【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于芯片，涉及一种图案化超浸润芯片、制备方法及应用。
技术介绍
1、传统的水环境样本以及临床样本中痕量细胞、细菌、外泌体、病毒的精准捕获技术主要分为两种，即物理捕获和捕获探针捕获。随着越来越多人的研究，这两种捕获技术都已经越来越成熟，但是仍存在很大的缺陷，包括捕获的灵敏度低、成本高、检测效率低、时间长、稳定性差以及捕获条件苛刻等方面。
2、图案化超浸润芯片是一种生物芯片，能将样品的反应、制备、分离、捕获等生化实验的基本操作集成到很小的芯片上，具有高灵敏度、高集成、高通量、高效率等多种优势，在痕量目标物研究中备受关注。如以芯片为平台来分离捕获外周血中的循环肿瘤细胞，可以充分发挥芯片本身微量、高效、易于自动化和集成化的优势，最终实现对临床血液中循环肿瘤细胞的快速精准分析，在肿瘤的早期诊断、复发与转移监测以及抗肿瘤药物评价等多个领域具有重要的应用空间。
3、但现阶段的生物芯片主要采用微机电加工技术，利用硅片、聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯等材料制备而成，这种芯片存在如下弊端：一是封闭式的系统设计复杂，制备流程繁琐，成本较高，进样取样都较难操作；二是需要根据捕获的痕量目标物种类的不同修改芯片的通道参数，功能拓展很难实现；三是在筛选精度和筛选效率方面仍存在较大的提升空间。
4、现阶段主要通过在有限长的微通道内基底表面上进行多种界面优化，以提高目标病原体与基底界面上捕获探针的结合效率。具体界面优化的措施主要围绕三个方面：(1)基于作用路径设计：增加水相样本中目标物与活性基底的作用路径，比如s型
5、因此，如何提供一种精准、高效、简单的图案化超浸润芯片、制备方法及应用是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种图案化超浸润芯片、制备方法及应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种图案化超浸润芯片，包括：芯片本体；
4、芯片本体上设置有超滑轨道；
5、所述超滑轨道外侧紧密连接有超疏水区域；
6、所述超滑轨道内修饰有捕获探针。
7、上述技术方案的有益效果至少包括：为了精准和高效捕获待测样品中的痕量目标物，本专利技术构思巧妙之处在于构建超滑轨道，使其待测样品液滴在超滑轨道上进行无限循环滚动，通过捕获探针精准快速捕获痕量目标物；同时在超滑轨道外侧紧密构建的超疏水区域，可以进一步限定待测样品液滴在既定的轨道上循环滚动，进而高效捕获痕量目标物。
8、优选的，所述超滑轨道的宽度为1-10mm。
9、上述操作的有益效果为：超滑轨道的宽度可以根据液滴的大小随意更改，使其适用于不同种类的痕量目标物的捕获。
10、进一步，所述超滑轨道为硅烷化或烷基化超滑轨道。
11、上述操作的有益效果为：不同与现阶段的生物芯片设计，本专利技术超滑轨道修饰捕获探针后，仍具有良好的滑动性和坚强的耐滑性，在外界驱动力的作用下，液滴兼具两种转动方式：一方面，液滴在超滑轨道内以“公转”的方式绕着超滑轨道无限次循环绕行。另一方面，液滴在“公转”的同时，由于超滑轨道的滑动性以及超疏水区域的作用，液滴在超滑轨道内以“滚动”而非“滑动”方式前进，此时液滴内部因滚动而呈现涡流态，进而液体整体上会呈现“自转”状态，“自转”过程中液滴中全部目标物均会通过液滴与超滑轨道的接触面接触。综上，本专利技术设计的芯片可使液滴以“自转”和“公转”方式，在超滑轨道上无限次循环绕行，极大的增加了液滴的运行路径，使得要捕获的目标物与捕获界面的作用机会倍增，大大提高了捕获效率和精准性。
12、优选的，芯片本体可设计为平面或立体。
13、更进一步，芯片本体可设计为筒体结构。
14、本专利技术的另一目的在于提供一种图案化超浸润芯片的制备方法，包括如下步骤：
15、1)芯片本体的预处理：
16、2)超滑界面的制备：
17、用试剂对所述芯片本体处理，获得超滑界面或超滑轨道；
18、3)根据设计的超滑轨道在所述超滑界面上构建超疏水区域，所述超疏水区域之间形成所述超滑轨道；
