CN117065816A - 一种微流控芯片及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种微流控芯片及其检测方法,所述微流控芯片包括基片、盖片以及由基片和盖片围合形成的微通道,所述微通道包括缓冲液加样区、反应区和控制区,所述缓冲液加样区、反应区、控制区沿长度方向依次连通,所述控制区内设置有可移动的吸水性材料,所述吸水性材料能够接触或远离反应区,并且其中,所述反应区包括标记区、检测区和样本加样区,所述检测区、样本加样区均设置在所述标记区的同一侧。样本在微通道内的流动距离减少,减少了样本的用量,并且直接加入样本即可与检测区反应,待样本在检测区反应后再使用缓冲液推动信号例子,避免了使用缓冲液直接推动样本对样本的稀释,检测结果更准确,适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及体外诊断技术领域,具体涉及一种微流控芯片及其检测方法。
背景技术
微流控芯片是微流控技术实现的主要平台,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块很小的芯片上。通过微通道自动完成分析全过程,用以实现常规化学或生物实验室的各种功能。微流控芯片具有体积轻巧、使用样品及试剂量少,且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点,在生物、化学、医学等领域有着的巨大潜力,近年来已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
微流控芯片一般会加入固定体积的反应液,利用其特殊结构,通过毛细作用实现加样后样本在微通道流动最后到达废液区从而完成自动反应过程,再配合光学分析仪进行检测从而对检测结果进行分析。
已知的微流控芯片,加样孔与缓冲液孔通常均设置在标记区的上游,而标记区设置在检测区的上游,所以样本通过加样孔后会先经过标记区反应,然后再进入检测区,对于粘稠度高的样本,无法通过自身推动标记区的信号分子到检测区,就需要后续的缓冲液推动,但该方法会稀释样本,造成检测结果的不准确,同时样本中含有的其他物质也可能会对标记区的信号分子造成干扰。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种微流控芯片及其检测方法,用于解决上述背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的,本发明提出一种微流控芯片,包括基片、盖片以及由基片和盖片围合形成的微通道,所述微通道包括缓冲液加样区、反应区和控制区,所述缓冲液加样区、反应区、控制区沿长度方向依次连通,所述控制区内设置有可移动的吸水性材料,所述吸水性材料能够接触或远离反应区,并且其中,所述反应区包括标记区、检测区和样本加样区,所述检测区、样本加样区均设置在所述标记区的同一侧。
在一些示例中,所述盖片沿长度方向设置有凹槽,所述凹槽与所述基片合围形成所述微通道。
在一些示例中,所述检测区沿长度方向依次设置有检测位点和质控位点,所述检测位点和质控位点的数量为一个或多个。
在一些示例中,所述标记区包括信号分子标记的抗体\抗原,所述检测区的检测位点包被有能够与靶分析物结合的抗体\抗原,靶分析物能够与标记区、检测位点的抗体\抗原同时结合形成双抗原\抗体夹心复合物,所述检测区的质控位点包被有能够与标记区的信号分子标记的抗体\抗原结合的抗体\抗原。
在一些示例中,所述控制区的、与所述反应区相反的一侧设置有制动孔,所述制动孔为贯穿所述基片和盖片的长方形通孔,并且至少部分延伸至控制区中的吸水性材料,其中,所述吸水性材料远离反应区一端设置通孔,所述通孔在所述制动孔内。
在一些示例中,所述缓冲液加样区设置有将所述盖片上下表面相连通的缓冲液孔,所述样本加样区设置有将所述盖片上下表面相连通的加样孔。
在一些示例中,所述样本加样区和所述标记区分别设置在所述检测区的两侧。
在一些示例中,所述样本加样区设置在所述标记区与所述检测区之间。
