[發明專利]基于動態磁珠塞的樣品富集方法及系統

在審

• 申請號: 201510073587.3
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104614224A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 葉雄英;馬增帥;徐文曉;成一諾;謝帥;張帥
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N1/40
• 分類號: G01N1/40
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及微流控技術領域，具體涉及基于動態磁珠塞的樣品富集方法及系統。

背景技術

微流控技術可以在芯片上方便地完成樣品輸運、混合、分離、富集、檢測等操作，得益于其反應速度快、消耗樣品少和成本低等特點，在食品安全、環境衛生、現場快速疾病診斷等領域獲得了越來越多的應用。磁珠可以在表面修飾分子，具有比表面積大、易于操控的特點，是微流控芯片中樣品分離純化和富集常用的載體。

而傳統的磁珠操作是將經過表面修飾的磁珠和樣品混合反應，然后施加外部磁場將磁珠吸附在管壁，實現樣品與雜質分離以及樣品富集的目的。但反應過程中磁珠和樣品的相互作用主要靠被動混合實現，這在一定程度上限制了反應速率，不利于超低濃度樣品的檢測。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種基于動態磁珠塞的樣品富集方法及系統，能夠提高局部磁珠的濃度，有效提高探針分子與目標分子結合的速率，實現高效富集。

第一方面，本發明提供了一種基于動態磁珠塞的樣品富集方法，所述方法包括：

通過控制磁場，在一管道的特定位置動態富集磁珠，形成磁珠塞；

控制樣品流過所述磁珠塞，使得樣品中的被測對象被所述磁珠捕獲。

優選地，其特征在于，所述磁珠為修飾有免疫探針的磁珠。

優選地，所述管道為微流控芯片中制備的微通道。

優選地，所述通過控制磁場，在一管道的特定位置動態富集磁珠，形成磁珠塞，具體包括：

將兩塊磁鐵分別置于微通道特定區域的上方和下方，并保持靜止；

控制磁珠懸浮液流入所述微通道，磁珠在經過所述特定區域時被所述磁鐵吸附至微通道的壁面；

經過一定的時間后，控制兩塊磁鐵開始運動，使所述磁珠在所述特定區域反復運動形成磁珠塞。

優選地，所述控制樣品流過所述磁珠塞，使得樣品中的被測對象被所述磁珠捕獲，具體包括：

控制樣品流過所述磁珠塞，使樣品中的目標分子與所述磁珠表面的探針分子發生免疫反應，富集于所述磁珠上；

經過一定的時間后，控制兩塊磁鐵停止運動，使得所述磁珠被吸附至微通道的壁面，得到富集的樣品。

第二方面，本發明提供了一種基于動態磁珠塞的樣品富集系統，所述系統包括微流控芯片及磁珠塞控制裝置；

微流控芯片，設置有微通道；

磁珠塞控制裝置，用于在所述微流控芯片微通道的特定位置產生局域化的動態磁場。

優選地，所述磁珠塞控制裝置包括兩塊磁鐵。

優選地，所述兩塊磁鐵分別位于所述微通道的上方和下方。

優選地，所述兩塊磁鐵與所述微流控芯片表面的距離為0.5至10毫米。

優選地，所述兩塊磁鐵繞特定的軸做運動。

基于上述技術方案，通過本發明提供的一種基于動態磁珠塞的樣品富集方法及系統，能夠提高局部磁珠的濃度，有效提高探針分子與目標分子結合的速率，實現高效富集；且動態磁場使磁珠在微通道中來回運動，起到了主動混合微球與目標分子的作用，避免了擴散位阻對反應速率的影響，進一步提高了反應速率，對于實現超高靈敏度檢測具有重要作用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一實施例提供的基于動態磁珠塞的樣品富集方法的流程示意圖；

圖2是本發明一實施例提供的基于動態磁珠塞的樣品富集方法系統的結構示意圖；

圖3是本發明另一實施例提供的磁珠篩控制機構的原理示意圖(剖面平行于微管道)；

圖4是本發明另一實施例提供的回轉軸在磁鐵中心且與微管道平行的磁珠篩控制裝置截面的示意圖(剖面垂直于微管道)；

圖5是本發明另一實施例提供的回轉軸在磁鐵中心且與微管道垂直的磁珠篩控制裝置截面的示意圖(剖面垂直于微管道)；

圖6是本發明另一實施例提供的回轉軸在磁鐵外部的磁珠篩控制裝置垂直于微管道截面的示意圖；

圖7是本發明另一實施例提供的采用直線蠕動泵的微流控芯片示意圖；

圖8是本發明另一實施例提供的采用直線蠕動泵的微流控芯片和磁珠塞系統示意圖。

具體實施方式