CN214953164U - 一种磁弛豫信号的检测芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了微流控技术领域内的一种磁弛豫信号的检测芯片，包括通道层芯片本体，通道层芯片本体下侧连接有基底层芯片本体，通道层芯片本体上开有至少三个进液口一，通道层芯片本体的下端设有微流体通道、蛇形通道、反应池和废液池，微流体通道一端与三个进液口一相通，最前面的蛇形通道一端和微流体通道另一端相接，最后面的蛇形通道末端的通道芯片本体上设有收集池，通道层芯片本体上开有上阀孔，收集池经上阀孔可与反应池连通，收集池经上阀孔还可与废液池连通，通道层芯片本体上还开有进液口二，进液口二经上阀孔可与收集池连通，基底层芯片本体朝下的一端设有用于放置磁铁安置槽；本实用新型结构紧凑，集成度高，操作方便。
Description
技术领域
本实用新型属于微流控技术领域，特别涉及一种磁弛豫信号的检测芯片。
背景技术
免疫分析一直是诊断疾病、环境监测和药物评估中不可代替的手段。对生物靶标进行免疫检测的手段主要有胶体金免疫层析、化学发光免疫分析法和酶联免疫吸附测定法，这些传统检测方法都很成熟，但也存在各自的缺陷。胶体金免疫层析法是将胶体金为标记物，对待测靶标进行检测的一种免疫层析技术，其步骤简便，试剂用量少，不需要辅助仪器，但存在检测灵敏度低、假阳率高和定量难等问题；化学发光免疫分析法利用分子吸收化学反应释放的能量后以光的形式辐射，根据信号强度确定待测物的能量，这种方法虽然灵敏度较高，但背景值高和稳定性差，样品的发光时间很短；酶联免疫吸附测定法通过检测待测目标物等吸光度来达到检测目的，具有较好的经济效益和稳定性等特点，但操作繁琐，且需多次洗涤，导致费时费力。更重要的是，以上免疫检测技术都是通过光信号读出，难以在临床上对全血样本检测。
随着微流控技术的飞速发展，芯片中的试剂存储，蛋白质吸附，样品分离和微流体流动特性以及方向控制的研究都很成熟，它已成为免疫检测和分析的重要工具。它可以将不同的元素（泵、阀和电子器件）整合为一体，能解决上面检测中繁琐的处理程序，实现低成本、高通量、快速检测样本中的靶标。
基于核磁共振的磁弛豫时间传感器作为一种新型的检测传感技术，得到了广泛的关注。该方法通过磁性纳米颗粒分布的改变，使得水质子的横向弛豫时间（T2）发生改变，其样本前处理简单，背景信号低，能够在全血中直接检测目标物。现有技术中，公开了名称为“一种基于磁性弛豫开关的检测方法”，公布日为2011.09.28，公布号为CN 102200571 A，该检测方法中使用到微型检测芯片对特定目标分子进行检测，微型检测芯片是以聚丙烯酰胺PMMA为基质的芯片，由上下两片直径为13 mm的圆心基片所构成，上基片上设有18个直径为1.3 mm的圆柱形小孔，检测时需要将待检样品与相应的功能化磁性纳米粒子混合后至微型检测芯片，在低场磁共振分析仪中进行检测，检测时无法将待检测的溶液置于检测芯片中混合反应，需要借助其它设备完成反应溶液的相互反应，操作繁琐，芯片集成度不高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，克服现有技术中的不足之处，提供一种磁弛豫信号的检测芯片，解决了现有技术中集成度不高的技术难题，本实用新型结构紧凑，集成度高，操作方便。
本实用新型的目的是这样实现的：一种磁弛豫信号的检测芯片，包括通道层芯片本体和基底层芯片本体，所述基底层芯片本体紧密贴合在通道层芯片本体下侧，所述通道层芯片本体上开有至少三个进液口一，所述通道层芯片本体朝下的一端设有微流体通道、至少一个蛇形通道、反应池和废液池，所述微流体通道的一端与三个进液口一相通，所述最前面的蛇形通道一端和微流体通道的另一端相接，最后面的蛇形通道末端的通道芯片本体上设有收集池，所述通道层芯片本体上开有上阀孔，所述收集池经上阀孔可与反应池连通，收集池经上阀孔还可与废液池连通，通道层芯片本体上还开有进液口二，所述进液口二经上阀孔可与收集池连通，所述基底层芯片本体朝下的一端设有用于放置磁铁且与收集池所在位置对应的安置槽。
