CN212404086U - 微流控过滤芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于核酸检测技术领域，涉及用于核酸检测的微流控芯片。微流控过滤芯片，该芯片从上到下依次包括加样层、过滤层、检测层；其中，所述加样层上设有第一微腔；所述过滤层上与所述第一微腔对应的位置设有过滤膜；所述检测层上与所述过滤膜对应的位置设有第二微腔；进入所述第一微腔中的混合物在驱动力的作用下经过所述过滤膜进入所述第二微腔中，实现固液分离。本实用新型通过将比色反应后的AuNPs溶液利用该芯片进行过滤分离，随着miRNA浓度的升高，形成的双链增加，吸附在AuNPs表面的DNA探针减少，停留在滤膜上与DNA探针结合的荧光基团的拉曼光谱强度降低；溶液中游离的双链的荧光强度也会越来越高，结合比色结果，进行三重验证，提高检测的准确性。
Description
技术领域
本实用新型属于核酸检测技术领域，涉及用于核酸检测的微流控芯片。
背景技术
近年来，研究者们陆续发现miRNA在癌症早期表达发生异常，作为一种新型的肿瘤标志物受到越来越多的关注。传统的miRNA检测手段例如Northern blot，PCR和微阵列等。这些方法需要转录和扩增，检测步骤繁琐，费时且费力。
为了对miRNA进行绝对或相对定量检测，现有技术中已经通过使用比色法、荧光、SERS，电化学和表面等离振子共振作为检测平台，开发了许多新颖的传感方法。其中，比色法简单，成本低，易于操作并且可以直观地监视信号变化，因此备受关注。由于AuNPs聚集时其可见的颜色变化，独特的光学特性和高比表面积，因此被广泛用于比色传感器的制备。当该传感器用于核酸检测时，DNA跟AuNPs依靠正负电荷吸附原理被吸附在AuNPs表面，可以使AuNPs抵抗盐诱导的聚集。在存在miRNA的情况下，DNA探针往往会与miRNA杂交形成双链。双链刚性结构构象使它们与AuNPs保持一定距离，致使脱离DNA保护的AuNPs在盐溶液中被诱导聚集。因此AuNPs的吸光度依赖于miRNA浓度而变化。
然而，实际检测样本的组成成分很复杂，不同的物质都有可能诱导AuNPs吸光度发生变化，导致检测结果的准确性不高。为了对miRNA进行更加准确的定量检测，需要排除一些干扰物质的影响。
现有技术中，关于提高AuNPs比色法检测准确性的相关措施和解决手段鲜有报道。因此，如何解决AuNPs比色法对miRNA定量检测的准确性问题是需要关注的焦点。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有AuNPs比色法检测准确性不高的问题，提供一种基于AuNPs的miRNA三重检测的微流控芯片。本实用新型通过将比色反应之后的AuNPs溶液利用该芯片进行过滤分离，停留在滤膜上的AuNPs，因为具有拉曼增强效果，可以对吸附在其表面的DNA分子的荧光基团进行拉曼检测。随着miRNA浓度的升高，形成的双链增加，吸附在AuNPs表面的DNA也会减少，停留在滤膜上与DNA探针结合的荧光基团的拉曼光谱强度也会降低；溶液中游离的双链随着miRNA浓度的升高而升高，荧光强度也会越来越高，结合比色结果，进行三重验证，提高检测的准确性。
为了解决本实用新型的技术问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种微流控过滤芯片，该芯片从上到下依次包括加样层、过滤层、检测层；其中，所述加样层上设有第一微腔；所述过滤层上与所述第一微腔对应的位置设有过滤膜；所述检测层上与所述过滤膜对应的位置设有第二微腔；进入所述第一微腔中的混合物在驱动力的作用下经过所述过滤膜进入所述第二微腔中，实现固液分离；所述的基底层上修饰多聚赖氨酸。
作为本实用新型的一种优选方式，所述的过滤膜为纳米孔径的过滤膜。
作为本实用新型的一种优选方式，所述的检测层上设有第三微腔，所述第三微腔通过微流道与所述第二微腔连接。
进一步优选地，所述的加样层上方设有抽吸层，所述抽吸层与所述第三微腔连接，用于传递负压抽吸力。
作为本实用新型的一种优选方式，所述的检测层下方设有多聚赖氨酸衬底。
作为本实用新型的一种优选方式，所述检测层和过滤层之间设置有阀门控制层，用于控制所述第二微腔与第三微腔之间微流道的通断。
本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：
1.本实用新型中的微流控过滤芯片可以简单，快速的进行固液分离；
2.装配简单，可以根据实际检测的需求更改滤膜的孔径尺寸，进行不同混合物的过滤分离，实用性广泛。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的微流控过滤芯片结构示意图；
图2是抽吸层结构示意图；
图3是加样层结构示意图；
图4是滤膜结构示意图；
图5是检测层结构示意图；
图6是本实用新型实施例2的微流控过滤芯片结构示意图；
图7是实施例2中阀门控制层结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1：本实用新型提供的第一种微流控过滤芯片，如图1所示，该芯片的结构从上到下依次包括抽吸层1、加样层2、过滤层3、检测层4、和基底层5。
如图2所示，在抽吸层1上设有抽吸口11、与抽吸口11连接的第一微流道12和用于连接下方加样层的通孔。其中，抽吸口11用于连接微泵。
