微流控芯片及其用途制造技术

本发明专利技术属于毛细管电泳芯片和快速化学发光联用的分析技术，涉及微流控芯片及在线化学发光体系，并将其集成为一体用于临床多种肿瘤标志物同步分析和肿瘤的早期诊断。在由基片和盖片组成的芯片的基片上设有由微管道相连通的分离缓冲液池（１）、样品废液池（２）、待测样品池（３）、分离废液池（４）、发光底物进样池（５）、检测窗口（６）；分离通道（８）由待测样品池至样品废液池；待测样品进样通道与分离通道的交汇点为微流控芯片的十字交叉口（１０）；检测窗口位于十字交叉口与分离废液池之间的分离通道上；发光底物进样通道的两端分别连接检测窗口和发光底物进样池；各池里面安装有电极，且这些电极分别通过各自对应的电极与高压电源相连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于毛细管电泳芯片和快速化学发光联用的分析技术，特别涉及微流控芯片及在线化学发光体系，并将其集成为一体用于临床多种肿瘤标志物同步分析和肿瘤的早期诊断。
技术介绍
免疫分析是利用抗原/抗体反应来测定痕量物质的一种高灵敏度、高选择性的方法，它为血清肿瘤标志物的临床免疫测定提供了有力手段。通常血清肿瘤标志物的免疫测定方法大多采用“双抗体夹心法”，如放射免疫分析、酶联免疫、时间分辨荧光法、化学发光和电化学发光法。放射免疫分析法由于其标记简单，灵敏度高，干扰少，应用范围宽等特点，一度成为临床免疫学检验中最常用的方法。但它需要进行放射性操作，对人体构成危害，试剂寿命也有限等局限性，促使人们不断探索非放射性标记的免疫分析方法，因此酶免疫分析、荧光时间分辨免疫分析、化学发光免疫分析和电化学免疫分析等一系列非放射性标记的新方法相继得到发展。这些方法极大地促进了临床免疫检测项目的推陈出新和检测手段的自动化、智能化和网络化。然而这些方法需采用专用包被板(管)，检测过程需要较长时间的温育、多次洗板和专用仪器检测，检测周期长，操作步骤繁琐，成本高。尽管已出现全自动免疫分析仪，但可检测项目有限，仪器体积较大，仪器和试剂的价格昂贵，难以广泛使用，因而在恶性肿瘤的早期诊断、预后监测和大规模筛查方面受到限制。如何简化操作步骤，缩短分析时间，降低检测成本，仪器的小型化和便携化，提高检测的准确度和灵敏度，研制新型的检测仪器将是十分必要的和具有重要意义的。瑞士的A.Manz在1990年提出了微全分析系统(Micro TotalAnalysis Systems，μ-TAS)的概念，为上述问题的解决提供了一种全新思路。微全分析系统是一个跨学科的新领域，它利用微机电加工(MEMS)技术与生物技术的结合，把分析实验室的功能集成到一个芯片上。因此，微全分析系统也称为“芯片实验室”。根据芯片结构及工作原理，可将微全分析系统分为两大类微阵列芯片(Microarray chip)和微流控芯片(Microfluidicchip)。微阵列芯片技术，是一种被动式芯片技术，它是将待测样品的探针固定芯片的表面，形成阵列结构，但其检测成本一般较高和同时检测时间上也相对较长，存在非特异性的干扰，检测结果容易出现假阳性和假阴性。微流控芯片作为第二代芯片技术，是一种主动式芯片技术，解决了阵列芯片的以上缺憾，同时也继承了其高通量的特点(微流控芯片也可以做成阵列形式，形成阵列电泳)。阵列毛细管电泳已在人类基因组的测序发挥了巨大的作用。随着蛋白质组学时代的到来，微流控芯片技术将发挥更大的作用。相对于传统的免疫分析，基于微流控芯片的免疫分析系统具有如下优势(1)耗样量少；(2)操作简单，步骤大大简化；(3)可以同时分析多个样品；(4)灵敏度较高。
技术实现思路
本专利技术的目的一在于提供一种微流控芯片。本专利技术的再一目的是提供目的一的微流控芯片用于临床多种肿瘤标志物同步分析和肿瘤的早期诊断，使用该微流控芯片可进行多种肿瘤标志物的快速同步分离和检测，操作简单，整个检测成本低廉。本专利技术的微流控芯片是集成分离和在线化学发光检测为一体，由基片和盖片组成(如图1所示)，在基片上设有分离缓冲液池1、样品废液池2、待测样品池3、分离废液池4、发光底物进样池5、检测窗口6；所述的各池之间由微管道相连通；其中微管道分为待测样品进样通道7、分离通道8、发光底物进样通道9；所述的分离通道8为简单的直通道，由待测样品池3至分离废液池4；所述的待测样品的进样通道7的两端分别为分离通道8和待测样品池3，待测样品进样通道7与分离通道8的交汇点为微流控芯片的十字交叉口10；检测窗口6位于微流控芯片的十字交叉口10与分离废液池4之间的分离通道8上；所述的发光底物进样通道9的两端分别连接检测窗口6处的分离通道8和发光底物进样池5。所述的分离缓冲液池1、样品废液池2、待测样品池3、分离废液池4、发光底物进样池5的里面分别安装有电极，且这些电极分别通过各自对应的电极与高压电源相连。