CN117074672B - 基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器及制备方法，属于病毒检测技术领域；解决了现有磁弹性传感器在病毒检测中存在的检测装置复杂、成本昂贵等问题；传感器包括微流控系统和检测系统，微流控系统包括微流控腔体，微流控腔体外侧为PDMS衬底薄膜，微流控腔体内部固化有导电线圈，导电线圈中心固定有反应腔，反应腔内用于放置磁致伸缩免疫传感芯片，反应腔两侧连接有进样口和出样口；检测系统包括检测电路板，检测电路板的输入端分别与导线线圈的两端相连，检测电路板还通过导线连接有显示屏；本发明应用于病毒检测。
Description
技术领域
本发明提供了一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器及制备方法，属于病毒检测技术领域。
背景技术
生化传感技术发展迅速，在环境监测、临床医学和畜牧业等领域发挥着不可或缺的重要作用。磁弹性传感器（又称为磁致伸缩传感器）具有高灵敏度、低成本、非接触测量和不需要电源等诸多优点，获得了越来越广泛的关注，尤其是在生物传感器领域。设计高性能的磁弹性传感器并将其应用于病毒检测中具有重要的现实意义和实用价值。
但是现有的磁弹性传感器集成度低，样本需求量大，线圈与芯片分离，检测装置复杂，不利于现场即时检测，并且大多采用大型分析仪器设备，成本昂贵。此外，样品暴露在空气中，会对环境产生一定的污染，气溶胶的扩散使得后续的样本检测容易出现假阳性。且目前关于微流控技术和磁弹性传感技术相结合的研究报道较少，现有的文献报道使用光刻技术在衬底位置制作方形导电线圈的工艺方法，但是采用该方法制备的线圈产生的磁场强度较小，同时线圈的利用率较低。
发明内容
本发明为了解决现有磁弹性传感器在病毒检测中存在的检测装置复杂、成本昂贵等问题，提出了一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器及制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，包括微流控系统和检测系统，所述微流控系统包括微流控腔体，所述微流控腔体外侧为PDMS衬底薄膜，所述微流控腔体内部固化有导电线圈，所述导电线圈中心固定有反应腔，所述反应腔内用于放置磁致伸缩免疫传感芯片，所述反应腔两侧连接有进样口和出样口；
所述检测系统包括检测电路板，所述检测电路板的输入端分别与导线线圈的两端相连，所述检测电路板还通过导线连接有显示屏。
所述导电线圈顶部还设置有密封盖。
所述导电线圈通过PDMS预置液固化在微流控腔体内。
所述微流控系统通过3D打印技术制成的模具进行制作。
所述导电线圈具体采用铜丝线圈。
所述磁致伸缩免疫传感芯片是通过在传感芯片上修饰抗体得到的。
一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器的制备方法，包括如下步骤：
S1：模具的制备：使用软件将微流控系统制备需要的模具立体图形画好，使用3D打印设备将模具打印出来，微流控系统制备需要的模具包括模具1、模具2、圆柱模具、长方体模具、封盖模具和衬底模具；
S2：制备PDMS预置液，用导电线圈将圆柱模具紧密缠绕至设定高度，并将导电线圈的两端在圆柱模具的顶端引出；
S3：根据模具制备微流控系统：
S3.1：将缠有线圈的圆柱固定在模具2的固定口处，之后将其一起放在模具1中；
S3.2：在装配好的模具2中加入上述配置好的PDMS预置液，使PDMS预置液没过线圈顶部；
S3.3：固化PDMS；
S3.4：将圆柱模具抽出，此时线圈留在了PDMS中，之后将长方体放在圆柱模具形成的圆柱形空腔内，将两个模具之间的空隙用PDMS预置液填充满，固化，之后将长方体模具抽出；
S3.5：将固化的PDMS微流控系统脱模；
S3.6：用衬底模具制备衬底薄膜；
S3.7：用PDMS预置液当作粘合剂将S3.5中形成的微流控系统和S3.6中形成的衬底薄膜粘合在一起；
S3.8：用封盖模具制作封盖；
S4：在传感芯片上进行抗体修饰，制备得到磁致伸缩免疫传感芯片。
所述步骤S4中制备磁致伸缩免疫传感芯片的过程如下：
S4.1：利用超声波将已经溅射金的Metglas2826在去离子水中清洗，清洗完成后等待薄膜自然风干，然后将清洗过的传感芯片浸入到巯基乙胺溶液中，室温避光环境下放置一段时间后取出，形成自组装膜SAM；将形成了SAM的传感芯片从巯基乙胺溶液中取出，用移液器抽出巯基乙胺，并且加入PBS溶液浸泡，用于除去表面未完全固定的巯基乙胺；
S4.2：然后将抗体溶液用PBS溶液稀释，得到适当的抗体浓度，在室温下，将抗体溶液与包含有EDC和NHS的溶液混合震荡一段时间，使抗体中的羧基激活成NHS酯；
