光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统及使用方法技术方案

本发明专利技术提供了光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统及使用方法，属于生化检验设备领域，包括本体，本体为扇形，主体的上端面从外圈到内圈依次设置有反应检测区、环形流道区、稀释混合区和第一通气孔，环形流道区通过混合液流道与稀释混合区连通设置，第一通气孔通过第一通气流道与稀释混合区连通设置，稀释液定量区的上端通过稀释液流道与稀释混合区连通设置，下端与内置稀释液区连通设置，样本定量区的上端通过样本流道与稀释混合区连通设置，下端与样本加样区连通设置，第一通气孔与样本加样区连通设置。本发明专利技术简化了样本处理的流程，使得整个芯片设计更为简单，芯片生产成本较低，便于产业化推广。

Microfluidic chip system for photoluminescence and molecular detection and its application

【技术实现步骤摘要】
光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统及使用方法
本专利技术属于生化检验设备领域，涉及光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统及使用方法。
技术介绍
微微流控芯片技术是在微米尺度的流道中精确操纵和控制纳升和皮升量级流体(生物样品流体)的新技术，应用此技术可以把化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测及细胞培养、分选、裂解等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上，由微流道形成网络，以可控制流体贯穿整个系统，用以取代常规化学或生物实验室各种功能的一种技术平台，微流控芯片实验室的基本特征和最大优势是多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。离心式微流控隶属于微流控的一个分支，特指通过转动离心微流控芯片来驱动液体的流动，从而实现使用离心力在亚微米尺度上操控液体。离心微流控将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一个小型蝶式的(disc-shaped)芯片上。除了微流控所特有的优点外，由于离心微流控只需要一个电机来提供液体操控所需要的力，所以整个设备更为简洁紧凑，而碟片式芯片上的无处不在的离心场既能使得液体驱动更为有效，确保管道内没有残留液体，又能有效使得实现基于密度差异的样本分离，也能让并行处理更为简单，因此，离心式微流控也被越来越多的应用在即时诊断(Point-of-caretesting，POCT)中。化学发光是指化学反应过程中的反应中间体、反应产物或外加发光试剂将化学能转变为光能的现象，与荧光和吸收光相比，化学发光具有交叉干扰小、灵敏度高、线性范围宽等优点。光激化学发光法是化学发光分析技术的常用方法之一，可用于研究生物分子间的相互作用，临床上主要用于疾病的检测，该技术整合了高分子微粒技术、有机合成、蛋白质化学及临床检测等相关领域的研究，它通过感光微粒和发光微粒在一定范围内(一般为200nm)结合，产生离子氧能量的传递，发出光信号，从而对待测样本进行检测。目前临床上的化学发光设备以大型化学发光设备为主。但将化学发光和微流控芯片结合起来的资料及文献并不多，实用及可产业化的更少，如中国专利201510696709.4描述了一种用于全血样品检测的磁微粒直接化学发光微流控芯片，该芯片由四层结构组装而成，生产工艺复杂，不适合大规模的工业量产，且利用磁微粒法进行化学发光检测技术属于非均相的系统，检测过程中需要设计复杂的清洗流程，增加了检测时长。基于PCR扩增的分子诊断是通过引物介导特异性扩增目的基因以检测内源性(遗传或变异)或外源性(病原体)目的基因的存在与否，进而对疾病的诊断和治疗提供信息和决策依据。其主要的应用场景有传染病的诊断，血筛，肿瘤突变位点的检测，遗传病的诊断，产前诊断，组织分型等。基于PCR扩增的分子诊断一般包含以下步骤：样本裂解、核酸纯化，核酸在特定引物约束下扩增，荧光信号的采集与分析。在某些分子诊断的项目中，由于样本比较简单，常常在样本裂解之后就可以直接进行扩增；另一方面，现在日渐成熟的一步法DNA提取扩增试剂盒的出现也是的样本裂解后直接扩增成为可能，避免了核酸纯化这个比较复杂的步骤。但是，在基于PCR扩增的分子诊断体系中，由于PCR扩增时候会有气容胶污染，也为了避免样本之间的交叉污染，一般情况下要组建一个分区。