一种荧光磁珠微流控芯片及其分析仪器制造技术

本发明专利技术公开了一种荧光磁珠微流控芯片，可根据驱动力和反应步骤分为四种不同布局，分别为负压一步法，负压两步法，正压一步法，正压两步法；本发明专利技术还公开了具有荧光磁珠微流控芯片的分析仪器，包含仪器框架、定量加样装置、清洗液储仓、废液储仓、负压控制泵、气泵挤压装置、反应区磁场、发光检测系统、控制分析模块和软件系统等，芯片放入仪器后，点击开始测试，仪器可自动完成所有操作。可自动完成所有操作。可自动完成所有操作。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光磁珠微流控芯片及其分析仪器


[0001]本专利技术涉及一种利用荧光微球、磁珠、微流控芯片和分析仪器实现分析物高灵敏、定量检测系统，可实现病原体、重大疾病(如肿瘤、心血管疾病)、违禁药品、毒品检测、食品安全等分析物的准确、高灵敏、定量检测，属于微流控芯片检测


技术介绍

[0002]微流控芯技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元，通过微细加工技术集成到一块芯片上,具有微型化、集成化、分析速度快、试剂消耗少等显著优点。
[0003]现有的微流控芯片液体驱动以离心法和毛细管作用为主，混合和反应采用弯曲管道或混合区内置立柱方式，混合效率低，反应效果差，如公开号为“CN106807461A”和“CN108181458A”的中国专利；另外用于定量检测的微流控芯片使用化学发光法，试剂组份多，反应过程复杂，造成微流控芯片多层结构，制备繁琐，如公开号为“CN201510696706”的中国专利。

