场导致磁珠聚集，但磁珠聚焦位点分散，显色区与变大，但显色变浅，难以辨识。
试验例2
使用实施例3的方法制备4个同样的芯片，选取浓度为5000、4000、 3000、2000copies/mL的COVID-19假病毒，溶剂为DMEM完全培养基的溶液作为待测样本，采用实施例3的测试方法进行检测，即假病毒浓度为从500copies/mL至200copies/mL。检测结果如图12(a)～(d)所示，其中图12(a、b)显色明显，(c、d)显色不明显，证明该抗原检测方法精确度最低至少为400copies/mL。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种磁调控标志物捕获芯片，包括芯片基体，所述芯片基体内设置有进液口和储液区，所述进液口和储液区连通，液体通过进液口通入储液区，其特征在于，所述芯片基体内还设置有软磁带材，所述软磁带材背向芯片基体的一面设置有磁铁，所述软磁带材和磁铁共同作用在进液口和储液区的连通处形成磁场捕获区；
所述软磁带材通过图案化湿法刻蚀技术加工。
2.根据权利要求1所述的捕获芯片，其特征在于，所述进液口和储液区通过流道联通，所述的流道深度为100～140μm，所述软磁带材和流道底部的距离为80～150μm，所述磁铁和软磁带材的距离为1～1.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的捕获芯片，其特征在于，所述芯片基体为常用透明材料，包括所有可利用铣床或浇筑成形的固体透明材料；所述磁铁为常用标号磁铁。
4.权利要求1-3任一项所述的磁调控标志物捕获芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
对有机玻璃毛坯进行加工，得到芯片基体；
通过图案化湿法刻蚀技术加工软磁带材；
依次在芯片基体上安装软磁带材和磁铁，得到所述芯片。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述软磁带材的加工方法为，在软磁带材上表面旋涂光刻胶，前烘后进行图案化光刻曝光，后烘后进行显影并冲洗，最后使用刻蚀液冲刷，得到加工后的软磁带材；
所述软磁带材为铁、钴、镍氧化物合金，厚度为20～40μm；
所述的光刻胶包括但不限于S1811、S1813、S1818光刻胶中的一种。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述旋涂的匀胶参数为4500rpm；所述前烘为在93～95℃下前烘5min；
所述图案化光刻曝光的能量参数为130～160mJ/cm2；
所述后烘为在100～105℃下后烘10min；
所述显影为使用MF 312显影液显影40～60s；
所述刻蚀液中，HCl、H2O2和H2O的质量比为1:4～5:25～28。
7.权利要求1-3任一项所述的磁调控标志物捕获芯片的应用，其特征在于，应用于标志物快速检测。
8.一种标志物快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
配置标志物溶液；
将标志物溶液滴入权利要求1-3任一项所述的磁调控标志物捕获芯片的进液口；
观察磁场捕获区内的线条。
9.根据权利要求8所述的标志物快速检测方法，其特征在于，所述标志物溶液的配置方法为：
将N抗体磁珠溶液和S抗体聚苯乙烯微球溶液混合，加入待测样本孵育，得到所述标志物溶液。
10.根据权利要求9所述的标志物快速检测方法，其特征在于，所述N抗体磁珠溶液的浓度为0.2～0.7mg/mL，溶剂为PBS缓冲液；所述S抗体聚苯乙烯微球溶液的浓度为0.0025～0.005mg/mL，溶剂为PBS缓冲液；所述待测样本的溶剂为DMEM完全培养基；
所述N抗体磁珠溶液、S抗体聚苯乙烯微球溶液和待测样本的体积比为1:95～103:1～1.2；
所述孵育温度为22～25℃，在摇床上孵育30～35min，摇床转速500～600rpm。
CN202211191591.6A 2022-09-28 2022-09-28 磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法 Active CN115575629B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211191591.6A CN115575629B (zh) 2022-09-28 2022-09-28 磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211191591.6A CN115575629B (zh) 2022-09-28 2022-09-28 磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115575629A true CN115575629A (zh) 2023-01-06
CN115575629B CN115575629B (zh) 2023-08-29

