三维生物标志物检测装置、制备方法及检测生物标志物的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维生物标志物检测装置、制备方法及检测生物标志物的方法。三维生物标志物检测装置，包括：三维多孔支架芯片和载样板；其中，所述三维多孔支架芯片包括：基板以及多个三维多孔支架，所述多个三维多孔支架形成在所述基板的上表面；所述载样板包括：基底、多个亲水区域以及多个疏水区域，所述多个亲水区域形成在所述基底的上表面，所述多个疏水区域形成在所述基底的上表面，所述多个亲水区域与所述多个疏水区域间隔设置，并且所述多个亲水区域与所述多个三维多孔支架相对应。利用该三维生物标志物检测装置能够有效地检测生物标志物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物检测领域，具体地，涉及一种三维生物标志物检测装置、该三维生物标志物检测装置的制备方法及利用该三维生物标志物检测装置检测生物标志物的方法。
技术介绍
传统的生物标记物检测法——96孔板的酶联免疫吸附实验，因其繁琐的实验步骤和大体积的样品量(50-100微升/孔)而难以实现方便、低成本、高通量、高信息量的检测。目前提高信息量的酶联免疫吸附实验是将多个捕获抗体分别定点固定在同一个96孔里，同一个样品加入一个孔里便能同时检测多种生物标志物，而结合上的酶标二抗催化底物原位产生发光产物，再通过捕捉图片分析其亮度而同时定量一个样品里多个标志物的含量。此方法并没有脱离原96孔板的酶联免疫吸附实验的操作手法和样品体积用量，因此也难以实现方便的高通量检测。而384孔及更高通量的酶联免疫吸附实验要求反应总体积小、加样体积准确，因而需要依靠昂贵的自动化设备，使大多数普通实验室望而却步，只能依赖人工操作进行96孔板的酶联免疫吸附实验。如上所述，生物标记物检测的微小化是高通量检测的一个要求。最简单的微小化便是将96孔板的二维平面酶联免疫吸附实验的操作方法直接挪用至384孔板或更多孔的孔板。许多文献中也利用微流道达到纳升甚至皮升量级的反应体系，但是需要借助微流泵等复杂仪器，且无法实现高通量检测。另一种微小化便是将二维平面的微小酶联免疫吸附实验提升至三维反应空间。三维酶联免疫吸附实验相对二维的优点在于其能提供更多的位点固定捕获抗体以提高捕获效率，进而增强信号及灵敏度。常用的三维基底是聚乙二醇水凝胶，其含水量高，使捕获抗体能更好的保持活性。然而，由于物质扩散在水凝胶中比较慢，顾虑到检测时间，这些微小水凝胶的直径一般仅为几百微米，而高度仅不到10微米，使人工加样十分困难，需依赖自动化设备。而且，水凝胶需保持半湿的状态以防干瘪而影响抗体的活性。另外，由于水凝胶含水量高，样品滴加在水凝胶上会被稀释，不仅降低检测的灵敏度，亦可能造成检测结果的不可靠性。因此，一种可供人工简便操作、便于储存、低成本、高通量或高信息含量的三维生物标志物检测装置有待开发。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种人工简便操作、便于储存、低成本或高通量的三维生物标志物检测装置。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种三维生物标志物检测装置，根据本专利技术的实施例，该三维生物标志物检测装置包括：三维多孔支架芯片，和载样板；其中，所述三维多孔支架芯片包括：基板，以及多个三维多孔支架，所述多个三维多孔支架形成在所述基板的上表面；所述载样板包括：基底，多个亲水区域，所述多个亲水区域形成在所述基底的上表面，以及多个疏水区域，所述多个疏水区域形成在所述基底的上表面；所述多个亲水区域与所述多个疏水区域间隔设置，并且所述多个亲水区域与所述多个三维多孔支架相对应。根据本专利技术的实施例，利用该三维生物标志物检测装置能够有效地检测生物标志物。根据本专利技术的实施例，本专利技术提供的三维生物标志物检测装置不仅方便储存，还可以实现微小化的生物标志物检测。此外，具有的亲疏水区域的载样板可以实现人工的高通量加样，由此，操作人员可将5微升以上的液体直接滴加至与多个三维多孔支架对应的亲水区域，不仅减少了操作人员滴加样品的次数，更无需滴加1微升以下的样品，可以有效减少操作压力和操作导致的误差。根据本专利技术的实施例，所述三维多孔支架是经过干燥处理的；任选地，所述三维多孔支架是经过冷冻干燥处理的；任选地，所述三维多孔支架携带有亲和分子，所述亲和分子特异性结合所述生物标志物。专利技术人发现，将三维多孔支架阵列芯片进行冷冻干燥后，形成干的三维多孔支架，孔径变大，不仅利于吸收液体便于检测，还方便储存。并且结合在支架上的亲和分子如捕获抗体/抗原亦可以通过冷冻干燥保持其活性，便于长期储存。根据本专利技术的实施例，所述三维多孔支架被设置为阵列式排布。根据本专利技术的实施例，所述三维多孔支架呈圆柱状。根据本专利技术的实施例，所述三维多孔支架的底部直径为1-2mm，高300-350微米。由此，三维多孔支架吸水性更强，便于人工加样，实现高通量、微小化的生物标志物检测根据本专利技术的实施例，所述基底的至少上表面是由亲水材料形成的。根据本专利技术的实施例所述多个亲水区域的至少一部分设置为阵列排布；或者，所述多个亲水区域的至少一部分被设置为条状。由此利于一种生物标志物的检测，并且人工加样方便快捷。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种制备上述三维生物标志物检测装置的方法，包括以下步骤：提供基板，并在所述基板的上表面形成多个三维多孔支架，以便获得三维多孔支架芯片；以及提供基底，并在所述基底的上表面形成多个亲水区域和多个疏水区域，
