一种微流控芯片及其制备方法与结合两步微球竞争法在C-反应蛋白检测中的应用技术

本发明专利技术公开了一种微流控芯片及其制备方法与结合两步微球竞争法在C

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片及其制备方法与结合两步微球竞争法在C
‑
反应蛋白检测中的应用


[0001]本专利技术属于血液检测
，具体涉及一种微流控芯片及其制备方法与结合两步微球竞争法在C
‑
反应蛋白检测中的应用。

技术介绍

[0002]C
‑
反应蛋白(C
‑
reactive protein，CRP)是由肝脏合成的一种急性时相反应蛋白，相对分子质量约为120000，是由5个相同的单体以非共价键构成的。CRP 作为全身性炎症反应早期检测的灵敏指标，已在临床许多疾病的诊断、治疗和预后中广泛应用。根据血清、血浆或全血中CRP的浓度水平，可以有效的判断有无感染、疾病的危险程度及疾病是否处于活动期。
[0003]目前关于CRP的传统检测方法包括：(1)单向免疫扩散法：单向免疫扩散法重复性好，不需要特殊仪器检测，但易出现假阴性，需稀释重检；(2)免疫比浊法：灵敏度为5.0mg/L，需要自动生化分析仪和自动化免疫测定仪等大型的仪器，耗时长且操作复杂，所需的样品量较大；(3)胶乳凝集法：灵敏度为1.0 mg/L，是一种半定量的检测方法，现在已很少使用；(4)化学发光法：该方法特异性强、线性范围宽，但其检测时间长、需要特定的环境和操作人员；(5) 放射免疫测定法：放射免疫测定灵敏度很高，为3μg/L，但存在有同位素污染等问题。此外还有基于免疫层析法的免疫层析试纸条。免疫层析试纸虽然携带方便，其灵敏度却不高，部分试纸也只能实现定性检测或半定量检测 (CN206235627U、CN201096787等)。
[0004]微流控芯片因其结构尺寸小、通量高、样品及试剂消耗小、分析速度快、成本低等优势在近些年迅速普及。微流控芯片的研究是目前分析仪器发展的前沿，用不同材料来加工微流控芯片的技术也在不断发展。传统的微流控芯片是以PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)或硅片为材料，在其上光刻各种微细的结构或是使用光刻和蚀刻的技术制造模板(CN1699984A、 CN203663854U等)。但是该技术需要的设备为昂贵的光刻机或激光雕刻，而且还需要使用光刻胶、显影剂等化学试剂，操作工艺繁琐复杂，光刻的过程会产生辐射，并且化学试剂对实验员的身体也有一定的危害，对实验室有一定的要求。
[0005]可视化作为一种简单、直接、快速的方法，已在许多平台上得到了发展。例如比色法是酶联免疫吸附测定(ELISA)中使用最广泛的方法之一，其利用简单直观的颜色变化来得到结果。但当前的可视化平台大多为定性结果，若要实现定量则需要其他的仪器和设备来检测(CN101017176A等)，在资源匮乏的地区很难实现。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足和缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种微流控芯片，该微流控芯片可裸眼量化微球数量，直接读出微球数量。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供上述微流控芯片的制备方法，该微流控微球堆积芯片的加工方法经济性好、适应性强。
[0008]本专利技术的第三目的在于提供上述微流控芯片结合两步微球竞争法在C
‑
反应蛋白检测中的应用。
[0009]本专利技术的首要目的通过下述技术方案实现：
[0010]一种微流控芯片，包括位于顶部的PDMS芯片、中部的PDMS薄膜和底部的基板，所述PDMS芯片内设置有不同形状的微通道或微通道阵列、溶液出口和溶液进口，所述溶液进口位于微通道或微通道阵列起始端，所述溶液出口位于微通道或微通道阵列的末端。
[0011]优选地，所述PDMS薄膜厚度小于微球直径，所述PDMS薄膜上设置有一个圆孔；所述微通道或微通道阵列与PDMS薄膜形成封闭通道，通道末端覆盖在圆孔之上形成开口；所述溶液出口位于PDMS薄膜的圆孔部分。
[0012]微流控芯片在工作过程中，通过从溶液进口注入溶液后，溶液只能经微通道或微通道阵列从开口处流向圆孔处的出口，在此过程中，而微球直径大于 PDMS薄膜厚度，无法被排出，因此从通道末端开始堆积，形成可视化堆积线；所述基板采用的材料为玻璃或硅片等。
[0013]本专利技术的第二目的通过下述技术方案实现：
[0014]一种微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)PMMA(Polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)阴模的制备：通过传统机加工方式(如数控加工中心)制备得到微通道或微通道阵列(其高度尺寸根据被堆积微球尺寸决定如12μm微球，可采用20μm以上宽度；其宽度尺寸至少应保证在100μm以上，以满足人眼可视化的要求)的PMMA阴模；