S4.3：最后，将传感芯片浸泡在活化后的抗体溶液中，在37℃环境下放置一段时间，使其与传感芯片的表面均匀结合；然后将修饰完抗体的传感芯片从抗体溶液中取出，并在PBS溶液中稀释，将泡有传感芯片的PBS溶液放置在37℃的环境中静置一段时间，以除去物理吸附在表面上的抗体，至此用于检测的磁致伸缩免疫传感芯片制备完成。
所述模具1具体为内部中空的长方体形状，底部开设有用于脱模的孔；
所述模具2具体为在长方体上开设有圆形腔，圆形腔两侧连接有圆管；
所述圆柱模具上设置有与圆形腔对应的凸起的小圆柱，所述长方体模具的顶部也设置有凸起的圆柱，两个凸起的圆柱分别与封盖模具内部的凹槽对应，其中圆柱模具的直径大于长方体模具的长度，圆柱模具与长方体模具上分别设置有与模具2上两个圆管相连的伸出端，使得固化后通过伸出端与两个圆管形成进样口和出样口；
所述衬底模具为与模具2中长方体对应的内部中空的长方体，能够将模具2放置在衬底模具内。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为：
1、本发明使用3D打印技术制备固化PDMS薄膜的模具，首次采用将导电铜线圈固化在PDMS微流控薄膜中的线圈集成方式，同时反应腔被固定在导电线圈中心。在检测时可以保证传感芯片在线圈的最中心且磁场强度最大的位置，同时固化在微流控薄膜的线圈与外界相隔离，减小了外界对线圈的各种干扰。本发明无需大型仪器设备，制备工艺简单，极大降低了制作成本以及减小了外界的污染和干扰。
2、基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，首次采用在导电线圈内部设计反应腔，并将反应腔的形状设计为长方体。设计微型的长方体反应腔，更加符合传感芯片的形状，利于传感芯片的检测，与微通道结合将加样、检测等集为一体，最终使整个检测集成小型化和自动化，污染少并且检测试剂消耗少，同时提高了检测结果的精确度。
3、本发明基于PDMS薄膜良好的柔韧性、Metglas2826优异的磁弹效应、铜线圈良好的导电性以及微流控技术的小样本、集成化，研制了基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器。它同时具有超灵敏、高特异性的传感性能以及集成度高、便携、成本低、耗时短、制备简易等优点。
4、磁弹性病毒快速检测传感器微型便携，可以进行实时现场检测，由于PDMS的良好柔韧性，微流控薄膜不会被轻易损坏，并且其线圈由于固化在内部的原因也不会受到影响。本发明拓展了传统微流控薄膜的功能和应用范围，制备方法简单易行，可批量化生产。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1-6为制备本发明微流控系统的模具结构示意图；
图7为本发明微流控系统的结构示意图；
图8为本发明在传感芯片上进行抗体修饰的流程图。
具体实施方式
如图1至图8所示，本发明提供了一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器，包括微流控系统和检测系统，所述微流控系统包括微流控腔体，所述微流控腔体外侧为PDMS衬底薄膜，所述微流控腔体内部固化有导电线圈，所述导电线圈中心固定有反应腔，所述反应腔内用于放置磁致伸缩免疫传感芯片，所述反应腔两侧连接有进样口和出样口；
所述检测系统包括检测电路板，所述检测电路板的输入端分别与导线线圈的两端相连，所述检测电路板还通过导线连接有显示屏。
所述导电线圈顶部还设置有密封盖。
所述导电线圈通过PDMS预置液固化在微流控腔体内。
所述微流控系统通过3D打印技术制成的模具进行制作。
所述导电线圈具体采用铜丝线圈。
所述磁致伸缩免疫传感芯片是通过在传感芯片上修饰抗体得到的。
本发明传感器制备需要用到的基本材料有：Metglas2826、PDMS、铜丝线圈、3D打印机、氯金酸、PLA线材。
本发明的制备方法，包括如下步骤：
a)模具的制备：
1、画图部分：
使用3DMax软件将需要模具立体图形画好，使用3D打印设备将模具打印出来。共打印六个部分，如图1-6所示的模具。
2、准备部分：
1）、在试管中加入10gPDMS的A胶，之后加入1gPDMS的B胶，使用玻璃杯充分搅拌混合的凝胶10min，静置4-5个小时，除去其中的气泡，形成PDMS预置液留有备用。
2）、将圆柱模具上半径为3mm的线圈柱用半径为0.2mm的线圈紧密缠绕至高度为7mm，并将线圈的两端在圆柱模具的顶端突出的小圆柱上引出。
2、倒模部分：
1）、将缠有线圈的圆柱模具固定在模具2的固定口处，之后将其一起放在模具1中。此时，在模具2的内部用酒精清洗除去表面的杂质，之后在内部表面喷上一层脱模剂，为了之后的脱模方便，防止破坏倒好的微流控系统。