在一些示例中,所述信号分子标记的抗原\抗体为信号分子标记的抗原\抗体分子。
另一方面,本发明还提出一种微流控芯片的检测方法,应用如前所述的微流控芯片进行检测,所述方法包括至少如下步骤:
将样本通过样本加样区加入微通道内,并且使吸水性材料远离反应区;
待样本在毛细作用下反向流过检测区且满足第一判断条件后,移动吸水性材料接触反应区,将多余样本吸至断流,并且使滞留在微通道内的样本与检测区反应;然后,吸水性材料脱离或者继续接触反应区;
反应第二时间段后,将缓冲液通过缓冲液加样区加入微通道内,缓冲液在毛细作用下经过标记区,将标记区的信号分子包被的抗原\抗体冲刷后进入检测区,当反应区通道内的信号分子与样本汇合后,移动控制区内的吸水性材料接触反应区,将多余的样本通过吸水性材料吸附到控制区,
待通道内多余样本被吸水性材料吸走、标记区的信号分子溶解布满反应区通道后,移动吸水性材料远离反应区,使吸水性材料断开与反应区通道的接触;
反应第三时间段后,移动控制区内的吸水性材料接触检测区,将多余的包括信号分子的液体通过吸水性材料吸附到控制区;
测定检测区的信号值。
在一些示例中,所述第一判断条件包括:经过第一时间段或样本液体量大于等于预定量或检测区的信号分子的信号强度大于等于阈值。
在一些示例中,所述第一时间段在0至60秒范围内,所述预定量在15µL至50µL范围内,所述阈值高于芯片合理背景范围。对于不同的信号分子和相应的检测设备而言,信号强度的范围不同,本文所指的合理背景范围指的是大于背景信号的强度,也即明显显示有相应的信号分子强度。
在一些示例中,所述第二时间段在10秒至300秒范围内,所述第三时间段在30秒至5分钟范围内。
通过上述技术方案得到的一种微流控芯片及其检测方法,其有益效果是:
1、由于样本加样区距离检测区更近,样本在微通道内的流动距离减少,减少了样本的用量,并且直接加入样本即可与检测区反应,待样本在检测区反应后再使用缓冲液推动信号分子,避免了使用缓冲液直接推动样本而对样本的稀释,灵敏度高,检测结果更准确。
2、可以直接对全血或粘稠度高的样本进行检测,样本适用范围广。通过缓冲液推动标记区的信号分子进入到反应区,而不是通过样本直接推动,避免了全血或粘稠度高的样本附着在通道表面对通道的污染,影响后续检测的准确性。
3、多余的样本在反应区反应后被吸水性材料吸附干净,避免了样本中存在的其他物质对信号分子的影响。
4、可以克服免疫反应的倒钩效应,避免了某些样本的靶分析物含量过高(远高于信号分子标记的抗原\抗体的数量),导致靶分析物占满整个反应区的反应位点,而靶分析物与信号分子结合的免疫复合物无法或极少与检测区的抗原\抗体反应,使检测区无法准确检测出信号值,影响检测结果的准确性。
附图说明
图1是根据本发明至少一实施例的微流控芯片的结构示意图;
图2为根据本发明至少一实施例的微流控芯片的剖面结构示意图;
图3是根据本发明另一实施例的微流控芯片的结构示意图。
图中,1-基片;2-盖片;3-微通道;4-吸水性材料;31-缓冲液加样区;32-反应区;33-控制区;321-标记区;322-检测区;323-样本加样区。
具体实施方式
已知的微流控芯片,由于加样孔设置在标记区的上游,所以样本通过加样孔后会先经过标记区反应,然后再进入检测区,对于粘稠度高的样本,无法通过自身推动标记区的信号分子到检测区,就需要后续的缓冲液推动,但该方法会稀释样本,造成检测结果的不准确,同时样本中含有的其他物质也可能会对标记区的信号分子造成干扰。
此外,免疫反应的倒钩效应也是亟需解决的问题。倒钩效应,即HOOK效应,是指由于抗原抗体比例不合适而导致假阴性的现象,检测信号强度随着抗原浓度增加反而出现减少,这是因为靶分析物占满整个反应区的反应位点,而靶分析物与信号分子结合的免疫复合物无法或极少与检测区的抗原\抗体反应,使检测区无法准确检测出信号值。
针对现有技术的缺陷,本发明提出一种新颖的微流控芯片及其检测方法。下面结合附图来对本发明进行详细说明。这里,需要注意的是,在附图中,将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分,并且将省略关于它们的重复描述。