所述的发光底物的进样通道9与分离通道垂直相连通，易于形成样品和底物有效的混合和反应。所述的微流控芯片的制作材料选自(基片和盖片)玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷等透明性高聚物、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯中的一种或一种以上的任意共聚物。本专利技术的微流控芯片上的所有通道的驱动方式都为电渗进样方式，形式简单、统一，易于高密度集成。基于以上的单通道电泳分离和在线化学发光检测而形成的阵列毛细管电泳分离和化学发光冷CCD扫描成像的芯片体系可以进行高通量的检测。本专利技术的微流控芯片用于临床多种肿瘤标志物同步分析和肿瘤的早期诊断，使用该微流控芯片可进行多种肿瘤标志物的快速同步分离和检测。本专利技术采用高效快速的发光底物是通用试剂鲁米诺或APS-5(美国Lumigen公司)，其中APS-5的结构如下 它们分别对应常用的酶标记物辣根过氧化物酶(HRP)和碱性磷酸酶(ALP)，用于临床肿瘤的早期诊断；其中鲁米诺对应辣根过氧化物酶，APS-5对应碱性磷酸酶检测系统。用于本专利技术免疫分析用微流控芯片的特异性抗体可以为抗蛋白抗体、抗核酸抗体或抗激素小分子抗体。本专利技术具有简单的芯片构造，制作简单，分离效率高，检测灵敏度高，将该微流控芯片用于临床肿瘤的早期诊断分析系统成本低易于推广。附图说明图1.本专利技术实施例1的微流控芯片的结构示意图。图2.本专利技术实施例1的AFP和AFP-mAb-ALP芯片电泳分离图谱。图3.本专利技术实施例1的甲胎蛋白芯片电泳分离图谱。图4.本专利技术实施例1的根据AFP-mAb-ALP分离检测峰的峰高得到的工作曲线。图5.本专利技术实施例2的癌胚抗原芯片电泳分离图谱。图6.本专利技术实施例2的根据CEA-mAb-ALP分离检测峰的峰高得到的工作曲线。图7.本专利技术实施例3的含有甲胎蛋白和癌胚抗原的血清芯片电泳分离图谱。附图标记1.分离缓冲液池 2.样品废液池 3.待测样品池4.分离废液池5.发光底物进样池 6.检测窗口7.待测样品进样通道 8.分离通道9.发光底物进样通道10.微流控芯片的十字交叉口具体实施方式实施例1芯片设计和制作(1)按图1所示的结构设计制作微流控芯片。在玻璃基片上使用金刚石钻头分别打出1～3mm的分离缓冲液池1、样品废液池2、待测样品池3、分离废液池4、发光底物进样池5；各池之间由宽100μm，深30μm(弱酸性玻璃腐刻液BOE溶液，湿法刻蚀1小时得到)的微管道相连通；其中待测样品池3至分离废液池4的直通分离通道8长为4cm；待测样品池3和分离通道8之间由待测样品的进样通道7相连通，待测样品进样通道7与分离通道8相通的交汇点为微流控芯片的十字交叉口10；一检测窗口6位于微流控芯片的十字交叉口10与分离废液池4之间的分离通道8上；在检测窗口6处的分离通道8和发光底物进样池5之间由发光底物进样通道9相连通。所述的分离缓冲液池1、样品废液池2、待测样品池3、分离废液池4、发光底物进样池5的里面分别安装有电极，且这些电极分别通过各自对应的电极与高压电源相连。然后将一微流控芯片的盖片覆盖在基片上。(2)以肝癌的肿瘤标志物甲胎蛋白(AFP)为例，该蛋白为单链糖蛋白，分子量约65～70KD。首先将含AFP的血清与mAb-ALP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控芯片，是集成分离和在线化学发光检测为一体，微流控芯片上的所有通道的驱动方式都为电渗进样方式，其特征是：所述的微流控芯片由基片和盖片组成，在基片上设有分离缓冲液池（１）、样品废液池（２）、待测样品池（３）、分离废液池（４）、发光底物进样池（５）、检测窗口（６）；所述的各池之间由微管道相连通；其中微管道分为待测样品进样通道（７）、分离通道（８）、发光底物进样通道（９）；所述的分离通道（８）由待测样品池（３）至分离废液池（４）；所述的待测样品的进样通道（７）的两端 分别为样品废液池（２）和分离缓冲液池（１），待测样品进样通道（７）与分离通道（８）的交汇点为微流控芯片的十字交叉口（１０）；检测窗口（６）位于微流控芯片的十字交叉口（１０）与分离废液池（４）之间的分离通道（８）上；所述的发光底物进样通道（９）的两端分别连接检测窗口（６）处的分离通道（８）和发光底物进样池（５）；所述的分离缓冲液池（１）、样品废液池（２）、待测样品池（３）、分离废液池（４）、发光底物进样池（５）的里面分别安装有电极，且这些电极分别通过各自对应的电极与高压 电源相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高云华，李成武，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]