2）、在装配好的模具2中加入上述配置好的PDMS预置液，使预置液可以没过线圈顶部，使用真空机将多余的气泡抽出，保证做好的微流控系统中不含气泡。
3）、PDMS可以在约24小时内不加热就固化。为了减少固化时间，将上述的模具放在玻璃培养皿，在约80°C的烤箱中加热4小时左右。
4）、此时线圈固定在了PDMS微流控系统中，但是为了增加线圈的固定性，将圆柱模具抽出（圆柱和线圈是分离的，可以很容易将圆柱抽离），此时线圈留在了PDMS系统中，之后将长方体模具放在圆柱模具形成的圆柱形空腔内，将两个模具之间的空隙用预置液填充满，在约80°C的烤箱中加热2小时左右。之后将长方体模具抽出，此时的线圈是完全固化在PDMS微流控系统中的，且此时的长方体模具形成的空腔和模具2形成的微流通道是连接的。
5）、将固化的PDMS微流控系统脱模，在模具1的底部有一个3mm*7mm的孔，在脱模剂的协助下将模具脱下，之后将做好的模具从模具2上取下，此时的微流控系统就基本上形成。
6）、在衬底模具内部喷上脱模剂，之后加入PDMS预置液，在约80°C的烤箱中形成一个厚度为1mm的衬底薄膜，之后脱模备用。
7）、用PDMS预置液当作粘合剂将5）中形成的微流控系统和6）中形成的衬底薄膜粘合在一起。
8）、将封盖模具用酒精清洗，喷上脱模剂，注入PDMS预置液，真空机除泡，置于玻璃培养皿中在80°C的烤箱中加热3小时左右，脱模形成所需要的微流控系统的封盖，至此微流控系统整体完成。
b）传感芯片的制备流程：
1、利用超声波将已经溅射金的Metglas2826在去离子水中清洗5min，清洗完成后等待薄膜自然风干。然后将清洗过的传感芯片浸入到浓度为40mM/ml的巯基乙胺溶液中，室温避光环境下放置12h后取出，形成自组装膜（SAM）。将形成了SAM的传感芯片从巯基乙胺溶液中取出，用移液器抽出巯基乙胺，并且加入PBS溶液浸泡30min，用于除去表面未完全固定的巯基乙胺。
2、然后将抗体溶液用PBS溶液稀释，得到适当的抗体浓度。在室温下，将抗体溶液与包含有4mg/mL的EDC和4mg/mL的NHS的溶液混合震荡三十分钟，使抗体中的羧基激活成NHS酯，从而使其与自组装层表面的氨基更高效地结合。
3、最后，将传感芯片浸泡在活化后的抗体溶液中，在37℃环境下放置1h，使其与传感芯片的表面均匀结合。然后将修饰完抗体的传感芯片从溶液中取出，并在PBS溶液中稀释，将泡有芯片的PBS溶液放置在37℃的环境中静置0.5h，以除去物理吸附在表面上的抗体，至此用于检测的磁致伸缩免疫传感芯片制备完成。
使用本发明制备完成的检测试纸进行检测的流程如下：
1、将制备好的磁致伸缩免疫传感芯片放入制作好的微流控系统的反应腔内（由长方体模具形成的被线圈包围的空腔），将引出的线圈的两端连接在检测共振频率的开发板上，施加一定的磁场，用加压泵从微流控系统的微流通道的进样口加入抗原，之后空腔内将有抗原溶液将芯片浸没，等待四十分钟到一个小时使抗原抗体可以充分的结合，期间观测共振频率的变化量。
2、加入不同浓度的抗原溶液，来得出共振频率偏移量和抗原浓度的关系，计算得出它们之间的线性关系，用来检测所需要检测的液体内物质的浓度大小。同时如若需要检测不同的物质，可以将封盖拿起，夹出芯片，放入新的修饰过需要检测物质的抗体的传感芯片，重复上述步骤进行检测。
本发明首次提出将导电铜丝线圈集成在PDMS微流控薄膜中，并微流控的将反应腔置于导电线圈中心，此方式可以使芯片检测时处于线圈产生的磁场最强处，放大了反应结果，同时避免了大型复杂仪器的使用。
本发明首次提出基于3D打印技术设计了微型的长方体反应腔，该长方体反应腔是根据传感器芯片的形状设计的，更利于芯片的共振频率检测，该设计使芯片和线圈的距离减小，使检测试剂消耗相较于圆柱形反应腔减少，同时提高了检测结果的精确度。
本发明通过磁场进行信号的激发与传送，具有无线无源特性和非接触性。
本发明提出的基于该微流控薄膜非密封的反应腔，磁弹性芯片可以更换，通过改变修饰抗体的种类，可以检测不同种类的抗原，增加了该检测试纸的利用率，扩大了应用范围。
本发明采用微流控技术制备磁弹性传感器，将加样、检测等步骤集为一体，防止了气溶胶造成的影响。基于PDMS的柔性微流控薄膜和导电线圈的集成一体化，在拓展了传统微流控薄膜功能和应用的同时，改进了磁弹性传感器线圈与芯片分离以及检测装置复杂等各种问题。
本发明采用3D打印技术制备磁弹性病毒快速检测传感器的模具。3D打印技术目前较为成熟，它的生产速度较快，设计有很大的自由度，打印的样本可以根据需求定制设计。同时相比较光刻技术而言，它的制备方式更简单，成本更低。