与附图所展示的实施例相比,本发明保护范围内的可行实施方案可以具有更少的部件、具有附图未展示的其他部件、不同的部件、不同地布置的部件或不同连接的部件等。此外,在不脱离本发明的理念的情况下,附图中两个或更多个部件可以在单个部件中实现,或者附图中所示的单个部件可以实现为多个分开的部件。
如图1至图2所示,根据本发明至少一实施例的一种微流控芯片,包括基片1、盖片2以及由基片1和盖片2围合形成的微通道3,所述盖片2沿其长度方向L设置的凹槽与基片1合围形成微通道,所述微通道3包括缓冲液加样区31、反应区32、控制区33,所述缓冲液加样区31、反应区32、控制区33从左到右沿长度方向L依次连通,所述控制区33内设置有可移动的吸水性材料4,所述吸水性材料4能够被移动以接触或远离反应区32,可以根据需要在适合的时间内移动至与反应区32接触,以吸附微通道3内多余的样本,所述反应区32包括标记区321、检测区322和样本加样区323,所述检测区322、样本加样区323均设置在所述标记区321的同一侧(如图1所示,标记区321的右侧),使样本通过样本加样区33进入微通道后,首先流入检测区32。
需要说明的是,附图中的长度方向L是指沿微流控芯片的长度的方向,在图中示例性地为水平向右方向。
具体的,所述检测区322上从左到右沿长度方向L依次设置有检测位点和质控位点,所述检测位点、质控位点的数量为一个或多个,检测位点用于检测靶分析物的存在或浓度,质控位点用于校验反应的有效性。
具体的,所述标记区321包括信号分子标记的抗体\抗原,所述检测区322的检测位点包被有能够与靶分析物结合的抗体\抗原,靶分析物能够与标记区321、检测位点的抗体\抗原同时结合形成双抗原\抗体夹心复合物,所述检测区322的质控位点包被有能够与标记区信号分子标记的抗体\抗原结合的抗体\抗原。
所述控制区33右侧设置有可以至少部分延伸至控制区33接触吸水性材料4的制动孔331,所述制动孔331为贯穿所述基片1和盖片2的长方形通孔,所述吸水性材料4远离反应区32一端的通孔设置在所述制动孔331内,以允许控制吸水性材料4的移动。例如,可以将制动机关插入制动孔331并穿过吸水性材料4上的通孔,从而通过控制带动制动机关的移动或控制微流控芯片的移动从而控制吸水性材料4的移动。
所述吸水性材料4可采用聚酯纤维、吸水性树脂、吸水明胶、造纸木浆或其他具有吸水性特点的材料。
所述缓冲液加样区31设置有将所述盖片2上下表面相连通的缓冲液孔,所述样本加样区323设置有将所述盖片2上下表面相连通的加样孔。缓冲液和样本可以分别通过缓冲液孔和加样孔加入微通道3内。
样本加样区323和标记区321分别设置在所述检测区322的两侧,因此样本通过样本加样区323或加样孔进入微通道3内后,如图1所示,由于毛细作用向左流动到检测区322,与检测区322结合,多余的样本可以被吸水性材料4吸附。
替代地,如图3所示,所述样本加样区323也可以设置在所述标记区与所述检测区322之间,样本通过样本加样区323或加样孔进入微通道3内后,由于毛细作用向微通道3左右两端移动,向右流动时流动检测区322,待反应结束后用吸水性材料4吸附多余的样本,但该结构需要控制样本加入的含量,使样本正好与检测区322结合,而不与标记区321结合。
示例性地,信号分子标记的抗原\抗体可以为信号分子标记的抗原\抗体。信号分子例如可以是荧光蛋白、荧光染料、荧光微球,或者纳米粒子,如量子点。
另一方面,本发明还提供一种微流控芯片的检测方法,应用如前所述的微流控芯片进行检测,所述方法包括至少如下步骤:
1)将样本通过样本加样区323加入微通道3内,并且使吸水性材料4远离反应区32;
2)等待第一时间段,待样本在毛细作用下反向流过检测区322后,移动吸水性材料4接触反应区32,将多余样本吸至断流,并且使滞留在微通道3内的样本与检测区322反应;
3)反应第二时间段后,将缓冲液通过缓冲液加样区31加入微通道3内,缓冲液在毛细作用下经过标记区321,将标记区321的信号分子包被的抗原\抗体冲刷后进入检测区322;当反应区32通道内的信号分子与样本汇合后,移动控制区33内的吸水性材料4接触反应区32,将多余的样本通过吸水性材料4吸附到控制区33;