Family

ID=84582710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211191591.6A Active CN115575629B (zh) 2022-09-28 2022-09-28 磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115575629B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070181466A1 (en) * 2005-11-09 2007-08-09 Wang Shan X Magnetic sifter
US20090325192A1 (en) * 2008-01-10 2009-12-31 Hrair Kirakossian Rapid particle detection assay
CN102854304A (zh) * 2012-07-06 2013-01-02 武汉大学 一种基于微流控芯片的病原体检测方法
CN103869060A (zh) * 2014-03-07 2014-06-18 复旦大学附属中山医院 基于磁珠和微流控芯片的循环肿瘤干细胞检测试剂盒
US20140242603A1 (en) * 2013-02-26 2014-08-28 Glenn Yaguang Deng Methods and apparatus for target cell magnetic enrichment, isolation and biological analysis
US20180299407A1 (en) * 2015-11-10 2018-10-18 Tdk Corporation Biosensor, method for detecting biomolecules, and biochip
CN110988332A (zh) * 2019-11-22 2020-04-10 四川朴澜医疗科技有限公司 一种多色荧光微流控芯片检测方法和实现此方法的微流控芯片
JP2020091131A (ja) * 2018-12-03 2020-06-11 Tdk株式会社 磁気検出装置及び移動体検出装置
CN113514488A (zh) * 2021-04-30 2021-10-19 扬州大学 一种基于酶调控纳米颗粒自组装的微流控磁弛豫传感检测方法
WO2022061528A1 (zh) * 2020-09-22 2022-03-31 中国科学院深圳先进技术研究院 一种磁分选微流控芯片及其制作方法
CN114262665A (zh) * 2021-12-28 2022-04-01 沈阳普日软件技术有限公司 一种基于磁调控的全自动细胞分离装置
CN114613584A (zh) * 2022-03-18 2022-06-10 清华大学 一种软磁材料和软磁带材的刻蚀方法
CN115236326A (zh) * 2022-07-25 2022-10-25 清华大学 基于抗原抗体快速检测的磁控芯片及其制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070181466A1 (en) * 2005-11-09 2007-08-09 Wang Shan X Magnetic sifter
US20090325192A1 (en) * 2008-01-10 2009-12-31 Hrair Kirakossian Rapid particle detection assay
CN102854304A (zh) * 2012-07-06 2013-01-02 武汉大学 一种基于微流控芯片的病原体检测方法
US20140242603A1 (en) * 2013-02-26 2014-08-28 Glenn Yaguang Deng Methods and apparatus for target cell magnetic enrichment, isolation and biological analysis
CN103869060A (zh) * 2014-03-07 2014-06-18 复旦大学附属中山医院 基于磁珠和微流控芯片的循环肿瘤干细胞检测试剂盒
US20180299407A1 (en) * 2015-11-10 2018-10-18 Tdk Corporation Biosensor, method for detecting biomolecules, and biochip
JP2020091131A (ja) * 2018-12-03 2020-06-11 Tdk株式会社 磁気検出装置及び移動体検出装置
CN110988332A (zh) * 2019-11-22 2020-04-10 四川朴澜医疗科技有限公司 一种多色荧光微流控芯片检测方法和实现此方法的微流控芯片
WO2022061528A1 (zh) * 2020-09-22 2022-03-31 中国科学院深圳先进技术研究院 一种磁分选微流控芯片及其制作方法
CN113514488A (zh) * 2021-04-30 2021-10-19 扬州大学 一种基于酶调控纳米颗粒自组装的微流控磁弛豫传感检测方法
CN114262665A (zh) * 2021-12-28 2022-04-01 沈阳普日软件技术有限公司 一种基于磁调控的全自动细胞分离装置
CN114613584A (zh) * 2022-03-18 2022-06-10 清华大学 一种软磁材料和软磁带材的刻蚀方法
CN115236326A (zh) * 2022-07-25 2022-10-25 清华大学 基于抗原抗体快速检测的磁控芯片及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115575629B (zh) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105807057B (zh) 一种捕获和鉴定循环肿瘤细胞同步进行的方法
CN102224410B (zh) 用于测试分析物的成像分析仪
CN102854304B (zh) 一种基于微流控芯片的病原体检测方法
CN105689028B (zh) 用于免疫微球单一分布的微流体芯片、方法及其应用
CN104624259B (zh) 一种简易、高通量微流控化学发光纸芯片的制备及应用
CN101310025A (zh) 分析物富集的系统和方法
CN111796104A (zh) 一种外泌体检测分型微流控芯片及外泌体检测分型方法
CN102147414A (zh) 基于纳米探针的微流体芯片检测微量蛋白的方法
CN104471380A (zh) 分析装置以及分析方法
CN106661238A (zh) 树脂‑金属复合体、标记物质、免疫学的测定法、免疫学的测定用试药、分析物的测定方法、分析物测定用套组以及侧流型色谱用测试条
WO2022100517A1 (zh) 细胞分析方法和系统及定量方法和系统
US10620197B2 (en) Magnetic microchip having graph code as well as preparation method and application thereof
CA1300499C (en) Water-insoluble reagent, elements containing same and methods of use
CN115575629A (zh) 磁调控标志物捕获芯片及制备方法和标志物快速检测方法
CN112014369B (zh) 超灵敏数字层析快速检测分析物的系统及方法
CN109507422A (zh) 基于聚合物和多层金属纳米粒子修饰的光学微流控芯片
CN211402400U (zh) 一种外泌体鉴定装置
CN209590052U (zh) 微孔膜截留集聚生化检测装置
CN109752539A (zh) 一种黑色素肿瘤细胞联合定量检测卡及其制备方法和使用方法
US20230273197A1 (en) Carrier system and method
US20230221319A1 (en) A Method, A System, An Article, A Kit And Use Thereof For Biomolecule, Bioorganelle, Bioparticle, Cell And Microorganism Detection
CN111001450B (zh) 一种基于琼脂糖的外泌体富集微流控芯片及制备方法
CN106370843A (zh) 基于金磁免疫层析的瘦肉精快速测定方法
CN110221083A (zh) 一种外泌体鉴定装置及外泌体鉴定方法
CN100516880C (zh) 一种快速检测食品、农副产品中兽药残留物的检测方法

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