本发明采用低成本、操作简单的加工方式，首次将导电铜丝线圈集成在PDMS微流控薄膜中，该做法可以极大提升线圈的利用率。本发明采用集成方式设计检测试纸，提高了便携性，并且简单易操作，不需要大型复杂的仪器，样本需求量小，同时制备检测试纸所需的原料也廉价易得。
关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、相互间连接方式以及，由上述技术特征带来的常规使用方法、可预期技术效果，除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的专利、期刊论文、技术手册、技术词典、教科书中已公开内容，或属于本领域常规技术、公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (1)
1.一种基于微流控技术的磁弹性病毒快速检测传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：模具的制备：使用软件将微流控系统制备需要的模具立体图形画好，使用3D打印设备将模具打印出来，微流控系统制备需要的模具包括模具1、模具2、圆柱模具、长方体模具、封盖模具和衬底模具；
所述模具1具体为内部中空的长方体形状，底部开设有用于脱模的孔；
所述模具2具体为在长方体上开设有圆形腔，圆形腔两侧连接有圆管；
所述圆柱模具上设置有与圆形腔对应的凸起的小圆柱，所述长方体模具的顶部设置有凸起的圆柱，所述凸起的小圆柱和所述凸起的圆柱分别与封盖模具内部的凹槽对应，其中圆柱模具的直径大于长方体模具的长度，圆柱模具与长方体模具上分别设置有与模具2上两个圆管相连的伸出端，使得固化后通过伸出端与两个圆管形成进样口和出样口；
所述衬底模具为与模具2中长方体对应的内部中空的长方体，能够将模具2放置在衬底模具内；
S2：制备PDMS预置液，用导电线圈将圆柱模具紧密缠绕至设定高度，并将导电线圈的两端在圆柱模具的顶端引出；
S3：根据模具制备微流控系统：
S3.1：将缠有线圈的圆柱模具固定在模具2的固定口处，之后将其一起放在模具1中；
S3.2：在装配好的模具2中加入上述制备好的PDMS预置液，使PDMS预置液没过线圈顶部；
S3.3：固化PDMS；
S3.4：将圆柱模具抽出，此时线圈留在了PDMS中，之后将长方体模具放在圆柱模具形成的圆柱形空腔内，将两个模具之间的空隙用PDMS预置液填充满，固化，之后将长方体模具抽出；由长方体模具形成的被线圈包围的空腔构成所述微流控系统的反应腔；
S3.5：将固化的PDMS微流控系统脱模；
S3.6：用衬底模具制备衬底薄膜；
S3.7：用PDMS预置液当作粘合剂将S3.5中形成的微流控系统和S3.6中形成的衬底薄膜粘合在一起；
S3.8：用封盖模具制作封盖；
S4：在传感芯片上进行抗体修饰，制备得到磁致伸缩免疫传感芯片；
步骤S4中制备磁致伸缩免疫传感芯片的过程如下：
S4.1：利用超声波将已经溅射金的Metglas2826在去离子水中清洗，清洗完成后等待薄膜自然风干，然后将清洗过的传感芯片浸入到巯基乙胺溶液中，室温避光环境下放置一段时间后取出，形成自组装膜SAM；将形成了SAM的传感芯片从巯基乙胺溶液中取出，用移液器抽出巯基乙胺，并且加入PBS溶液浸泡，用于除去表面未完全固定的巯基乙胺；
S4.2：然后将抗体溶液用PBS溶液稀释，得到适当的抗体浓度，在室温下，将抗体溶液与包含有EDC和NHS的溶液混合震荡一段时间，使抗体中的羧基激活成NHS酯；
S4.3：最后，将传感芯片浸泡在活化后的抗体溶液中，在37℃环境下放置一段时间，使其与传感芯片的表面均匀结合；然后将修饰完抗体的传感芯片从抗体溶液中取出，并在PBS溶液中稀释，将泡有传感芯片的PBS溶液放置在37℃的环境中静置一段时间，以除去物理吸附在表面上的抗体，至此用于检测的磁致伸缩免疫传感芯片制备完成。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101846673A (zh) * | 2010-05-17 | 2010-09-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种抗原检测方法 |
| CN103674991A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-03-26 | 太原理工大学 | 人体体液癌症标记物检测装置 |
| CN105974112A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-28 | 太原科技大学 | 移动可控的无线无源磁致伸缩微型检测器及其检测方法 |
