[發明專利]一種刻度式定量即時診斷微流控芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 201410148838.5
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103934049A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 徐峰;崔興業;胡杰;盧天健
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N35/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及生物醫學即時診斷領域，特別涉及一種刻度式定量即時診斷微流控芯片及其制備方法。

背景技術

微流控芯片提供了一種高效、快速的新型反應平臺，其利用先進的微納加工技術將傳統生化分析方法中所需的樣品預處理、反應、分離和檢測等集成到一塊芯片上（因此也被稱作芯片實驗室），能自動完成全部分析過程，具有樣品消耗少、省時、高通量等優點，已廣泛應用于生化分析、醫學診斷等領域。

傳統的定量化檢測微流控芯片是以玻璃、硅片、有機硅聚合物等為基材，通過化學腐蝕或軟光刻技術加工制備而成，存在制備工藝復雜，使用危險化學試劑（如腐蝕性強酸等），需要昂貴的設備以及苛刻的制備環境（需要潔凈室）等缺陷。尤其是芯片最終檢測結果的定量化往往需要借助復雜而昂貴的光學或電化學檢測設備，這嚴重限制了微流控芯片在快速診斷領域的推廣和應用。

為了克服傳統定量化微流控芯片需要借助復雜的光學或電化學檢測設備的缺陷，Song等人于2012年提出了V-chip[Song?et?al.,Nature?Communications,2012,3,1283.]。V-chip由兩片玻璃板構成，利用化學腐蝕法在玻璃基材上蝕刻出微反應腔和微通道，利用微反應腔中生成的氧氣推動紅墨水沿微通道運動，通過直接觀察紅墨水沿微通道運動的距離即可對反應物進行定量化。與傳統的定量化檢測微流控芯片相比，V-chip無需復雜的光學或電化學檢測設備，并且無需額外的泵送裝置來控制液體的流動。然而，由于V-chip采用的化學腐蝕加工技術，加工工藝復雜，耗時，使用危險化學試劑，不利于該芯片加工和實際推廣與應用；另外，由于V-chip采用聯動式設計，能同時檢測同一樣品中多種目標物，但卻無法同時檢測多種不同樣品。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備工藝簡單、安全，并能同時檢測多種不同樣品的刻度式定量即時診斷微流控芯片及其制備方法。

為達到上述目的，本發明采用了以下技術方案。

一種刻度式定量即時診斷微流控芯片，包括中間面層、與中間面層的一側表面貼合的基底層以及與中間面層的另一側表面貼合的表層芯片板材，所述中間面層上開設有若干個鏤空區域，每個鏤空區域通過所述基底層以及表層芯片板材的封閉形成由微反應腔、緩沖池以及微通道組成的工作單元，微通道的出口與外環境相連通，微通道的入口與緩沖池的一端相連通，緩沖池的另一端與微反應腔相連通，表層芯片板材上開設有與微反應腔相連通的進樣孔以及出樣孔，微通道內封裝有一段指示液。

所述表層芯片板材采用疏水性透明材料，基底層采用親水性的透明或不透明材料，中間面層采用透明光學雙面膠。

所述表層芯片板材上設置有刻度線以及與刻度線對應的刻度值，刻度線沿微通道的延伸方向排列。

所述微反應腔為U字型腔體，進樣孔與U字型腔體的一側直線段區域相連通，出樣孔與U字型腔體的另一側直線段區域相連通。

所述微反應腔的內表面經理化修飾或改性，或所述微反應腔中裝填有功能性微珠或納米顆粒；微反應腔中進行的反應是能夠產生氣體的反應。

所述緩沖池的形狀為圓角矩形、圓形、橢圓形或多邊形，緩沖池的寬度大于微通道的寬度或直徑。

所述微通道為直線型、螺旋型、Z字型或者波紋型。

所述微反應腔內部的高度為0.02～4.00mm，總容積為2.00～200.00μL，進樣孔以及出樣孔的直徑為0.4～4.00mm；微通道的寬度或直徑為0.02～4.00mm，指示液的體積為0.02～10.00μL。

所述指示液為有色墨水、含色素的水溶液、含色素的油溶液、含色素的油水混合溶液、有色有機溶液或液態金屬中的一種或多種的組合物。

上述刻度式定量即時診斷微流控芯片的制備方法，包括以下步驟：

1）利用激光雕刻或熱壓印在中間面層上制備鏤空區域，然后在表層芯片板材上激光雕刻進樣孔以及出樣孔，并在表層芯片板材上印制刻度線以及和刻度線對應的刻度值；然后將表層芯片板材與中間面層經邊角對齊后粘合形成芯片板；

2）經過步驟1)后，將指示液滴入鏤空區域中，滴入位置與所述微通道所在位置對應，滴入的指示液將鏤空區域分隔；

3）經過步驟2）后，將基底層與芯片板上的中間面層經邊角對齊后粘合緊密。

本發明的有益效果體現在：