[發(fā)明專利]一種基于離心平臺(tái)的蛋白質(zhì)快速檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610326488.6
• 申請(qǐng)日: 2016-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN106031889B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王克文;陳花玲;呂社民;賈書海;王萬軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;G01N33/68
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于離心平臺(tái)的蛋白質(zhì)快速檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

微流控芯片是將生化分析的許多過程與步驟集成在單一芯片上，具有檢測(cè)速度快、試劑用量少、通量高等顯著特點(diǎn)，因此近些年來深受世界各國(guó)學(xué)者的研究和關(guān)注和傳統(tǒng)檢測(cè)手段相比，微流控芯片具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

目前基于微流控芯片的檢測(cè)系統(tǒng)中液體流動(dòng)提供動(dòng)力的動(dòng)力源難以穩(wěn)定的集成到蛋白質(zhì)芯片上，并且常規(guī)實(shí)現(xiàn)方法容易對(duì)芯片中的試劑造成污染，進(jìn)而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。而且檢測(cè)系統(tǒng)中需要將許多生化操作集成在一塊小面積的芯片上，所以需要集成數(shù)目繁多的、且能夠輕松實(shí)現(xiàn)時(shí)序化控制的閥門。然而當(dāng)前研究出來的微型閥門性能不夠穩(wěn)定，而且研究比較多的犧牲閥在打開閥門后，就處于常開狀態(tài)無法關(guān)閉，沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)化控制。

在蛋白質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)中首先需要將抗體固定在某一載體上。目前最常用的方法是利用聚苯乙烯與抗體之間形成連接以固定抗體，該方法需要很長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間且步驟繁多，與要求的快速、高效檢測(cè)相悖。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種通過離心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)微流道的自動(dòng)控制，將操作流程集成到同一塊微流控芯片上，從而實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的自動(dòng)化、快速、低成本檢測(cè)的基于離心平臺(tái)的蛋白質(zhì)快速檢測(cè)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：包括與電機(jī)固定連接的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上自上而下依次同軸設(shè)置有微流控芯片和滑動(dòng)盤，微流控芯片包括硅膠PDMS，硅膠PDMS的上表面加工有微流道系統(tǒng)，微流道系統(tǒng)包括若干個(gè)腔室，若干個(gè)腔室間通過微流道連通，硅膠PDMS的上表面覆蓋有機(jī)玻璃板PMMA，所述硅膠PDMS和有機(jī)玻璃板PMMA與轉(zhuǎn)軸固定連接，所述滑動(dòng)盤套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上，滑動(dòng)盤的上端固定設(shè)置有若干個(gè)用于關(guān)閉或打開微流道的彈性銷，滑動(dòng)盤的下端固定設(shè)置有離心機(jī)構(gòu)，離心機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸固定連接，所述離心機(jī)構(gòu)與滑動(dòng)盤間設(shè)置有彈性部件；所述離心機(jī)構(gòu)靜止時(shí)，若干個(gè)彈性銷分別頂住擠壓硅膠PDMS，關(guān)閉微流道；所述電機(jī)通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)微流控芯片、滑動(dòng)盤和離心機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速使離心機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滑動(dòng)盤在轉(zhuǎn)軸上滑動(dòng)，使彈性銷打開或關(guān)閉微流道。

所述微流道系統(tǒng)包括反應(yīng)腔、廢液腔和若干個(gè)功能腔，廢液腔和若干個(gè)功能腔通過微流道與反應(yīng)腔連通，若干個(gè)彈性銷分別位于若干個(gè)功能腔的微流道的正下端，離心機(jī)構(gòu)靜止時(shí)，若干個(gè)彈性銷分別頂住擠壓硅膠PDMS，關(guān)閉功能腔的微流道。

所述滑動(dòng)盤的上端固定設(shè)置有頂柱，頂柱位于反應(yīng)腔的正下端，調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速使離心機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滑動(dòng)盤在轉(zhuǎn)軸上滑動(dòng)，從而使頂柱擠壓或遠(yuǎn)離反應(yīng)腔，使彈性銷打開或關(guān)閉某個(gè)功能腔的微流道。

所述反應(yīng)腔內(nèi)充有磁標(biāo)抗體，頂柱的上端面設(shè)置有永磁體。

所述磁標(biāo)抗體采用磁性納米材料對(duì)抗體進(jìn)行標(biāo)記。

所述功能腔包括靶蛋白腔、第一清洗液腔、熒光標(biāo)記二抗腔和第二清洗液腔。

所述靶蛋白腔、第一清洗液腔、熒光標(biāo)記二抗腔和第二清洗液腔的微流道長(zhǎng)度依次遞增。

所述離心機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)沿轉(zhuǎn)軸對(duì)稱設(shè)置的二連桿機(jī)構(gòu)，二連桿機(jī)構(gòu)固連有質(zhì)量塊。

所述滑動(dòng)盤的底部和轉(zhuǎn)軸上均固定設(shè)置有固定塊，二連桿機(jī)構(gòu)包括兩根相互鉸接的連桿，一根連桿的與滑動(dòng)盤的固定塊鉸接，另一根連桿與轉(zhuǎn)軸的固定塊鉸接，與滑動(dòng)盤的固定塊鉸接的連桿末端固定設(shè)置質(zhì)量塊。

所述彈性部件包括套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的支撐彈簧，支撐彈簧一端連接滑動(dòng)盤的固定塊，另一端連接轉(zhuǎn)軸的固定塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在硅膠PDMS上加工若干不同功能的腔室，腔室間設(shè)有微流道，硅膠PDMS上端覆蓋有機(jī)玻璃板PMMA，從而構(gòu)成微流控芯片，在硅膠PDMS下端的滑動(dòng)盤上固定若干與微流道位置對(duì)應(yīng)的彈性銷，利用彈性銷作為微型閥門控制微流道的開閉，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，使微流控芯片、滑動(dòng)盤和離心機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速使離心機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滑動(dòng)盤沿轉(zhuǎn)軸滑動(dòng)，從而使彈性銷擠壓或遠(yuǎn)離硅膠PDMS，從而關(guān)閉或打開某個(gè)微流道，使對(duì)應(yīng)腔室內(nèi)的液體進(jìn)入進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后通過彈性部件復(fù)位，通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)序和彈性銷的初始高度，完成對(duì)各個(gè)腔室的控制，本發(fā)明通過離心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)微流道的自動(dòng)控制，將操作流程集成到同一塊微流控芯片上，從而實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的自動(dòng)化、快速、低成本檢測(cè)。