[0016](2)PDMS阳模的制备：将PDMS浇注到步骤(1)得到的PMMA阴模上，抽真空使PDMS填满孔隙、不留气泡；进行烘干处理，使浇注到PMMA阴模中的PDMS固化成型，将PDMS从PMMA阴模中脱出得到有凸起的微通道或微通道阵列的PDMS阳模；
[0017](3)将步骤(2)中得到的PDMS阳模用等离子清洗机处理后，通过使用 1H,1H,2H,2H
‑
全氟辛基三氯硅烷进行化学气相沉积对其进行硅烷化，以便于后续PDMS之间的分离；
[0018](4)微球堆积芯片的制备：将PDMS浇注到步骤(3)中硅烷化PDMS阳模上，抽真空使PDMS填满孔隙、不留气泡；进行烘干处理，使浇注到硅烷化 PDMS阳模上的PDMS固化成型，将PDMS脱出得到有微通道或微通道阵列的PDMS芯片；
[0019](5)PDMS薄膜的制备：取一光滑的圆盘置于高速匀胶机中央，在圆盘中心滴加少量PDMS，根据被堆积微球尺寸设定离心参数(如对于12μm微球，可采用5800
‑
6000RPM的转速，匀胶30分钟)，匀胶后PDMS均匀涂覆在圆盘表面，烘干后得到PDMS薄膜；
[0020](6)在步骤(4)中所得到的有微通道或微通道阵列的PDMS芯片上进行打孔，设置溶液出入口；
[0021](7)在步骤(5)中所得到的PDMS薄膜上进行打孔，得到带有圆孔的PDMS 薄膜；
[0022](8)将步骤(6)设置有进出口和微通道或微通道阵列的PDMS芯片与步骤7)中得到的带有圆孔的PDMS薄膜用等离子清洗机处理后键合；
[0023](9)将步骤(8)中与PDMS薄膜粘合后的PDMS芯片与基板玻片用等离子清洗机处理后键合，得到可裸眼量化微球数量的微流控微球堆积芯片。
[0024]其中，步骤(1)中的微通道或微通道阵列可以是任意形状、任意数量。
[0025]其中，步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)的烘干温度均为70℃；步骤(2) 烘干时间为8h，
步骤(4)为8h，步骤(5)为10h。
[0026]其中，步骤(3)、步骤(8)、步骤(9)中等离子清洗机处理的时间分别为 5～10min、1min、1min。
[0027]其中，步骤(5)的离心转速根据实际需求进行设定。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括位于顶部的PDMS芯片、中部的PDMS薄膜和底部的基板，所述PDMS芯片内设置有不同形状的微通道或微通道阵列、溶液出口和溶液进口，所述溶液进口位于微通道或微通道阵列起始端，所述溶液出口位于微通道或微通道阵列的末端。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述PDMS薄膜厚度小于微球直径，所述PDMS薄膜上设置有一个圆孔；所述微通道或微通道阵列与PDMS薄膜形成封闭通道，通道末端覆盖在圆孔之上形成开口；所述溶液出口位于PDMS薄膜的圆孔部分。3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述基板采用的材料为玻璃或硅片。4.一种微流控芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)PMMA阴模的制备：通过传统机加工方式制备得到微通道或微通道阵列的PMMA阴模；(2)PDMS阳模的制备：将PDMS浇注到步骤(1)得到的PMMA阴模上，抽真空使PDMS填满孔隙、不留气泡；进行烘干处理，使浇注到PMMA阴模中的PDMS固化成型，将PDMS从PMMA阴模中脱出得到有凸起的微通道或微通道阵列的PDMS阳模；(3)将步骤(2)中得到的PDMS阳模用等离子清洗机处理后，通过使用1H,1H,2H,2H
‑
全氟辛基三氯硅烷进行化学气相沉积对其进行硅烷化，以便于后续PDMS之间的分离；(4)微球堆积芯片的制备：将PDMS浇注到步骤(3)中硅烷化PDMS阳模上，抽真空使PDMS填满孔隙、不留气泡；进行烘干处理，使浇注到硅烷化PDMS阳模上的PDMS固化成型，将PDMS脱出得到有微通道或微通道阵列的PDMS芯片；(5)PDMS薄膜的制备：取一光滑的圆盘置于高速匀胶机中央，在圆盘中心滴加少量PDMS，根据被堆积微球尺寸设定离心参数(如对于12μm微球，可采用5800
‑
6000RPM的转速，匀胶30分钟)，匀胶后PDMS均匀涂覆在圆盘表面，烘干后得到PDMS薄膜；(6)在步骤(4)中所得到的有微通道或微通道阵列的PDMS芯片上进行打孔，设置溶液出入口；(7)在步骤(5)中所得到的PDMS薄膜上进行打孔，得到带有圆孔的PDMS薄膜；(8)将步骤(6)设置有进出口和微通道或微通道阵列的PDMS芯片与步骤7)中得到的带有圆孔的PDMS薄膜用等离子清洗机处理后键合；(9)将步骤(8)中与PDMS薄膜粘合后的PDMS芯片与基板玻片用等离子清洗机处理后键合，得到可裸眼量化微球数量的微...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔鑫，黄若冬，全瑾，梁碧霞，马栋，李楠，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：