以便获得载样板；其中，所述多个亲水区域与所述多个疏水区域间隔设置，并且所述多个亲水区域与所述多个三维多孔支架相对应。通过本专利技术的方法制备的三维生物标志物检测装置不仅方便储存，还可以实现微小化的生物标志物检测；此外，具有的亲疏水区域的载样板可以实现人工的高通量加样，操作简便的同时可以有效减少误差。根据本专利技术的实施例，所述三维多孔支架是在-12摄氏度至-20摄氏度下形成，或者在常温下形成所述三维多孔支架后，将所述三维多孔支架进行冷冻干燥。根据本专利技术的实施例，在形成所述三维多孔支架时加入甘油。由此可以提高支架在冷冻干燥后的透光性，从而降低三维多孔支架的光学干扰，提高信号传输的质量。根据本专利技术的实施例，在形成所述三维多孔支架后，在所述三维多孔支架上添加亲和分子，并对所述三维多孔支架进行封闭处理。由此利于捕获待检测的生物标志物样品，并对并对三维多孔支架进行封闭处理以对亲和分子进行保护。根据本专利技术的实施例，所述基底的至少上表面是由亲水材料形成的，并且所述多个疏水区域的至少一部分是通过在所述基底的上表面施加疏水材料而形成，或者所述多个疏水区域的至少一部分是通过在所述基底的上表面形成纳米级的粗糙表面而形成。由此，利于含水样品在亲水区聚集，加样简便快捷。根据本专利技术的实施例，所述疏水材料包括选自SU-8(环氧基紫外负型光刻胶)、如CHF3、十八烷基三氯硅烷(OTS)、聚二甲硅氧烷(PDMS)、正硫基十八醇、氟代烷基硅氧烷聚合物、聚四氟乙烯、三氧化铝/二氧化硅混合涂层和氧化钛的至少一种。在本专利技术的第三方面，本专利技术提出了一种利用上述三维生物标志物检测装置检测生物标志物的方法，包括：将含有生物标志物的含水样品加载至所述载样板；使所述载样板的亲水区域与所述三维多孔支架芯片的所述三维多孔支架接触；以及对所述三维多孔支架芯片进行检测；其中，所述三维多孔支架预先携带特异性识别所述生物标志物的亲和分子。根据本专利技术的实施例，每个所述三维多孔支架吸收1～2微升的所述含水样品。由此，加样量增加，减少了操作人员滴加样品的次数，更无需操作人员滴加1微升以下的样品，从而减少操作的压力和操作导致的误差。根据本专利技术的实施例，通过涂布或者点样的方式，将含有生物标志物的含水样品加载至所述载样板。通过这样的加样方式，无需自动加样仪也可以进行加样，尤其在采用人工加样时，还可以减少操作人员滴加样品的次数，方便快捷。利用本申请的三维生物标志物检测装置可以实现微小化的生物标志物检测，而且经过冷冻干燥后的三维多孔支架孔径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维生物标志物检测装置，其特征在于，包括：三维多孔支架芯片，和载样板；其中，所述三维多孔支架芯片包括：基板，以及多个三维多孔支架，所述多个三维多孔支架形成在所述基板的上表面；所述载样板包括：基底，多个亲水区域，所述多个亲水区域形成在所述基底的上表面，以及多个疏水区域，所述多个疏水区域形成在所述基底的上表面；所述多个亲水区域与所述多个疏水区域间隔设置，并且所述多个亲水区域与所述多个三维多孔支架相对应。

【技术特征摘要】
1.一种三维生物标志物检测装置，其特征在于，包括：三维多孔支架芯片，和载样板；其中，所述三维多孔支架芯片包括：基板，以及多个三维多孔支架，所述多个三维多孔支架形成在所述基板的上表面；所述载样板包括：基底，多个亲水区域，所述多个亲水区域形成在所述基底的上表面，以及多个疏水区域，所述多个疏水区域形成在所述基底的上表面；所述多个亲水区域与所述多个疏水区域间隔设置，并且所述多个亲水区域与所述多个三维多孔支架相对应。2.根据权利要求1所述的三维生物标志物检测装置，其特征在于，所述三维多孔支架是经过干燥处理的，任选地，所述三维多孔支架是经过冷冻干燥处理的，任选地，所述三维多孔支架携带有亲和分子，所述亲和分子特异性结合所述生物标志物。3.根据权利要求1所述的三维生物标志物检测装置，其特征在于，所述三维多孔支架被设置为阵列式排布，任选地，所述三维多孔支架呈圆柱状，任选地，所述三维多孔支架的底部直径为1-2mm，高300-350微米。4.根据权利要求1所述的三维生物标志物检测装置，其特征在于，所述基底的至少上表面是由亲水材料形成的，任选地，所述多个亲水区域的至少一部分设置为阵列排布，或者任选地，所述多个亲水区域的至少一部分被设置为条状。5.一种制备权利要求1-4任一项所述的三维生物标志物检测装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：提供基板，并在所述基板的上表面形成多个三维多孔支架，以便获得三维多孔支架芯
\t片；以及提供基底，并在所述基底的上表面形成多个亲水区域和多个疏水区域，以便获得载样板；其中，所述多个亲...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜亚楠，鄢晓君，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11