4)待通道内多余样本被吸水性材料4吸走、标记区的信号分子溶解布满反应区32通道后,移动吸水性材料4远离反应区32,使吸水性材料4断开与反应区32通道的接触;
5)反应第三时间段后,移动控制区33内的吸水性材料4接触检测区322,将多余的包括信号分子的液体通过吸水性材料4吸附到控制区33;
6)最后,测定检测区322的信号值。示例性地,可以使用检测仪测定检测区的信号值,进行后续的分析(检测仪为常规技术,如荧光检测仪,与信号分子包被的抗原\抗体携带的信号一致即可)。
示例性地,第一时间段、第二时间段和第三时间段可以根据需求和样本情况进行调整。例如,第一时间段可以在0至60秒范围内,第二时间段可以在10秒至300秒范围内,第三时间段可以在30秒至5分钟范围内。
检测方法步骤还可以通过第一判断条件来确定何时移动吸水性材料4接触反应区32,将多余样本吸至断流。以上示例示出的是经过第一时间段。替代地,第一判断条件还可以包括样本液体量大于等于预定量,其中预定量在15µL至50µL范围内;或者检测区322的信号分子的信号强度大于等于高于芯片合理背景范围的阈值。
以下示出了多个应用本发明微流控芯片的实施例实验,以验证和说明本发明所声称的技术效果。
需要指出的是,本发明所提出的检测方法,由于所应用的芯片将检测区和样本加样区均设置在标记区的同一侧,因此区别于传统的微流控芯片的加样方式(即样本和缓冲液同时加入,又称“一步法”),本发明所提出的检测方法需要分别加入样本和缓冲液,并且加入样本后需要样本流入检测区,因此又可以称为“二步法”。以下所描述的实施例中,用一步法代指传统的微流控芯片(又称改进前芯片),用二步法代指本发明所提出的微流控芯片(又称改进后芯片)。
实施例1
实验目的:分别验证一步法和二步法微流控芯片是否能用全血做检测样本。
1、材料准备
改进前IgE微流控芯片1与改进后的IgE二步法微流控芯片2,改进后的二步法微流控芯片与改进前的一步法微流控芯片相比较,其控制区左侧0.5cm处的反应区通道上的盖片增加一个微型加样孔。上述均由山东迈微生物科技有限公司生产;
IgE临床全血样本S2由相关医院获得;
山东迈微生物科技有限公司生产的荧光免疫分析仪,计时器(如秒表)和移液器。
2、包被位点
包被点一位于检测区322检测位点,包被有IgE抗体;
包被点二位于检测区322质控位点,包被有二抗。
标记区321固定有干燥的IgE荧光标记配对抗体。
3、检测方法
3.1改进改进后的IgE二步法微流控芯片
改进后的IgE二步法微流控芯片平放在实验台上,将10µL全血样本加入到微型加样孔中,等待10秒,待全血样本反向流过质控位点和检测位点,此时使吸水性材料4接触通道将多余全血吸至断流,使滞留在通道内的全血样本与抗体反应90秒。在缓冲液孔中加入35µL羊血清作缓冲液,缓冲液与通道内全血汇合后用吸水性材料4吸水10秒。待通道内血液被吸走、信号分子溶解布满通道后断开吸水性材料4与通道的接触,反应2分钟后再次用吸水性材料4吸水2分钟后用荧光免疫分析仪对芯片进行判读,记录IgE样本的检测结果,每个样本重复检测3次,计录每个样本仪器判读质控位点和检测位点的信号值。
3.2改进前IgE微流控芯片
改进前IgE微流控芯片平放在实验台上,将35µL全血样本加入到微流控芯片加样孔中反应2分钟,然后使用吸水性材料4吸水3分钟然后用荧光免疫分析仪对芯片进行判读,记录IgE样本的检测结果。每个样本重复检测3次,计录每个样本仪器判读质控位点和检测位点的信号值。
4、结果
如表1所示,二步法微流控芯片2的IgE在6分钟时的检测信号值、质控位点峰值和检测位点峰值较为一致,一步法微流控芯片1的IgE在5分钟内由于全血对背景干扰较大导致检测结果无效、检测不出质控位点峰值。且检测位点值方面二步法高于一步法。
表1微流控芯片改进前后的样本检测结果