| CN106483284A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-03-08 | 苏州大学 | 一种生物检测芯片及其制备方法 |
| CN206431142U (zh) * | 2016-10-18 | 2017-08-22 | 苏州大学 | 一种生物检测芯片 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110298455A1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-12-08 | King Abdullah University Of Science And Technology | Integrated Microfluidic Sensor System with Magnetostrictive Resonators |
| WO2019173264A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Wireless detection of electrically or magnetically labeled analytes |
-
2023
- 2023-08-23 CN CN202311067460.1A patent/CN117074672B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101846673A (zh) * | 2010-05-17 | 2010-09-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种抗原检测方法 |
| CN103674991A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-03-26 | 太原理工大学 | 人体体液癌症标记物检测装置 |
| CN105974112A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-28 | 太原科技大学 | 移动可控的无线无源磁致伸缩微型检测器及其检测方法 |
| CN106483284A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-03-08 | 苏州大学 | 一种生物检测芯片及其制备方法 |
| CN206431142U (zh) * | 2016-10-18 | 2017-08-22 | 苏州大学 | 一种生物检测芯片 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| A Highly Integratable Microfluidic Biosensing Chip Based on Magnetoelastic-Sensor and Planar Coil;Qiushi Jiang等;2016 IEEE SENSORS，15th IEEE Sensors Conference，Orlando, FL, USA;第1-3页 * |
| A wireless bio-sensing microfluidic chip based on resonating ‘μ-divers’;Cong Xue等;Lab on a Chip;第15卷(第10期);第2318-2326页 * |
| MAGNETO-ELASTIC RESONATING ‘μ-DIVER’ MICROFLUIDIC-SYSTEM FOR WIRELESS BIO-SENSING IN LIQUID;C. Xue等;2013 Transducers & Eurosensors XXVII: The 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXVII)，Barcelona, Spain;第2296-2299页 * |
| Magnetoelastic-Sensor Integrated Microfluidic Chip for the Measurement of Blood Plasma Viscosity;Ping Chen等;Journal of The Electrochemical Society;第164卷(第6期);第B247-B252页 * |
| 基于磁致伸缩材料的猪瘟病毒无线免疫传感器;郭星 等;分析试验室;第35卷(第5期);第536-538页 * |
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