为了进一步实现收集池、反应池、废液池和进液口二之间的不同通道的连通，所述检测芯片还包括压力阀体，所述基底层芯片本体上开有与上阀孔位置对应的下阀孔，所述压力阀体依次经上阀孔和下阀孔分别与通道层芯片本体和基底层芯片本体连接，所述压力阀体上开有从上往下依次设置的流通通道一、流通通道二和流通通道三，所述收集池可经流通通道三与废液池连通，所述收集池可经流通通道二与进液口二连通，所述收集池可经流通通道一与反应池连通；此设计中，压力阀体依次经上阀孔和下阀孔压装在通道层芯片本体和基底层芯片本体上，压力阀体在具有弹性的PDMS芯片中可升降，通过按压压力阀体，实现不同通道的连通。
为了进一步提高溶液混合的高效性，所述蛇形通道的截面积呈骤增骤减交替变化，相邻两个蛇形通道之间经弯曲的连接通道连接在一起；此设计中，蛇形通道内收窄部分的截距为0.12 mm，宽敞部分的截距为0.6 mm，使流体在蛇形通道中产生不均匀的流速和压力，实现高效混合。
所述反应池所在区域的通道层芯片本体上开有注射孔，所述注射孔与反应池连通，所述废液池所在区域的通道层芯片本体上开有抽液孔，所述抽液孔与废液池连通。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构图。
图2为本实用新型的爆炸结构图。
图3为本实用新型中通道层芯片本体的结构图。
图4为本实用新型中若干蛇形通道连接在一起的结构图。
图5为本实用新型中压力阀体的结构图。
其中，1通道层芯片本体，2注射孔，3基底层芯片本体，4进液口二，5压力阀体，501流通通道一，502流通通道二，503流通通道三，6抽液孔，7进液口一，8磁铁，9安置槽，10下阀孔，11上阀孔，12收集池，13废液池，14微流体通道，15蛇形通道，16连接通道，17反应池。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。
如图1~5所示的一种磁弛豫信号的检测芯片，包括通道层芯片本体和基底层芯片本体，基底层芯片本体紧密贴合在通道层芯片本体下侧，通道层芯片本体上开有至少三个进液口一，本实施例中，通道层芯片本体上开有三个进液口一，通道层芯片本体朝下的一端设有微流体通道、至少一个蛇形通道、反应池和废液池，微流体通道的一端与三个进液口一相通，最前面的蛇形通道一端和微流体通道的另一端相接，最后面的蛇形通道末端的通道芯片本体上设有收集池，通道层芯片本体上开有上阀孔，收集池经上阀孔可与反应池连通，收集池经上阀孔还可与废液池连通，通道层芯片本体上还开有进液口二，进液口二经上阀孔可与收集池连通，基底层芯片本体朝下的一端设有用于放置磁铁且与收集池所在位置对应的安置槽，反应池所在位置的通道层芯片本体上开有注射孔，注射孔与反应池连通，收集池所在位置的通道层芯片本体上开有抽液孔，抽液孔与收集池连通。
为了进一步实现收集池、反应池、废液池和进液口二之间的不同通道的连通，检测芯片还包括压力阀体，基底层芯片本体上开有与上阀孔位置对应的下阀孔，压力阀体依次经上阀孔和下阀孔分别与通道层芯片本体和基底层芯片本体连接，压力阀体上开有从上往下依次设置的流通通道一、流通通道二和流通通道三，收集池可经流通通道三与废液池连通，收集池可经流通通道二与进液口二连通，收集池可经流通通道一与反应池连通，蛇形通道的截面积呈骤增骤减交替变化，相邻两个蛇形通道之间经弯曲的连接通道连接在一起；蛇形通道内收窄部分的截距为0.12mm，宽敞部分的截距为0.6mm，使流体在蛇形通道中产生不均匀的流速和压力，实现高效混合。
