[發(fā)明專利]基于新型液流驅(qū)動(dòng)原理的廉價(jià)的梅毒診斷用微流控裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610312773.2
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN107345964A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李榕生
• 申請（專利權(quán)）人: 李榕生
• 主分類號: G01N33/571
• 分類號: G01N33/571
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于新型液流驅(qū)動(dòng)原理的廉價(jià)的梅毒診斷用微流控裝置，該微流控裝置是基于抗原/抗體特異性反應(yīng)來診斷梅毒抗原的專用裝置，屬于分析測試領(lǐng)域。

背景技術(shù)

相關(guān)多通道微流控梅毒診斷技術(shù)背景，可以參見CN 200910152141.4等發(fā)明專利申請案。

僅就微流控技術(shù)其本身的整體概貌而言，可以參見著名微流控專家林炳承先生不久前出的專著“圖解微流控芯片實(shí)驗(yàn)室”，該專著已經(jīng)由科學(xué)出版社出版，該專著對微流控技術(shù)的過去、現(xiàn)在，以及，未來展望等等方面，都有著詳盡的、深入到具體細(xì)節(jié)的長篇論述。

那么，下面要談?wù)劚景戈P(guān)注的重點(diǎn)問題。

微流控芯片的基本架構(gòu)，包括刻蝕有槽道的基片以及與之貼合在一起的蓋片，所述基片上的液流通道，在裝配上蓋片之前，表觀上看就是一些槽道，要等到在其上覆蓋了蓋片之后，才真正閉合形成所述液流通道，該槽道的槽道內(nèi)表面連同包繞著該槽道的那部分蓋片一起構(gòu)成所述的液流通道；那么，顯然，裝配完成了之后的該液流通道，它的內(nèi)表面面積的主要部分是那個(gè)槽道的內(nèi)表面面積，換句話說，該槽道內(nèi)表面的狀態(tài)或性質(zhì)基本上決定了該液流通道的整體狀態(tài)或性質(zhì)；因此說，這個(gè)構(gòu)建在基片上的槽道的內(nèi)表面狀態(tài)或內(nèi)表面性質(zhì)是關(guān)鍵因素；原則上講，任何的能夠保持或基本保持其固體形態(tài)的材料，都能夠用來制作基片及蓋片，比如，能夠用作基片及蓋片的材料可以是單晶硅片、石英片、玻璃片、高聚物如聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等等；當(dāng)然，基片的選材和蓋片的選材可以相同，也可以不相同；從材料耗費(fèi)、制作難度以及應(yīng)用普及前景等等方面來看，這些材料之間存在不小差異，尤其是那個(gè)基片的選材，影響較大。

在各種基片制作材料中，聚二甲基硅氧烷，即PDMS，相對而言十分容易成型，在這樣的基片上制作槽道極其簡單，并且該材料成本低廉，以該聚二甲基硅氧烷材料制作基片，在其上壓制或刻蝕槽道，并與玻璃或聚丙烯或其它塑料片等廉價(jià)材料制作的蓋片相配合，貌似是一種比較理想的選擇；當(dāng)然，蓋片材料也可以選擇使用廉價(jià)的聚二甲基硅氧烷材料：那么，這種基片選材為聚二甲基硅氧烷材料的方案，材料極便宜，制作極簡易，看似也應(yīng)當(dāng)極易于普及、推廣。

但是，事情并非如此簡單。

其一，這個(gè)聚二甲基硅氧烷材料，即縮寫字母PDMS所指代的材料，其本身是一種強(qiáng)烈 疏水的材料，在這一材料上構(gòu)建槽道，如果不進(jìn)行針對該槽道表面的改性操作，那么，整體裝配完成之后，即蓋上蓋片后，因結(jié)構(gòu)中的所述槽道其內(nèi)表面占據(jù)了大部分的液流通道的內(nèi)表面，那么，該P(yáng)DMS槽道內(nèi)表面其強(qiáng)烈的疏水特性，是決定性因素，它會使得類似于水溶液的極性液體微細(xì)液流的通過變得十分困難，其流動(dòng)阻力之大，甚至一般的微泵都難以推動(dòng)，當(dāng)然，如果蓋片也選擇使用該P(yáng)DMS材料，那么，問題基本上一樣，大同小異；因此，在現(xiàn)有技術(shù)之中，特別針對該P(yáng)DMS材料上的槽道內(nèi)表面進(jìn)行改性修飾，是必須的操作；那么，這個(gè)針對PDMS槽道內(nèi)表面的改性操作很麻煩嗎？那倒也不是這個(gè)問題，構(gòu)成嚴(yán)重技術(shù)困擾的，是另一個(gè)問題：這個(gè)PDMS材料基片其體相內(nèi)部的PDMS聚合物分子具有自動(dòng)向表面擴(kuò)散、遷移的特性，這種基片體相內(nèi)部PDMS聚合物分子自動(dòng)向表面擴(kuò)散、遷移的特性，將使得經(jīng)過表面改性修飾的那個(gè)槽道其內(nèi)表面的改性之后的狀態(tài)并不能維持足夠長的時(shí)間，那個(gè)經(jīng)表面改性之后的槽道其內(nèi)表面狀態(tài)的維持時(shí)間大致僅夠完成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部測試實(shí)驗(yàn)的時(shí)間需要；換句話說，經(jīng)過表面改性或表面修飾的該P(yáng)DMS槽道內(nèi)表面，其改性之后或曰修飾之后所形成的表面狀態(tài)并不能持久，而是很快地自動(dòng)趨于或曰變回表面改性之前的表面狀態(tài)，在較短的時(shí)間里就回到那種原本的強(qiáng)烈疏水的表面狀態(tài)，那么，試想，這樣的微流控芯片能夠大量制作、大量儲存、廣泛推廣嗎，答案很明顯，那就是，不可能。這個(gè)PDMS材料上的槽道，不做表面修飾的話，類似于水溶液的極性溶液微細(xì)液流無法泵送通過，芯片也就沒法使用；而如果做了表面修飾，又無法持久保持其修飾之后的狀態(tài)，還是同樣無法推廣應(yīng)用。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，有一種權(quán)宜的解決方案，是在待測試樣溶液中加入少量的表面活性劑，以便在測試的過程中，在該P(yáng)DMS槽道內(nèi)表面臨時(shí)構(gòu)建動(dòng)態(tài)的、暫時(shí)有效的表面親水層；然而，由于表面活性劑的兩親性質(zhì)，該方案所引入的表面活性劑必然同時(shí)也會與試樣溶液中的被測成分發(fā)生結(jié)合作用，使得被測成分不能夠被正常檢出或其被檢出比率可疑地降低；該表面活性劑甚至可能以膠束形式將被測成分完全包裹，使得被測成分無法被檢出或識別；因此，該種向試樣溶液中添加表面活性劑的方案，遠(yuǎn)不是一個(gè)理想的解決方案。