【技术实现步骤摘要】
全自动多指标联合检测微流控芯片及装置
本专利技术涉及医疗检测、快速诊断领域。本专利技术基于化学发光酶联免疫法与微流控技术，使用微流控芯片及配套装置对病原体进行定性或定量分析。应用场景可用于例如优生五项检查的五种病原体联检：血清中弓形虫(TOX)、风疹(RUB)、巨细胞(CMV)、疱疹(HSV-1)、疱疹(HSV-2)等五种IgG(免疫球蛋白)的抗体水平。
技术介绍
酶联免疫吸附分析法(ELISA)是一种广泛应用在生物检测领域的技术，间接法是其中的一种。其原理是将一抗原固定在固相载体表面，并使其保持免疫活性，此抗原能特异性结合相应的抗体，形成抗原抗体复合物，此复合物再结合酶标抗体，形成抗原-抗体-酶标抗体复合物。在酶联免疫分析中，酶的活性通常用催化光度法或荧光法进行检测，本专利技术采用的化学发光酶联免疫法的特点在于采用化学发光反应检测酶的活性。微流控芯片技术是一种在几平方厘米的空间内完成需要在大型实验室内借助多种设备才能完成的生物实验新型技术。自上世纪90年代该技术被提出后受到了越来越广泛的重视。微流控芯片是通过在芯片...
【技术保护点】
1.全自动多指标联合检测微流控芯片及装置，其特征在于：包括微流控芯片模块、温控模块、芯片固定模块、流体控制模块、试剂存储与释放模块、图像检测模块和控制与通信模块；本装置以微流控芯片模块为核心，完成检测过程中的混合、清洗、废液收集过程，微流控芯片模块配合温控模块完成化学发光酶联免疫吸附过程；芯片固定模块由计算机操控，完成微流控芯片模块的固定，并完成微流控芯片模块与流体控制模块的对接；流体控制模块完成微流控芯片模块内所需的全部流体控制；试剂存储与释放模块用于存储和定量释放多种反应试剂；图像检测模块检测实验结果并传输给计算机；控制与通信模块控制仪器整体的动作，上位机负责人机交互，...
【技术特征摘要】
1.全自动多指标联合检测微流控芯片及装置，其特征在于：包括微流控芯片模块、温控模块、芯片固定模块、流体控制模块、试剂存储与释放模块、图像检测模块和控制与通信模块；本装置以微流控芯片模块为核心，完成检测过程中的混合、清洗、废液收集过程，微流控芯片模块配合温控模块完成化学发光酶联免疫吸附过程；芯片固定模块由计算机操控，完成微流控芯片模块的固定，并完成微流控芯片模块与流体控制模块的对接；流体控制模块完成微流控芯片模块内所需的全部流体控制；试剂存储与释放模块用于存储和定量释放多种反应试剂；图像检测模块检测实验结果并传输给计算机；控制与通信模块控制仪器整体的动作，上位机负责人机交互，并通过通信模块传达用户指令，同时控制与通信模块将相机的图像采集结果传输给计算机，由计算机进行数据分析，从而完成全自动的检测过程。
2.根据权利要求1所述的全自动多指标联合检测微流控芯片及装置，其特征在于：微流控芯片模块从上至下各层为试剂接收单元(1)、芯片顶部盖板(2)、芯片功能结构层(3)、废液存储层(4)；各层之间通过双面胶粘接键合；微流控芯片模块内还包括芯片微球反应器(5)；试剂接收单元(1)是一个内壁为圆锥形的漏斗形槽，漏斗形槽的末端为一小孔；试剂接收单元(1)通过芯片顶部盖板(2)的小孔和芯片功能结构层(3)连接；试剂接收单元(1)的漏斗形槽与芯片功能结构层(3)的通道(42)之间形成混合腔，当漏斗形槽内加入多种试剂时，精密流体驱动系统(20)驱动试剂在漏斗形槽与通道内来回流动多次，完成试剂的混合过程。
