[發明專利]微流體系統

有效

• 申請號: 201280056545.3
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN103930210B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 讓-路易斯·維伊瓦;勞倫特·馬拉奎因;斯特凡諾·貝戈洛;阿納斯·阿里謝里夫;斯蒂芬妮·德斯克羅伊斯
• 申請（專利權）人: 國家科學研究中心;皮埃爾與瑪麗·居里-巴黎第六大學;法國國家(由防御部的部長所代表)
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 楊黎峰;石磊

本發明涉及一種微流體系統，微流體系統包括：包含多個兩種不混溶流體的元件的微通道，該微通道包括包含磁性粒子(M)的液滴(30)；和用于在所述微通道內產生磁場的裝置，所述裝置包含可激活的磁性元件，所述可激活的磁性元件包含尖端(5,6)，所述微流體系統配置成通過流或者通過壓力差來傳送所述液滴。

技術領域

本發明涉及微流體裝置和方法，尤其是用于磁控制磁性粒子的微流體裝置和方法，以及其在分析物的檢測和/或量化中的用途。

背景技術

免疫測定法是一種廣泛應用在對于疾病生物標志物篩選的臨床研究和醫療診斷中的功能強大的技術。該方法的顯著的特異性和靈敏度歸因于在樣本內的大范圍材質中的抗體和其靶標之間的分子識別。大多數測定方法是異質的：免疫復合物形成到固體表面上，通常形成到微量滴定板的底部上，并且在檢測之前，通過數次洗滌步驟除去未結合的分子。然而，這種安排呈現出多個缺陷，其中，低的捕獲面積和表面與體積之比是最主要的，因為它們與免疫測定方法的靈敏度直接相關。

作為用于執行生物標志物捕獲的固體載體的磁性微粒子的出現能夠克服這些問題中的一個問題。微珠顯示出具有重要的粘合能力的大的比表面，該粘合能力提供較好的捕獲功效。另外，由于磁性微粒子的超順磁特性，它們易于處理使多個免疫測定法分離和洗滌步驟更快地實施的情況。由于微流體的樣式，隨著反應時間的增加，大型捕獲區域的聯接能夠實現在幾分鐘內以良好的靈敏度檢測生物標志物的醫療點平臺。

免疫凝集是最簡易且最快速的一步式免疫測定法之一。它在于：在具有至少兩個結合位點的靶標存在的情況下，使用功能化的珠形成聚集體[15]。該簡易過程被廣泛地應用于免疫診斷學，但仍受聚集體形成的緩慢歷程所限制。基于微流體的多個策略已經顯示出能夠縮短反應時間且提高靈敏度，但是這些過程仍是費力的[16]。

目前，在微流體中所進行的大多數珠式ELISA以連續流的形式實施，但是由于處理和抽吸原因導致液體體積不能小于幾微升。對于某個臨床診斷應用而言，需要減小免疫測定法的體積，在該臨床診斷應用中，該體積樣本確實可以少量地存在，例如新生兒的血液樣本。另外，對于一些應用而言，減小樣本體積或試劑體積是重要的，在這些應用中，大量標準或材料或樣本需要被篩選，如藥物篩選、高通量篩選、組合化學、系統生物學、數字生物學、合成生物學等情況。在大多數國家中已經建立了新生兒疾病的篩選(Clague&Thomas，2002)[5]，但對這些樣本的子微升反應會有機會從采集的相同樣本體積進行多個分析。液滴微流體能夠處理小的自封閉體積。然而，多步驟反應不易于利用常見的液滴控制(例如，合并和分裂)來執行，這是磁性液滴處理提供簡易方式以克服這些難題且在數字微流體平臺上執行珠式測定的原因。

多個方法已經被用于控制磁性粒子，以在綜合系統內進行生物分析。首先，Shikida等人(Shikida等人，2006a)(Shikida等人，2006b)[6]和[7]介紹了在微流體系統中分散在油中的兩個水滴之間的珠轉移。由于動磁和閘控結構，通過分裂包含粒子的小液滴來進行提取以在提取期間保持該液滴。液滴體積已經從約40微升減小至幾微升，以便進行PCR擴增(Tsuchiya等人，2008)[3]。基于該文獻，磁性珠控制的多個示例在數字微流體上得以說明。大多數示例為2D平臺，2D平臺能夠被分為兩組：一組為利用可移動磁體從放置到表面上的液滴中提取珠(Zhang等人，2010)[8](Long等人，2009)[9]，另一組為基于電潤濕裝置，其中，使液滴移動靠近固定磁體(Sista等人，2008)[1]。盡管所有的這些系統都能夠執行多個步驟分析測定，但是它們并不是簡單且易于操作的，主要是由于液滴形成和定位到表面上和/或要實現的磁體移動。Lehmann等人(Lehmann等人，2006)[10]記錄了一種平臺，該平臺將線圈陣列集成在PCB襯底上，該PCB襯底與疏水性/親水性表面圖案結構聯接以分裂液滴。盡管該集成，但是系統復雜性高度地增大且液滴體積和珠數量仍在微升和幾百微克的范圍內。