这个实验室要实现样本处理，核酸提取，PCR扩增的分区操作，且必须具有良好的通风系统，实验室搭建成本高，往往只有大型医疗机构才有搭建的财力。另一方面，实验室操作人员要持证上岗，也大大增加了人工成本，与此同时，过多人工的介入势必也会带来人为的操作失误，这些问题大大地提高了基于PCR的分子诊断的技术使用门槛。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是在于提供光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统及使用方法，通过离心力来操纵液体在蝶式微流控芯片上的流动来实现，液体操纵及分析检测系统更为简单，此外本结构简化了样本处理的流程，使得整个芯片设计更为简单，芯片生产成本较低，便于产业化推广。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统及使用方法，包括本体，所述本体为扇形，所述主体的上端面从外圈到内圈依次设置有反应检测区、环形流道区、稀释混合区和第一通气孔，所述反应检测区为多个且与环形流道区连通设置，所述环形流道区通过混合液流道与所述稀释混合区连通设置，所述第一通气孔通过第一通气流道与所述稀释混合区连通设置；所述第一通气流道的一侧设有稀释液定量区，另一侧设有样本定量区，所述稀释液定量区的上端通过稀释液流道与稀释混合区连通设置，下端与内置稀释液区连通设置，所述样本定量区的上端通过样本流道与稀释混合区连通设置，下端与样本加样区连通设置，所述第一通气孔与所述样本加样区连通设置。进一步的，所述稀释液定量区远离所述第一通气流道的一侧设有连通的稀释液废液区，所述稀释液废液区与所述内置稀释液区之间设有第二通气孔，所述第二通气孔与稀释液废液区连通设置。进一步的，所述环形流道远离所述混合液流道的一端设有连通的混合液废液区，所述混合液废液区为环形且圆心同所述本体的圆心设置，所述混合液废液区远离所述环形流道一端的内圈与所述第二通气孔连通设置。进一步的，所述样本定量区远离所述样本流道的一侧设有连通的样本废液区，所述样本废液区内部且远离所述所述样本定量区的一侧设有第三通气孔，所述第三通气孔的上端面低于所述样本废液区的上端面设置。进一步的，所述反应检测区的数量为多个且均布设置，所述反应检测区通过检测流道与所述环形流道连通设置，所述检测流道相对所述反应检测区居中设置，所述检测流道的中心线延长线穿过所述本体的圆心设置。进一步的，所述稀释液定量区进和样本定量区的纵向中心线延长线均穿过所述本体的圆心设置。进一步的，所述稀释液流道相对本体圆心的最小距离小于所述稀释液定量区到所述本体中心的距离，所述样品流道相对本体圆心的最小距离小于所述样品定量区到所述本体中心的距离。进一步的，所述内置稀释液区内预封装稀释液液囊，将感光微球上标记上抗体1冻干成固体颗粒预封装，将发光微球标记上抗体2冻干成固体颗粒，将两种颗粒预封装在反应检测区内。进一步的，所述样本流道靠近所述样本定量区的一端设有第一相变阀，所述稀释液流道靠近稀释液定量区的一端设有第二相变阀，所述样本定量区内设有顺磁性物质，顺磁性物质预先封装在样本定量区内。进一步的，所述第一相变阀和第二相变阀均采用相变材料制备，相变材料为石蜡、合成蜡或天然蜡。使用光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统的方法行光激化学发光检测，步骤如下：S1、将待测样本加入样本加样区内，将微流控芯片放置在检测平台上并固定；S2、检测平台电机启动旋转，待测样本进入样本定量区内，稀释液液囊自动释放，稀释液进入稀释液定量区内；S3、检测平台电机停止旋转，样本流道与稀释液流道打通；S4、检测平台电机启动旋转，样本定量区内定量出来的待检样本与稀释液定量区内定量出来的稀释液进入稀释混合区内；S5、检测平台电机进行急加速慢减速流程循环，使稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统，其特征在于：包括本体，所述本体为扇形，所述主体的上端面从外圈到内圈依次设置有反应检测区、环形流道区、稀释混合区和第一通气孔，所述反应检测区为多个且与环形流道区连通设置，所述环形流道区通过混合液流道与所述稀释混合区连通设置，所述第一通气孔通过第一通气流道与所述稀释混合区连通设置；/n所述第一通气流道的一侧设有稀释液定量区，另一侧设有样本定量区，所述稀释液定量区的上端通过稀释液流道与稀释混合区连通设置，下端与内置稀释液区连通设置，所述样本定量区的上端通过样本流道与稀释混合区连通设置，下端与样本加样区连通设置，所述第一通气孔与所述样本加样区连通设置。/n