如图3所示，在加样层2上设有第一微腔13和第四微腔14。其中，第一微腔13与抽吸层1上预留的通孔对应，用于从抽吸层1上方将混合物倒入第一微腔13中。第一微流道12与第四微腔14连接，用于传递微泵提供的负压抽吸力。
如图4所示，在过滤层3上，与第一微腔13对应的位置设有纳米孔径过滤膜15，用于对倒入第一微腔13的混合物进行过滤；与第四微腔14对应的位置预留有通孔。
如图5所示，在检测层4上，分别设有第二微腔16和第三微腔18，其中第二微腔16与过滤膜15及第一微腔13相上下对应，第三微腔18与第四微腔14上下对应。第二微腔16和第三微腔18之间通过第二微流道17连通。其中，第二+微腔16用于接收经过过滤膜15的液相。第二微流道17、第三微腔18、过滤层上的通孔、第四微腔13、第一微流道12及抽吸口11共同组成了传递微泵负压抽吸力的通道。
如图1所示，在检测层4的下方设有基底层5，基底层上修饰有多聚赖氨酸。
本实施例的微流控过滤芯片的工作原理和使用方法为：芯片组装好之后，将发生比色反应后的AuNPs溶液从抽吸层1上方倒入第一微腔13中，在抽吸层1的抽吸口11处通过微泵抽吸，微泵提供的负压抽吸力作为驱动力，依次通过第一微流道12、第四微腔14、第三微腔18、第二微流道17作用于第一微腔13中的混合溶液。第一微腔13中的混合溶液在抽吸力的驱动下，经过过滤层3上的纳米孔径过滤膜15时，固相纳米金颗粒被留在膜上，液相透过滤膜，进入第二微腔16，经第二微流道17，被抽到微腔第三微腔18中。
进入第二微腔16、第二微流道17及第三微腔18中的液相中，带有荧光基团的DNA探针与miRNA形成的双链被基底层5上修饰的多聚赖氨酸吸附固定。从而实现固液分离，以便后续分别对固相进行拉曼检测，对液相进行荧光检测。
实施例2 本实用新型提供的第二种微流控过滤芯片，如图6所示，其主体结构与实施例1的微流控过滤芯片相同，区别仅在于：本实施例中的芯片不包含多聚赖氨酸衬底，在检测层4与过滤层3之间增加了阀门控制层6，如图7所示，在阀门控制层6上，设有注水口19和阀门21、连接阀门21与注水口的流道20。
本实施例的微流控过滤芯片的工作原理和使用方法为：芯片组装好之后，将混合物溶液从抽吸层1上方倒入第一微腔13中，在抽吸层1的抽吸口11处通过微泵抽吸，微泵提供的负压抽吸力作为驱动力，依次通过第一微流道12、第四微腔14、第三微腔18、第二微流道17作用于第一微腔13中的混合溶液。第一微腔13中的混合溶液在抽吸力的驱动下，经过过滤层3上的纳米孔径过滤膜15时，固相被留在膜上，液相透过滤膜，进入第二微腔16，经第二微流道17，被抽到微腔第三微腔18中。
然后，将去离子水从注水口19通过流道20注入到阀门21中，将检测层上的第二微流道17压断，让液体保留在第三微腔18中，以便进行后续检测。本实施例中的芯片适用于检测需要在液相中进行的情况，如光致发光检测。
Claims (6)
1.一种微流控过滤芯片，其特征在于：该芯片从上到下依次包括加样层、过滤层、检测层；其中，所述加样层上设有第一微腔；所述过滤层上与所述第一微腔对应的位置设有过滤膜；所述检测层上与所述过滤膜对应的位置设有第二微腔；进入所述第一微腔中的混合物在驱动力的作用下经过所述过滤膜进入所述第二微腔中，实现固液分离。
2.根据权利要求1所述的微流控过滤芯片，其特征在于：所述的过滤膜为纳米孔径的过滤膜。
3.根据权利要求1所述的微流控过滤芯片，其特征在于：所述的检测层上设有第三微腔，所述第三微腔通过微流道与所述第二微腔连接。
4.根据权利要求3所述的微流控过滤芯片，其特征在于：所述的加样层上方设有抽吸层，所述抽吸层与所述第三微腔连接，用于传递负压抽吸力。
5.根据权利要求1-4任一项所述的微流控过滤芯片，其特征在于：所述的检测层下方设有多聚赖氨酸衬底。
6.根据权利要求1-4任一项所述的微流控过滤芯片，其特征在于：所述检测层和过滤层之间设置有阀门控制层，用于控制所述第二微腔与第三微腔之间微流道的通断。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113005002A (zh) * | 2020-06-17 | 2021-06-22 | 山东大学 | 微流控过滤芯片、基于AuNPs的核酸三重检测试剂盒和方法 |
| CN113416626A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-21 | 上海天马微电子有限公司 | 微流控装置及其驱动方法 |
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- 2020-06-17 CN CN202021123042.1U patent/CN212404086U/zh active Active
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| CN113005002B (zh) * | 2020-06-17 | 2024-01-02 | 山东大学 | 微流控过滤芯片、基于AuNPs的核酸三重检测试剂盒和方法 |
| CN113416626A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-21 | 上海天马微电子有限公司 | 微流控装置及其驱动方法 |
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