3.根据权利要求2所述的全自动多指标联合检测微流控芯片及装置，其特征在于：芯片功能结构层(3)包括通道(42)、微球反应器反应腔(43)、隔热槽(44)和废液腔(45)四个结构单元；通道(42)的前部和芯片顶部盖板(2)上的小孔连接，此小孔为连接试剂接收单元(1)的进液口；通道(42)中间连接微球反应器反应腔(43)，微球反应器反应腔(43)是在通道(42)上膨胀出的多个小腔室，用于容纳微球反应器(5)；微球作为反应载体，单个芯片内此腔室可以设计多组，每个微球反应器反应腔(43)的微球反应器(5)固定特定的抗体从而完成多指标检测。微球反应器反应腔(43)使单个微球反应器(5)固定在一定区域，同时各微球反应器(5)之间不会相互影响；同时微球四周没有与芯片硬接触，整个球体均能参与反应。
4.根据权利要求1所述的全自动多指标联合检测微流控芯片及装置，其特征在于：流体驱动系统包括普通流体驱动系统(19)与精密流体驱动系统(20)；精密流体驱动系统(20)气路始于精密流体导气管(21)，通过导气通道分别连接至精密泵入口阀(22)、精密泵(23)和精密泵出口阀(24)；精密泵控制盒能接收控制与通信模块的指令，从而驱动精密泵入口阀(22)、精密泵(23)和精密泵出口阀(24)；普通流体驱动系统(19)气路始于普通真空泵导气管(50)，通过导气通道分别连接至真空泵气阀(25)、普通真空泵(26)；真空泵气阀(25)、普通真空泵(26)由控制与通信模块驱动控制；精密流体驱动系统(20)、普通流体驱动系统(19)、芯片通道(42)与废液腔(45)之间形成的气密通道对流体进行驱动，其中精密流体驱动系统(20)用于精密控制流体，完成试剂间混合、驱动试剂进入反应区、反应间混合、废液排出等。普通流体驱动系统(19)通过高速负压气流清除残留试剂，同时通过气流干燥微球反应器反应腔(43)和通道(42)；实现高效清洗。
5.根据权利要求1或2或3所述的全自动多指标联合检测微流控芯片及装置，其特征在于：微流控芯片模块的试剂入口唯一，从试剂接收单元(1)进入；试剂出口唯一，从通道(42)进入其末端的废液腔(45)；如权利要求4所述有2种驱动方式；如权利要求2所述在同一实验内试剂接收单元(1)可接受多种试剂参与反应；芯片功能结构层(3)的下方为废液存储层(4)，废液存储层(4)和芯片功能结构层(3)的废液腔(45)连为一体，共同组成废液收集区；废液腔(45)内放置吸水材料，吸水材料用以吸收流入废液腔(45)的各类试剂废液，使各类试剂废液不会反流至通道(42)或流体驱动系统中。
6.根据权利要求1所述的全自动多指标联合检测微流控芯片及装置，其特征在于：芯片固定模块包括微流控芯片底座(9)、芯片固定电机(10)和流体驱动对接电机(11)；
芯片固定电机(10)包括一个直流双轴直线电机一(14)与芯片施压零件(15)；芯片施压零件(15)固定在直流双轴电机一(14)的直流电机滑块上，直流双轴直线电机一(14)能够驱动直流电机滑块运动从而带动芯片施压零件(15)运动，芯片施压零件(15)靠近微流控芯片的一侧为一个直角槽，直角槽的垂直面与芯片左侧面平齐；芯片固定电机(10)负责固定芯片的一侧，并且使导热铝块(6)与微流控芯片紧密接触；
流体驱动对接电机(11)包括直流双轴电机二(16)、真空吸盘转接件(17)和真空吸盘(18)；真空吸盘转接件(17)固定在直流双轴电机二的直流电机滑块...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱宪波，李逸琛，余盛达，龚士淞，李益民，乔杉，王东，朱伟玲，朱家君，
申请(专利权)人：北京化工大学，北京万泰生物药业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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