实验结论:采用二步法的检测结果明显优于一步法的结果。一步法加全血会导致溶血现象,背景污染发红,检测不出质控位点而导致检测结果无效;二步法样本先与抗体进行反应,而后再通过与缓冲液溶解的信号分子反应,可将通道内全血样本冲净,不污染背景。使用二步法测全血样本可行而一步法不可行。
实施例2
实验目的:对比验证一步法和二步法检测IgE血清样本是否出现倒钩效应。
1、材料准备
改进前IgE微流控芯片3与改进后的IgE二步法微流控芯片4,改进后的二步法微流控芯片与改进前的一步法微流控芯片相比较,其控制区左侧0.5cm处的反应区通道上的盖片增加一个微型加样孔。上述均由山东迈微生物科技有限公司生产;
IgE临床血清样本S3(浓度>5000ng/ml)由相关医院获得;
山东迈微生物科技有限公司生产的荧光免疫分析仪,计时器(如秒表)和移液器。
2、包被位点
包被点一位于检测区检测位点,包被有IgE抗体;
包被点二位于检测区质控位点,包被有二抗。
标记区固定有干燥的IgE荧光标记配对抗体。
3、检测方法
3.1改进改进后的IgE二步法微流控芯片
改进后的IgE二步法微流控芯片平放在实验台上,将10µL样本加入到微型加样孔中,等待5秒,待样本反向流过质控位点和检测位点,此时使吸水性材料4接触通道将多余样本吸至断流,使滞留在通道内的样本与抗体反应90秒。在缓冲液孔中加入35µL羊血清作缓冲液,缓冲液与通道内全血汇合后用吸水性材料4吸水10秒。待通道内残留样本被吸走、信号分子溶解布满通道后断开吸水性材料4与通道的接触,反应2分钟后再次用吸水性材料4吸水2分钟后用荧光免疫分析仪对芯片进行判读,记录IgE样本的检测结果,每个样本重复检测3次,计录每个样本仪器判读质控位点和检测位点信号值。
3.2改进前IgE微流控芯片
改进前IgE微流控芯片平放在实验台上,将35µL样本入到微流控芯片加样孔中2分钟,使用吸水性材料4吸水3分钟然后用荧光免疫分析仪对芯片进行判读,记录IgE样本的检测结果。每个样本重复检测3次,计录每个样本仪器判读质控位点和检测位点的信号值。
3.3用羊血清10倍稀释S3样本,并重复3.1(芯片6)和3.2(芯片5)的测试过程,进行相关数据的记录。
4、结果
如表2所示,对比芯片5和芯片3的检测结果,采用一步法检测,样本浓度升高10倍后,检测位点峰值反而降低,出现倒钩;对比芯片6和芯片4的检测结果,采用二步法检测,样本浓度升高10倍,检测位点峰值随之升高,没有出现倒钩。
表2微流控芯片改进前后的样本检测结果
实验结论:采用二步法检测高浓度样本不会出现倒钩,一步法则有倒钩出现。二步法比一步法检测结果更精确。
实施例3
1、材料准备
改进前IgE微流控芯片7与改进后的IgE二步法微流控芯片8,改进后的二步法微流控芯片与改进前的一步法微流控芯片相比较,其控制区左侧0.5cm处的反应区通道上的盖片增加一个微型加样孔。上述均由山东迈微生物科技有限公司生产;
IgE临床全血样本S1由相关医院获得;
山东迈微生物科技有限公司生产的荧光免疫分析仪,计时器(如秒表)和移液器。
2、包被位点
包被点一位于检测区322检测位点,包被有IgE抗体;
包被点二位于检测区322质控位点,包被有二抗。
标记区321固定有干燥的IgE荧光标记配对抗体。
3、检测方法
3.1改进改进后的IgE二步法微流控芯片
改进后的IgE二步法微流控芯片平放在实验台上,将6µL样本加入到微型加样孔中,计时30秒后,在缓冲液孔中加入35µL羊血清作缓冲液,缓冲液与通道内全血汇合后用吸水性材料4吸水10秒。待通道内血液被吸走、信号分子溶解布满通道后断开吸水性材料4与通道的接触,反应2分钟后再次用吸水性材料4吸水2.5分钟后用荧光免疫分析仪对芯片进行判读,记录IgE样本的检测结果,每个样本重复检测3次,计录每个样本检测位点的信号值,计算均值与偏差值。
3.2改进前IgE微流控芯片
改进前IgE微流控芯片平放在实验台上,将10µL样本用稀释液(含羊血清)稀释约10倍加入到微流控芯片加样孔中2分钟,使用吸水性材料4吸水3分钟然后用荧光免疫分析仪对芯片进行判读,记录IgE样本的检测结果。每个样本重复检测3次,计录每个样本检测位点的信号值,计算均值与偏差值。
4、结果