【技术特征摘要】
1.光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统，其特征在于：包括本体，所述本体为扇形，所述主体的上端面从外圈到内圈依次设置有反应检测区、环形流道区、稀释混合区和第一通气孔，所述反应检测区为多个且与环形流道区连通设置，所述环形流道区通过混合液流道与所述稀释混合区连通设置，所述第一通气孔通过第一通气流道与所述稀释混合区连通设置；
所述第一通气流道的一侧设有稀释液定量区，另一侧设有样本定量区，所述稀释液定量区的上端通过稀释液流道与稀释混合区连通设置，下端与内置稀释液区连通设置，所述样本定量区的上端通过样本流道与稀释混合区连通设置，下端与样本加样区连通设置，所述第一通气孔与所述样本加样区连通设置。


2.根据权利要求1所述的光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统，其特征在于：所述稀释液定量区远离所述第一通气流道的一侧设有连通的稀释液废液区，所述稀释液废液区与所述内置稀释液区之间设有第二通气孔，所述第二通气孔与稀释液废液区连通设置，所述环形流道远离所述混合液流道的一端设有连通的混合液废液区，所述混合液废液区为环形且圆心同所述本体的圆心设置，所述混合液废液区远离所述环形流道一端的内圈与所述第二通气孔连通设置。


3.根据权利要求1所述的光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统，其特征在于：所述样本定量区远离所述样本流道的一侧设有连通的样本废液区，所述样本废液区内部且远离所述所述样本定量区的一侧设有第三通气孔，所述第三通气孔的上端面低于所述样本废液区的上端面设置。


4.根据权利要求1所述的光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统，其特征在于：所述反应检测区的数量为多个且均布设置，所述反应检测区通过检测流道与所述环形流道连通设置，所述检测流道相对所述反应检测区居中设置，所述检测流道的中心线延长线穿过所述本体的圆心设置。


5.根据权利要求1所述的光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统，其特征在于：所述稀释液定量区进和样本定量区的纵向中心线延长线均穿过所述本体的圆心设置。


6.根据权利要求1所述的光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统，其特征在于：所述稀释液流道相对本体圆心的最小距离小于所述稀释液定量区到所述本体中心的距离，所述样品流道相对本体圆心的最小距离小于所述样品定量区到所述本体中心的距离。


7.根据权利要求1所述的光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统，其特征在于：所述内置稀释液区内预封装稀释液液囊，将感光微球上标记上抗体1冻干成固体颗粒预封装，将发光微球标记上抗体2冻干成固体颗粒，将两种颗粒预封装在反应检测区内。


8.根据权利要求1所述的光激化学发光及分子检测用微流控芯片系统，其特征在于：所述样本流道靠近所述样本定量区的一端设有第一相变阀，所述稀释液流道靠近稀释液定量区的一端设有第二相变阀，所述样本定量区内设有顺磁性物质，顺磁性物质预先封装在样本定量区内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：康之裔，陈方璐，裴臣超，
申请(专利权)人：天津诺迈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12