[發明專利]基于微流控芯片的免疫團聚檢測方法、芯片及系統

有效

• 申請號: 201510073649.0
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104614521B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 葉雄英;馬增帥;成一諾;謝帥;張帥
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N33/553
• 分類號: G01N33/553;B01L3/00
• 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

本發明涉及免疫檢測技術領域，具體涉及基于微流控芯片的免疫團聚檢測方法、芯片及系統。

背景技術

近年來，食品安全、環境衛生、現場快速疾病診斷等越來越多的受到人們的關注，開發一套便攜、實時、操作簡便的檢測系統顯得愈發重要。在眾多檢測方法中，免疫檢測因其抗原-抗體結合的特異性好而備受關注。最常用的免疫檢測策略是酶聯免疫吸附試驗(enzyme?linked?immunosorbent?assay，ELISA)，主要方式有：通過夾心法鎖定抗原，借助抗體標記實現信號放大和檢測。標準的ELISA方法操作復雜，基于微流控芯片進行免疫檢測時，一般需要固化抗體、引入樣品反應、清洗、引入二抗、清洗、引入反應底物等多步操作、多種試劑。實際操作中為了提高檢測的靈敏度，通常還要進行信號放大，導致試劑種類進一步增加、操作程序更加繁瑣，難以滿足便攜、操作簡便的現場檢測系統的需求。

乳液免疫團聚檢測方法是免疫檢測的另一種方式。通過在微球表面修飾抗體，當樣品中有抗原存在時，微球會在抗原的橋接作用下發生團聚，引起反應體系特性的變化，通過檢測這種變化，就能得到樣品中的抗原信息。免疫團聚反應只需要抗體修飾的微球一種試劑，反應也只需要樣品和微球混合一步操作，相對ELISA等檢測方式大大簡化了操作流程，有利于實現基于微流控芯片的檢測，為開發便攜、實時、操作簡便的免疫檢測系統提供了可靠的途徑。

常規的乳液免疫團聚檢測，最簡單的方法是通過肉眼觀察團聚產生的沉降，但是這種方法只能定性判斷抗原的有無，不能定量分析。另一種方法是通過測量反應體系的濁度實現抗原的定量檢測，具體的光學檢測方法包括透射光檢測和散射光檢測。雖然免疫團聚檢測操作簡便，但是直接檢測反應體系的透射光或者散射光光強變化的方法靈敏度比較低，不能滿足低濃度抗原的檢測需求。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種微流控芯片、基于微流控芯片的免疫團聚檢測方法及系統，利用磁珠塞提高了局部磁珠的濃度，提高了反應速率；并采用判斷單個或團聚磁珠進行計數統計的方法，有利于降低檢測限，實現低濃度抗原的檢測。

第一方面，本發明提供了一種基于微流控芯片的免疫團聚檢測方法，所述方法包括：

利用微流控芯片，通過控制磁場在所述芯片微溝道的特定區域動態富集磁珠，形成磁珠塞；

控制樣品液循環流過所述磁珠塞，使所述樣品液中待測物被所述磁珠捕獲；

被所述磁珠捕獲的待測物與另一磁珠結合，形成兩個或以上的磁珠的團聚；

通過檢測所述磁珠的散射光信號，統計單個磁珠和團聚磁珠的數量，獲得樣品中待測物的濃度。

優選地，所述磁珠修飾有免疫探針。

優選地，所述檢測所述磁珠的散射光信號，包括：

激光器或LED輸出的光束經所述光束整形透鏡組后，匯聚成一個光斑；

所述光斑照射到微流控芯片的檢測區，所述檢測區的散射光經過所述成像透鏡組匯聚到所述光闌；

所述散射光經所述光闌的過濾，匯聚到所述光電探測器的感光區域。

第二方面，本發明提供了一種微流控芯片，包括柔性聚合物層和基片，柔性聚合物層和基片鍵合在一起，

所述芯片中設有微溝道系統，所述微溝道系統包括緩沖液入口、樣品入口、磁珠入口、廢液出口、微閥、微泵區、磁珠塞區、循環區及檢測區。

優選地，所述柔性聚合物為聚二甲基硅氧烷的聚合物層，所述基片為有機玻璃透明聚合物或玻璃。

優選地，所述微閥包括：緩沖液入口微閥、樣品入口微閥、磁珠入口微閥、廢液出口微閥和循環區微閥。

優選地，所述緩沖液入口、所述樣品入口、所述磁珠入口及所述廢液出口均設有貫穿所述柔性聚合物層的垂直通孔。

優選地，所述微泵區為環形蠕動泵或直線蠕動泵。

第三方面，本發明提供了一種基于微流控芯片的免疫團聚檢測系統，所述系統包括：上述的微流控芯片、微泵驅動裝置、微閥驅動裝置、磁珠塞控制裝置及光學檢測模塊；

微泵驅動裝置，用于為微泵提供驅動力；

微閥驅動裝置，位于所述微流控芯片上方，用于控制微閥的打開和關閉；

磁珠塞控制裝置，用于在所述微流控芯片微溝道的特定區域產生動態磁場；

光學檢測模塊，用于采集所述微流控芯片的檢測區的磁珠散射光信號。

優選地，所述光學檢測模塊包括：激光器或LED、光束整形透鏡組、成像透鏡組、光闌和光電探測器。