如表3所示,改进后的IgE二步法微流控芯片8的IgE在6分钟时的检测结果偏差都在3以内,改进前IgE微流控芯片7的IgE在5分钟时的检测结果偏差在7以内。且信号值方面二步法高于一步法。改进后的检测结果偏差明显小于改进前的结果。样本与抗体和信号分子之间反应顺序导致信号值不同,表明改进后芯片检测结果更精准、信号更强。
表3微流控芯片改进前后的样本检测结果
实施例4
1、材料准备
改进前四联测(RSV/FluA/FluB/COVID-19)微流控芯片9与改进后的四联测(测试项同上)二步法微流控芯片10,改进后的二步法微流控芯片与改进前的一步法微流控芯片相比较,其控制区左侧0.5cm处的反应区通道上的盖片增加一个微型加样孔。上述均由山东迈微生物科技有限公司生产;
RSV临床样本S1由相关医院获得;
山东迈微生物科技有限公司生产的荧光免疫分析仪,计时器(如秒表)和移液器。
2、包被位点
包被点一位于检测区322检测位点1,包被有RSV抗体;包被点二位于检测区322检测位点2,包被有FluA抗体;包被点三位于检测区322检测位点3,包被有FluB抗体;包被点四位于检测区322检测位点4,包被有COVID-19抗体;包被点五位于检测区322质控位点,包被有二抗。
荧光标记321区固定有干燥的荧光标记配对抗体。
3、检测方法
3.1改进后的四联测二步法微流控芯片
改进后的四联测二步法微流控芯片平放在实验台上,将35µL RSV样本加入到微型加样孔中,等待0秒,待RSV样本反向流过质控位点和检测位点,此时使吸水性材料4接触通道将多余样本吸至断流,使滞留在通道内的RSV样本与抗体反应90秒,待通道内样本被吸走、信号分子溶解布满通道后断开吸水性材料4与通道的接触,反应2分钟后再次用吸水性材料4吸水2.5分钟后用荧光免疫分析仪对芯片进行判读,记录RSV样本的检测结果。每个样本重复检测3次,计录每个样本检测位点1的信号值,计算均值与偏差值。
3.2改进前四联测微流控芯片
改进前四联测微流控芯片平放在实验台上,将35µL RSV样本加入到微流控芯片加样孔中等待2分钟,使样本滞留在通道内的样本与抗体反应,然后使用吸水性材料4吸水3分钟然后用荧光免疫分析仪对芯片进行判读,记录RSV样本的检测结果。每个样本重复检测3次,计录每个样本检测位点1的信号值,计算均值与偏差值。
4、结果
如表4所示,改进后的四联测二步法微流控芯片10的RSV在6分钟时的检测结果偏差都在3以内,改进前四联测微流控芯片9的RSV在5分钟时的检测结果偏差在4以内。且信号值方面二步法高于一步法。改进后的检测结果偏差小于改进前的结果。样本与抗体和信号分子之间反应顺序导致信号值不同,表明改进后芯片检测结果更精准、信号更强。
表4微流控芯片改进前后的样本检测结果
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案,然而本领域技术人员可理解的是,在不背离本发明理念的前提下,可以对上述具体实施例做出多种变型和改型。另外,也可以对本发明各个方面提出的各种技术特征、结构进行多种组合,而不超出本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (13)
1.一种微流控芯片,包括:
基片(1);
盖片(2);以及
由基片(1)和盖片(2)围合形成的微通道(3),
其特征在于,所述微通道(3)包括缓冲液加样区(31)、反应区(32)和控制区(33),所述缓冲液加样区(31)、反应区(32)、控制区(33)沿长度方向(L)依次连通,所述控制区(33)内设置有可移动的吸水性材料(4),所述吸水性材料(4)能够接触或远离反应区(32),并且
其中,所述反应区(32)包括标记区(321)、检测区(322)和样本加样区(323),所述检测区(322)、样本加样区(323)均设置在所述标记区(321)的同一侧。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述盖片(2)沿长度方向(L)设置有凹槽,所述凹槽与所述基片(1)合围形成所述微通道(3)。