装配上述检测芯片时，在200 W功率和1.5 L/min氧流量条件下用等离子清洗机轰击除去灰尘后的PDMS通道层芯片本体和PDMS基底层芯片本体表面60秒，断开表面的硅氧键；然后将上阀孔与下阀孔对齐，用手挤压出双PDMS层中的气泡，使其紧密键合；压力阀插入双PDMS层的阀孔中，将磁铁安装在安置槽中，完成芯片的组装，初始状态下，收集池刚好经流通通道三与废液池连通；使用本检测芯片检测时，先经注射孔往反应池内预注射银氨-磁颗粒混合溶液，使用分体式注射泵在三个进液口一内分别注射捕获抗体的磁珠（MBs-Ab1）、甲胎蛋白（AFP）和抗体与酶修饰的聚苯乙烯微球（CAT-PS-Ab2）溶液，三种溶液在蛇形通道中高效混合，安装在基底层芯片本体上的磁铁将带有磁性的PS-AFP-MBs免疫复合物和多余的MBs-Ab1捕获在收集池中，其余没有磁性的物质经过压力阀体的流通通道三进入废液池内，停留免疫反应15分钟，使用分体式注射泵分别在三个进液口一注射PBS溶液，洗涤通道中残留的颗粒，洗涤液进入废液池中；按压压力阀体，当进液口二经流通通道二与收集池刚好连通时，停止按压压力阀体，使用分体式注射泵往进液口二内注射过氧化氢酶溶液，溶液从进液口二经流通通道二进入收集池，在收集池中与含有过氧化氢酶的免疫复合物反应5分钟；按压压力阀体，当收集池经流通通道一与反应池刚好连通时，停止按压压力阀体，使用分体式注射泵经进液口一往微流体通道内注入有压力的气体，将反应结束的H2O2经流通通道一进入反应池中，反应时间为5分钟；经注射孔抽取反应池中的混合物溶液，并通过NMR分析仪测量以获得弛豫时间变化值，实现磁弛豫信号的检测；本实用新型结构紧凑，集成度高，操作方便，实现高通量、快速和便捷检测；可应用于检测样本中的靶标的工作中，靶标为癌症标志物，例如甲胎蛋白。
本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型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实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种磁弛豫信号的检测芯片，其特征在于，包括通道层芯片本体和基底层芯片本体，所述基底层芯片本体紧密贴合在通道层芯片本体下侧，所述通道层芯片本体上开有至少三个进液口一，所述通道层芯片本体朝下的一端设有微流体通道、至少一个蛇形通道、反应池和废液池，所述微流体通道的一端与三个进液口一相通，所述最前面的蛇形通道一端和微流体通道的另一端相接，最后面的蛇形通道末端的通道芯片本体上设有收集池，所述通道层芯片本体上开有上阀孔，所述收集池经上阀孔可与反应池连通，收集池经上阀孔还可与废液池连通，通道层芯片本体上还开有进液口二，所述进液口二经上阀孔可与收集池连通，所述基底层芯片本体朝下的一端设有用于放置磁铁且与收集池所在位置对应的安置槽。
2.根据权利要求1所述的一种磁弛豫信号的检测芯片，其特征在于，所述检测芯片还包括压力阀体，所述基底层芯片本体上开有与上阀孔位置对应的下阀孔，所述压力阀体依次经上阀孔和下阀孔分别与通道层芯片本体和基底层芯片本体连接，所述压力阀体上开有从上往下依次设置的流通通道一、流通通道二和流通通道三，所述收集池可经流通通道三与废液池连通，所述收集池可经流通通道二与进液口二连通，所述收集池可经流通通道一与反应池连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种磁弛豫信号的检测芯片，其特征在于，所述蛇形通道的截面积呈骤增骤减交替变化，相邻两个蛇形通道之间经弯曲的连接通道连接在一起。
4.根据权利要求1或2所述的一种磁弛豫信号的检测芯片，其特征在于，所述反应池所在区域的通道层芯片本体上开有注射孔，所述注射孔与反应池连通，所述废液池所在区域的通道层芯片本体上开有抽液孔，所述抽液孔与废液池连通。
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| CN114507593A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-05-17 | 扬州大学 | 一种集成便携式药敏检测芯片 |
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