一种GMR芯片及包括其的磁敏免疫检测卡制造技术

本发明专利技术公开一种GMR芯片及包括其的磁敏免疫检测卡，涉及蛋白检测技术领域。所述GMR芯片的表面包括有用于捕获抗体的马来酸酐聚合物薄膜层，该芯片可通过酰胺化将抗体有效地固定在芯片表面。本发明专利技术还提供一种包括上述GMR芯片的用于蛋白检测的磁敏免疫检测卡，该检测卡的检测灵敏度高、操作简便。

【技术实现步骤摘要】
一种GMR芯片及包括其的磁敏免疫检测卡
本专利技术涉及蛋白检测
更具体地，涉及一种GMR芯片及包括其的磁敏免疫检测卡。
技术介绍
磁敏免疫分析技术采用间接法，基于巨磁阻(GMR,GiantMagnetoResistance)芯片的巨磁阻效应检测纳米导磁铁珠(免疫磁珠)含量，从而定量解析出样本中待检抗体含量。GMR芯片基底主要成分是单晶硅，单晶硅表面对蛋白吸附能力很弱，因此需要对芯片表面进行化学修饰，提高芯片表面吸附蛋白的能力。在进行表面化学修饰时，需要解决三个问题，第一，需提高GMR芯片表面吸附蛋白量；第二，需避免GMR芯片电磁器件长时间受有机溶液侵蚀；第三，需缩小探针磁颗粒与电磁器件磁敏层的距离提高检测灵敏度。抗体在载体上固定主要分为共价法与非共价法，非共价法依靠疏水作用、静电吸附、氢键等作用力将抗体固定在载体表面，这种方法固定抗体的效率往往不高，但由于这种方法操作比较简单，目前仍广泛使用。共价法依靠化学键将抗体连接在载体表面，相对于非共价法，这种方法对抗体的固定效率更高，但反应过程更加苛刻。生物素-亲和素是免疫分析中常用的放大系统，抗体通常被用于生物素修饰的官能团主要有氨基、羰基、巯基。在上述方法中，生物素在抗体氨基上的修饰方法是操作最简单，并且抗体上生物素的标记量也最高，信号放大最强，但由于抗体Fab片段存在大量氨基，氨基修饰方法可能会改变抗体Fab构象，影响抗体与抗原的结合。羰基、巯基反应性生物素一般修饰抗体Fc片段，这两种方法可以实现生物素的定向固定和定量固定，且生物素固定的位置与抗原结合区域较远，不会对抗原抗体结合造成干扰。但羰基修饰的过程中，需要用到强氧化试剂，对抗体的活性有一定的影响，而巯基修饰需要选择性的断开抗体铰链区的二硫键，因此必须使用合适的还原剂。微流控芯片技术指的是利用微管道精确控制和处理微尺度流体，从而在微芯片上实现进样、稀释、混合、反应、检测等多种功能，其最突出的优点是只需少量标本或生物样品，便可高效快速的完成各种微分析检测，并具有污染少、低成本、样本量需求小、检测试剂消耗少和高通量的优势。近年来微流控芯片技术发展迅速，在分析领域有着广泛的应用。鉴于微流控芯片具有在微小尺度下同时完成大样本量并行操作等优势，将微流控芯片技术与免疫分析结合，是近些年新发展起来的一项技术，大大改善了传统免疫分析性能。如专利CN201710957817、CN201710542327、201810509672将微通道技术应用于不同的免疫分析平台，极大的扩展了免疫分析的应用。因此，融合GMR芯片、磁颗粒标记和微通道技术与双抗夹心免疫分析方法，制作一款多蛋白联合检测平台具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种GMR芯片，该芯片可通过酰胺化将抗体有效地固定在芯片表面。本专利技术的另一个目的在于提供一种包括上述GMR芯片的用于蛋白检测的磁敏免疫检测卡，该检测卡的检测灵敏度高、操作简便。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种GMR芯片，所述GMR芯片的表面包括有用于捕获抗体的马来酸酐聚合物薄膜层。优选地，所述马来酸酐聚合物薄膜层的厚度为6-42nm。优选地，所述马来酸酐聚合物薄膜层通过旋涂马来酸酐聚合物溶液的方法修饰在芯片表面。优选地，旋涂的过程包括：500-1500转/分旋涂6s；然后5000-10000转/分旋涂20s。优选地，所述马来酸酐聚合物选自聚乙烯马来酸酐共聚物、聚苯乙烯马来酸酐共聚物、聚苯乙烯接枝马来酸酐、聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐和聚异戊二烯接枝马来酸酐中的一种或几种。优选地，所述马来酸酐聚合物为聚苯乙烯接枝马来酸酐。优选地，所述GMR芯片包括若干反应区，每个反应区可独立检测一种蛋白。本专利技术还提供如上任一项所述的GMR芯片在多蛋白联合检测中的应用。根据本专利技术的第二个目的，本专利技术提供一种用于蛋白检测的磁敏免疫检测卡，包括如上任一项所述的GMR芯片。