[發明專利]一種微流控芯片及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710168784.2
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106914287B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 彭京勝;焦守恕;李全;吳凡
• 申請（專利權）人: 同昕生物技術（北京）有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N33/53
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳泳歷

本發明提供一種微流控芯片，屬于微流控技術領域；所述芯片包括基片，所述基片表面包括至少1個反應區；所述反應區內設置有靶標分子結合物，用于捕獲和/或結合待測液體樣品中的靶標分子并在所述反應區內發生結合反應；按液體流動方向，所述反應區內，和/或，緊挨著反應區的下游位置設置有至少1個控速區，所述控速區內設置有疏水劑，用于將所述靶標分子攔截在所述反應區內使其充分反應，但又不完全阻礙液體樣品繼續流動，從而實現對液體樣品流速的控制。本發明還提供所述芯片的應用及其制備方法。本發明芯片具有重復性好、靈敏度高、成本低廉等優勢。

技術領域

本發明屬于微流控技術領域，具體涉及一種微流控芯片及其制備方法與應用。

背景技術

微流控技術是一種以微米尺度空間對流體操控為主要特征的科學技術，微流控芯片具有將生物、化學等實驗室的基本功能微縮到一個幾平方厘米芯片上的能力，又稱芯片實驗室(Labon Chip)。近十多年來，該技術逐步應用于分析檢測領域，具有節約成本、節省時間、操作簡便、高通量檢測等優勢。

微流控技術涉及諸多學科交叉，因其使用領域或研究方向不同，微流控芯片制作方法和制作材料呈現多樣性。如專利CN104155462A、專利CN103278643A等以PDMS為基材，以光刻、模注法制備PDMS材質微流控芯片，該方法工藝簡便、成本低、便于與其他材質如玻璃、硅鍵合，具有良好的化學惰性等特點，廣泛應用于實驗室微流控科學研究。但因PDMS芯片表面疏水且其表面改性后維持時間較短，PDMS芯片無法批量產業化應用。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等熱塑性聚合物，具有成本低、易于加工成型和批量生產等優點，采用熱壓或微注塑法制備微流控芯片已有大量報道(專利CN103464230A、CN101468506A等)。熱壓或微注塑法制備熱塑性聚合物，具有可設計復雜通道實現其分離或混勻等功能、芯片易于批量生產等優勢，但存在模具精度高且費用昂貴、需生產百萬片以上才能均攤降低成本等缺點，成為熱塑性聚合物微流控芯片產品開發困擾之一。

發明內容

基于本領域上述現有芯片客觀存在的成本昂貴、無法量產等缺陷，本發明提供了一種無側壁、毛細力驅動的微流控芯片及其制備方法，其結構設計合理，生產成本低廉，是一種效果好、可量產的新型微流控芯片。

本發明的技術方案如下：

本發明提供一種微流控芯片，包括基片，所述基片表面包括至少1個反應區；所述反應區內設置有靶標分子結合物，用于捕獲和/或結合待測液體樣品中的靶標分子并在所述反應區內發生結合反應；本發明的芯片最大的特征在于：按照液體流動方向，所述反應區內，和/或，緊挨著反應區的下游位置設置有至少1個控速區，所述控速區內設置有疏水劑，用于將所述靶標分子攔截在所述反應區內使其充分反應，但又不完全阻礙液體樣品繼續流動，從而實現對液體樣品流速的控制。

本發明的芯片創新地利用疏水劑在反應區內形成控速區域，從而使流經反應區的液體樣品的流速得以有效的控制從而使液體樣品在反應區內得以充分反應，利用簡單常見、成本低廉的材料解決了本領域長期以來未能解決的成本高、反應速度慢、樣品用量大等問題；經實驗驗證，具備上述特征的微流控芯片與現有市場在售同類芯片相比較，在相同的待測樣品、反應條件下，本發明的芯片產品性能顯著優于現有市場在售同類產品，在保證同等重復性的前體下，本發明的芯片反應效率更高、反應時長更短、樣品用量更小、靈敏度更高，且生產中不需高精密模具，適于批量生產，具有顯著的成本優勢及巨大的經濟效益。

只要基于控制液體樣品流速目的在微流控芯片中設置了疏水劑的芯片產品均落入本發明請求保護的范圍。所述結合反應可以是生物領域的免疫結合反應，也可以是化學領域的結合反應，例如絡合反應等。