3.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述检测区(322)沿长度方向(L)依次设置有检测位点和质控位点,所述检测位点和质控位点的数量为一个或多个。
4.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述标记区(321)包括信号分子标记的抗体\抗原,所述检测区(322)的检测位点包被有能够与靶分析物结合的抗体\抗原,靶分析物能够与标记区(321)、检测位点的抗体\抗原同时结合形成双抗原\抗体夹心复合物,所述检测区(322)的质控位点包被有能够与标记区(321)的信号分子标记的抗体\抗原结合的抗体\抗原。
5.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述控制区(33)的、与所述反应区(32)相反的一侧设置有制动孔(331),所述制动孔(331)为贯穿所述基片(1)和盖片(2)的长方形通孔,并且至少部分延伸至控制区(33)中的吸水性材料(4),其中,所述吸水性材料(4)远离反应区一端设置通孔,所述通孔在所述制动孔(331)内。
6.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述缓冲液加样区(31)设置有将所述盖片(2)上下表面相连通的缓冲液孔,所述样本加样区(323)设置有将所述盖片(2)上下表面相连通的加样孔。
7.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述样本加样区(323)和所述标记区(321)分别设置在所述检测区(322)的两侧。
8.根据权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于,所述样本加样区(323)设置在所述标记区(321)与所述检测区(322)之间。
9.根据权利要求4所述的微流控芯片,其特征在于,所述信号分子标记的抗原\抗体为信号分子标记的抗原\抗体。
10.一种微流控芯片的检测方法,其特征在于,应用如权利要求1至9中任一项所述的微流控芯片进行检测,所述方法包括至少如下步骤:
将样本通过样本加样区(323)加入微通道(3)内,并且使吸水性材料(4)远离反应区(32);
待样本在毛细作用下反向流过检测区(322)且满足第一判断条件后,移动吸水性材料(4)接触反应区(32),将多余样本吸至断流,并且使滞留在微通道(3)内的样本与检测区(322)反应;然后,吸水性材料(4)脱离或者继续接触反应区(32);
反应第二时间段后,将缓冲液通过缓冲液加样区(31)加入微通道(3)内,缓冲液在毛细作用下经过标记区(321),将标记区(321)的信号分子包被的抗原\抗体冲刷后进入检测区(322),当反应区(32)通道内的信号分子与样本汇合后,移动控制区(33)内的吸水性材料(4)接触反应区(32),将多余的样本通过吸水性材料(4)吸附到控制区(33),
待通道内多余样本被吸水性材料(4)吸走、标记区(321)的信号分子溶解布满反应区(32)通道后,移动吸水性材料(4)远离反应区(32),使吸水性材料(4)断开与反应区(32)通道的接触;
反应第三时间段后,移动控制区(33)内的吸水性材料(4)接触检测区(322),将多余的包括信号分子的液体通过吸水性材料(4)吸附到控制区(33);
测定检测区(322)的信号值。
11.根据权利要求10所述的检测方法,其特征在于,所述第一判断条件包括:经过第一时间段或样本液体量大于等于预定量或检测区(322)的信号分子的信号强度大于等于阈值。
12.根据权利要求11所述的检测方法,其特征在于,所述第一时间段在0至60秒范围内,所述预定量在15µL至50µL范围内。
13.根据权利要求10或11所述的检测方法,其特征在于,所述第二时间段在10秒至300秒范围内,所述第三时间段在30秒至5分钟范围内。
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