19、或，在所述超滑轨道外侧构建超疏水区域；
20、4)在所述超滑轨道上生物化修饰捕获目标物的捕获探针。
21、优选的，在步骤1)中，所述芯片本体的材质包括但不限于石英材料。
22、芯片本体的预处理过程如下：将芯片本体依次置于丙酮和无水乙醇中进行超声处理，并干燥；所述超声功率为0.3-0.5w/cm2，温度为20-100℃，时间不少于5min。
23、芯片本体预处理的目的是去除芯片本体的颗粒物、油污等杂物，有利于超滑界面的制备。
24、优选的，在步骤2)中，所述试剂可任意选择为对芯片本体处理后可获得超滑界面或轨道的试剂，并不限于soc试剂。
25、更优选的，在步骤2)中，所述试剂可以选择为soc试剂，若为soc试剂则包括：异丙醇、二甲基二甲氧基硅烷、浓硫酸，质量比为100:10:1。
26、本专利技术的另一目的在于提供一种图案化超浸润芯片装置，包括图案化超浸润芯片，还包括：用于驱动液滴定向运动的动力装置。
27、优选的，所述动力装置包括但不限于机械驱动，电力驱动、磁场驱动或新能源驱动等方式。
28、进一步，所述动力装置选用机械驱动或电荷驱动方式。
29、更优选的，所述动力装置选用机械驱动。
30、优选的，所述超疏水区域构建的主要目的是：待测样品液滴在既定的超滑轨道内进行无限循环滚动，不偏离任何方向，因此，任何可实现上述目的的材料均可沿超滑轨道外侧紧密构建超疏水区域。
31、再者，根据所述驱动装置所选择的驱动方式，选择合适的超疏水区域的材料，例如：
32、所述超疏水区域可采用纳米级微孔ptfe滤膜材料，且所述纳米级微孔ptfe滤膜经ots复合溶液处理，此时，动力装置优选为机械驱动方式。
33、或，所述超疏水区域采用纳米级微孔复合压电薄膜材料，且所述纳米级微孔复合压电薄膜经wns试剂处理，此时，动力装置优选为电荷驱动方式。
34、本专利技术的另一目的在于提供一种痕量目标物捕获的方法，利用图案化超浸润芯片装置，具体为：
35、将待测样品滴至所述超滑轨道上，开启动力装置，液滴在所述超滑轨道上无限滚动，用缓冲液冲洗后，捕获到痕量目标本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种图案化超浸润芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种图案化超浸润芯片，其特征在于，所述超滑轨道的宽度为1-10mm；
3.一种图案化超浸润芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.一种图案化超浸润芯片装置，其特征在于，包括权利要求1或2所述的图案化超浸润芯片，还包括：用于驱动液滴定向运动的动力装置。
5.一种痕量目标物捕获的方法，其特征在于，利用权利要求4所述的图案化超浸润芯片装置，具体为：
6.根据权利要求5所述的痕量目标物捕获的方法，其特征在于，所述痕量目标物为细胞、细菌、外泌体或病毒。
7.根据权利要求6所述的痕量目标物捕获的方法，其特征在于，所述待测样品的液滴体积为100-1000μL，滚动时间为40-120min，温度为36-38℃，湿度为70-74％。
【技术特征摘要】
1.一种图案化超浸润芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种图案化超浸润芯片，其特征在于，所述超滑轨道的宽度为1-10mm；
3.一种图案化超浸润芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.一种图案化超浸润芯片装置，其特征在于，包括权利要求1或2所述的图案化超浸润芯片，还包括：用于驱动液滴定向运动的动力装置。
5.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙英男，王倩，刘可心，孙得志，刘永书，邢昆明，张书圣，
申请(专利权)人：临沂大学，
类型：发明
国别省市：
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