[發明專利]一種微流控免疫檢測分析芯片及其分析儀器

有效

• 申請號: 201410409347.1
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104155462A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 蔣興宇;胡檳楓;孫佳姝
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N33/68
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

技術領域

本發明涉及微流控芯片技術領域，尤其涉及一種微流控免疫檢測分析芯片及其分析儀器。

背景技術

微流控芯片技術(Microfluidics)是把生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程的技術。

微流控分析芯片的主要特征是通過控制流體在各種構型的微流通道和反應池內的流動，進而完成芯片系統的各項功能。微流控芯片系統中的核心是微流體的驅動與控制，微流體的驅動與控制主要通過各種形式的整合在芯片中的泵或者外接的泵與各種形式的微閥配合使用而實現。微閥的基本功能是實現微流體通道的導通與隔斷，因此其是微流控芯片中用于實現微流體操控的最重要的功能單元之一。

到目前為止，研究者已提出多種微流控芯片，如專利CN?102087292A公開了一種微流控免疫印跡芯片、其制備方法及用途，該專利所述的微流控芯片采用多層疊合的結構，應用于免疫檢測方面，可以實現僅單次免疫印跡實驗就能檢測生物樣品中的多種蛋白，檢測靈敏度高，且能檢測出蛋白分子量，操作簡單，能夠有效的提高免疫檢測效率，降低成本，但該專利由于在芯片中沒有開關或者閥的結構，所以不能實現液體的驅動與控制；專利US?2013315782?A1：基于集成IC芯片和微流控塑料基底的檢測系統公開了一種微流控芯片，該芯片為多層疊合和多通道結構，將微流管道、集成電路芯片、驅動泵均集成在分析芯片中，雖然布置緊湊，但是結構復雜；專利CN?102288755A公開了一種快速現場檢測微生物的PDMS(聚二甲基硅氧烷)多通道免疫芯片，該芯片具有多層疊合結構，采用多管道平行實驗可實現不同種類或濃度樣品的多組分分析，利用負壓進樣方法引入待測樣品，可實現不同通道內不同溶液的同時引入，節約進樣時間，但是該芯片不能實現管道中試劑驅動與控制。

縱觀微流控芯片領域，有的微流控芯片結構簡單，微流體控制功能單一，不能達到預期的目的，有的微流控芯片雖然能夠實現微流體各種形式的控制，但芯片結構復雜，加工困難，成本高昂，不利于大批量生產，而且現有的微流控芯片大多因為芯片中閥的功能不太理想而需配有輔助的體積龐大的微流體控制的各種設施，顯然這不符合微流控芯片技術微型化、便攜化、一體化的要求。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種微流控免疫檢測分析芯片及其分析儀器，使得微流控分析芯片結構簡單、流體控制理想、加工簡單，便于批量化生產。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明中所述的PDMS無特殊說明均指聚二甲基硅氧烷。

第一方面，本發明提供了一種微流控免疫檢測分析芯片，包括：雙PDMS層、陣列閥和鋁箔層。

所述雙PDMS層由上下疊合的PDMS管道層和PDMS基底層組成；所述PDMS管道層和PDMS基底層之間設有鋁箔層。

所述PDMS管道層在與PDMS基底層疊合的面上刻蝕有多個儲液池、陣列閥通孔、微流管道和負壓泵接口：所述儲液池與負壓泵接口均貫通PDMS管道層；所述微流管道一端分有若干支路，所述支路分別與各儲液池連通，所述微流管道的另一端與負壓泵接口連通；所述陣列閥通孔位于各支路上并與儲液池一一對應；所述鋁箔層位于負壓泵接口與支路之間的微流管道上，其上鋪有等間距的、與微流管道垂直的蛋白條陣列；所述PDMS基底層上設有與PDMS管道層相對應的陣列閥通孔。

所述陣列閥由上底座、多個棒和下底座組成，所述多個棒通過雙PDMS層上的陣列閥通孔穿過雙PDMS層連接上底座和下底座；所述多個棒上設有與支路連通的通孔。

所述芯片還包括固定裝置，所述固定裝置由兩片鋼片和螺母組成，所述兩片鋼片分別位于雙PDMS層上下表面，并通過螺母連接。

優選地，所述固定裝置至少有兩套；其中一套鋼片位于雙PDMS層上的陣列閥通孔的上下表面并設有多個陣列閥通孔，陣列閥的棒穿過鋼片上的陣列閥通孔與上底座和下底座連接。

優選地，所述固定裝置與雙PDMS層之間設有墊片。

優選地，所述墊片每兩片為一組，安裝于雙PDMS層的陣列閥通孔的上下表面處，位于固定裝置之下。

所述墊片的材質為橡膠材質。

所述芯片還包括纏繞于儲液池上的密封膜；所述密封膜具有較好的彈性，在負壓泵提供負壓時，能使儲液池中的反應液順利通過微流管道，并與鋁箔層上的蛋白條陣列反應。

所述儲液池、棒、陣列閥通孔及支路的數量相同。

優選地，所述儲液池、棒、陣列閥通孔及支路的數量為5個。