技术实现思路

[0004]为了解决以上问题，本专利技术提供一种荧光磁珠微流控芯片及其分析仪器，该微流控芯片以荧光探针为标记物，以免疫磁珠为捕获物，试剂用量少，集成化高，荧光探针和捕获磁珠易复溶、混合迅速、均相反应，具有快速、准确、线性范围宽、高通量、稳定等优点。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种荧光磁珠微流控芯片，包括顶板和底板，其中顶板和底板的设置为如下其中一种：
[0006]负压一步法：顶板中依次设置有加样口、清洗液入口、负压接口，底板中依次设置有样本处理区、过滤区、反应区、负压区；加样口与样本处理区、清洗液入口和反应区、负压接口与负压区分别对应设置；样本处理区与过滤区相通；过滤区与反应区、反应区与负压区分别通过微通道相连接，微通道中均设有微阀，分别为1#微阀、2#微阀；
[0007]负压两步法：顶板中依次设置有加样口、1#清洗液入口、2#清洗液入口、负压接口，底板中依次设置有样本处理区、过滤区、1#反应区、2#反应区、负压区；加样口与样本处理区、1#清洗液入口与1#反应区、2#清洗液入口与2#反应区、负压接口与负压区分别对应设置；样本处理区与过滤区相通；过滤区与1#反应区、1#反应区与2#反应区、2#反应区与负压区、1#反应区与负压区分别通过微通道相连接，微通道中均设有微阀，分别为1#微阀、3#微阀、4#微阀、2#微阀；
[0008]正压一步法：顶板中依次设置有加样口、气泵接口、废液池气孔，底板中依次设置有清洗液储池、正压区、样本处理区、过滤区、反应区、废液池；加样口与样本处理区、气泵接口与正压区、废液池气孔与废液池分别对应设置；样本处理区与过滤区相通；清洗液储池与正压区、正压区与样本处理区、过滤区与反应区、反应区与废液池、清洗液储池与反应区分别通过微通道相连接，微通道中均设置有微阀，分别为3#微阀、1#微阀、2#微阀、5#微阀、4#
微阀；
[0009]正压两步法：顶板中依次设置有加样口、气泵接口、废液池气孔，底板中依次设置有清洗液储池、正压区、样本处理区、过滤区、1#反应区、2#反应区、废液池；加样口与样本处理区、气泵接口与正压区、废液池气孔与废液池分别对应设置；样本处理区与过滤区相通；清洗液储池与正压区、正压区与样本处理区、过滤区与1#反应区、1#反应区与2#反应区、2#反应区与废液池、清洗液储池与1#反应区、清洗液储池与2#反应区、1#反应区与废液池分别通过微通道相连接，微通道中均设置有微阀，分别为3#微阀、1#微阀、2#微阀、5#微阀、8#微阀、4#微阀、7#微阀、6#微阀。
[0010]进一步地，所述微流控芯片的液体驱动为负压控制泵或正压气泵。
[0011]进一步地，还包括如下特征中的一个或多个：样本处理区用于装载样本处理液；过滤区装载了红细胞滤血膜；清洗液储池用于装载清洗液；废液池装载了吸水材料；负压一步法/正压一步法中，反应区用于装载干燥的荧光探针和捕获磁珠混合粉末；负压两步法/正压两步法中，1#反应区用于装载干燥的捕获磁珠粉末，2#反应区用于装载干燥的荧光探针粉末。
[0012]进一步地，该荧光探针是荧光微球偶联抗体或抗原或二抗或核酸的复合物，该捕获磁珠是磁珠偶联抗体或抗原或二抗或核酸的复合物；
[0013]进一步地，样本处理区、过滤区、清洗液储池、反应区、废液池是圆形、椭圆形、多边形或不规则形。
[0014]进一步地，还包括如下特征中的一个或多个：所述芯片材料为石英、玻璃、PDMS、PMMA、PS、PC、COC或COP；顶板为光滑透明的平板；顶板和底板通过超声焊接或胶水粘接或双面胶带粘接密封固定在一起。
[0015]本专利技术还提供一种荧光磁珠微流控芯片配套的分析仪器，包括仪器框架，所述荧光磁珠微流控芯片安装在所述仪器框架中。
[0016]进一步地，还包括如下特征中的一种或多个：定量加样装置、清洗液储仓、废液储仓、负压控制泵、气泵挤压装置、反应区磁场、发光检测系统、控制分析模块、软件系统。
[0017]进一步地，还包括如下特征中的一种或多个：所述清洗液储仓与所述微流控芯片的清洗液入口可通断地连通；所述废液储仓与所述负压控制泵的排液口可通断地连通；所述负压控制泵与所述微流控芯片的负压接口可通断地连通，是为了获得芯片中液体流动所需的负压驱动力；所述气泵挤压装置布设于所述微流控芯片的气泵接口一侧，是为了获得芯片中液体流动所需的正压驱动力；所述反应区磁场为外置于微流控芯片反应区的上方和下方一对电磁铁构成；所述控制分析模块可控制两块电磁铁交替呈现磁性状态或任一块呈现磁性状态，从而控制反应区里的磁珠处于运动状态或积聚在反应区某一小块区域；所述发光检测系统与微流控芯片中含有荧光探针的反应区对应设置，并包含可发射某一波长激光的功能和可检测某一波长荧光强度的功能。
[0018]进一步地，所述样本处理液为含有表面活性剂、醇类的缓冲液，作用是稀释或解离或转化分析物，以及中和干扰物；所述滤血膜作用是过滤全血样本的红细胞；所述清洗液为含有BSA、表面活性剂的缓冲液，作用为清洗反应区去除未参与反应的组份。
[0019]进一步地，所述的荧光微球的直径为10～500nm，荧光发射波长范围为400～800nm；荧光微球核壳材质为聚苯乙烯或聚烷基氰基丙烯酸酯或二氧化硅，微球表面修饰活
性基团为氨基、羧基、巯基或链霉素亲和素中的任意一种，荧光微球内包裹荧光物质，所述荧光物质包括罗丹明、异硫氰酸荧光素、藻红蛋白、叶绿素蛋白、镧系元素化合物、量子点、碘化丙啶；优选地，荧光微球为聚苯乙烯包裹铕化学物的纳米微粒，直径200nm，表面修饰基团为羧基，激发波长365nm，发射波长610nm。
[0020]进一步地，所述磁珠的直径为0.1μm～10μm，磁珠核壳材质为聚苯乙烯或聚烷基氰基丙烯酸酯或葡聚糖，磁珠表面修饰活性基团为氨基、羧基、巯基或链霉素亲和素中的任意一种，磁珠内包裹磁性微粒，所述磁性微粒为一种或几种磁性金属氧化物微粒(如铁、钴、镍及其化合物)组成；优选地，磁珠为为聚苯乙烯包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光磁珠微流控芯片，其特征在于，包括顶板和底板，其中顶板和底板的设置为如下其中一种：负压一步法：顶板中依次设置有加样口(11)、清洗液入口(12)、负压接口(13)，底板中依次设置有样本处理区(14)、过滤区(15)、反应区(16)、负压区(17)；加样口(11)与样本处理区(14)、清洗液入口(12)和反应区(16)、负压接口(13)与负压区(17)分别对应设置；样本处理区(14)与过滤区(15)相通；过滤区(15)与反应区(16)、反应区(16)与负压区(17)分别通过微通道相连接，微通道中均设有微阀，分别为1#微阀(F11)、2#微阀(F12)；负压两步法：顶板中依次设置有加样口(21)、1#清洗液入口(22)、2#清洗液入口(23)、负压接口(24)，底板中依次设置有样本处理区(25)、过滤区(26)、1#反应区(27)、2#反应区(28)、负压区(29)；加样口(21)与样本处理区(25)、1#清洗液入口(22)与1#反应区(27)、2#清洗液入口(23)与2#反应区(28)、负压接口(24)与负压区(29)分别对应设置；样本处理区(25)与过滤区(26)相通；过滤区(26)与1#反应区(27)、1#反应区(27)与2#反应区(28)、2#反应区(28)与负压区(29)、1#反应区(27)与负压区(29)分别通过微通道相连接，微通道中均设有微阀，分别为1#微阀(F21)、3#微阀(F23)、4#微阀(F24)、2#微阀(F22)；正压一步法：顶板中依次设置有加样口(31)、气泵接口(33)、废液池气孔(34)，底板中依次设置有清洗液储池(38)、正压区(37)、样本处理区(35)、过滤区(36)、反应区(39)、废液池(310)；加样口(31)与样本处理区(35)、气泵接口(33)与正压区(37)、废液池气孔(34)与废液池(310)分别对应设置；样本处理区(35)与过滤区(36)相通；清洗液储池(38)与正压区(37)、正压区(37)与样本处理区(35)、过滤区(36)与反应区(39)、反应区(39)与废液池(310)、清洗液储池(38)与反应区(39)分别通过微通道相连接，微通道中均设置有微阀，分别为3#微阀(F33)、1#微阀(F31)、2#微阀(F32)、5#微阀(F35)、4#微阀(F34)；正压两步法：顶板中依次设置有加样口(41)、气泵接口(43)、废液池气孔(44)，底板中依次设置有清洗液储池(410)、正压区(47)、样本处理区(45)、过滤区(46)、1#反应区(48)、2#反应区(411)、废液池(49)；加样口(41)与样本处理区(45)、气泵接口(43)与正压区(47)、废液池气孔(44)与废液池(49)分别对应设置；样本处理区(45)与过滤区(46)相通；清洗液储池(410)与正压区(47)、正压区(47)与样本处理区(45)、过滤区(46)与1#反应区(48)、1#反应区(...

【专利技术属性】
技术研发人员：于龙波，于永涛，黎权，
申请(专利权)人：广州华澳生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：