优选地，从上到下依次包括顶盖、PDMS密封盖、试剂储存层、PDMS密封膜、印刷电路板和底盖；所述GMR芯片粘贴在所述印刷电路板上并与印刷电路板电连接。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的一种GMR芯片，其表面通过旋涂技术修饰了一层仅6-42nm厚的马来酸酐聚合物薄膜层，显著提高了芯片捕获抗体的能力，极大缩小了磁颗粒与磁敏层的距离，旋涂过程仅需26s便可完成，避免有机溶剂长时间侵蚀芯片。本专利技术还提供一种包括上述GMR芯片的磁敏免疫检测卡，该检测卡具有检测灵敏度高、检测范围宽、检测时间短、操作简便、所用样本体积小、单个检测项目成本低的优点，适用于各级医院和科研单位，并且磁敏免疫检测卡有能力扩展到更多蛋白标志物的联合检测中。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出本专利技术实施例1中磁敏免疫检测卡GMR芯片结构图。101.CEA包被抗体固定位置；102.NSE包被抗体固定位置；103.ProGRP包被抗体固定位置；104.CYFRA21-1包被抗体固定位置；105.SCC包被抗体固定位置。图2(a)示出聚苯乙烯接枝马来酸酐浓度对膜厚的影响，图2(b)示出聚苯乙烯接枝马来酸酐浓度对磁反应信号的影响。图3(a)示出本专利技术实施例3检测无抗原时磁颗粒在芯片表面的捕获情况；图3(b)示出本专利技术实施例3检测有抗原时磁颗粒在芯片表面的捕获情况。图4示出本专利技术实施例3肺癌5项肿瘤标志物的磁敏免疫检测卡微通道结构图。401.芯片固定位置；402.磁颗粒储存位置；403.生物素化标记抗体储存位置；404.磁颗粒复溶液；405.样本溶液；406.磁颗粒液位监测；407.样本液位监测；408.清洗液。图5示出实施例5的CEA、NSE、CYFRA21-1、ProGRP、SCC五个项目的标准曲线。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。现有技术中，GMR芯片基底主要成分是单晶硅，单晶硅表面对蛋白吸附能力很弱，因此需要对芯片表面进行化学修饰，以提高芯片表面吸附蛋白的能力。本专利技术首先提供一种GMR芯片，其特征在于，所述GMR芯片的表面包括有用于捕获抗体的马来酸酐聚合物薄膜层。所述马来酸酐聚合物薄膜层可通过酸酐基与抗体的氨基发生酰胺化反应，将包被抗体有效固定在芯片表面。进一步地，所述马来酸酐聚合物薄膜层的厚度为6-42nm，例如可以为6nm、12nm、19nm、32nm、42nm；优选地，马来酸酐聚合物薄膜层的厚度为19nm。在该厚度范围内的马来酸酐聚合物薄膜层既可以起到捕获抗体的功能，又能缩小探针磁颗粒与电磁器件磁敏层的距离，提高检测的灵敏度。优选地，所述马来酸酐聚合物薄膜层通过旋涂马来酸酐聚合物溶液的方法修饰在芯片表面。本领域技术人员也可以通过本领域的其他常用方法在芯片表面修饰马来酸酐聚合物薄膜层，本专利技术对此不做具体限制。进一步地，旋涂的过程包括：500-1500转/分旋涂6s，例如此处转速可以为500、800、1000、1200、1500；然后再5000-10000转/分旋涂20s，例如此处转速可以为5000、6000、8000、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GMR芯片，其特征在于，所述GMR芯片的表面包括有用于捕获抗体的马来酸酐聚合物薄膜层。

【技术特征摘要】
1.一种GMR芯片，其特征在于，所述GMR芯片的表面包括有用于捕获抗体的马来酸酐聚合物薄膜层。2.根据权利要求1所述的GMR芯片，其特征在于，所述马来酸酐聚合物薄膜层的厚度为6-42nm。3.根据权利要求1或2任一项所述的GMR芯片，其特征在于，所述马来酸酐聚合物薄膜层通过旋涂马来酸酐聚合物溶液的方法修饰在芯片表面。4.根据权利要求3所述的GMR芯片，其特征在于，旋涂的过程包括：500-1500转/分旋涂6s；然后5000-10000转/分旋涂20s。5.根据权利要求1或2任一项所述的GMR芯片，其特征在于，所述马来酸酐聚合物选自聚乙烯马来酸酐共聚物、聚苯乙烯马来酸酐共聚物、聚苯乙烯接枝马来酸酐、聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：高云华，高阳，张磊，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，东莞博识生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11