[發明專利]一種高通量毒品檢測的微流控芯片及應用

在審

• 申請號: 201710309075.1
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107213927A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 牟穎;宋祺;孫敬敬;李文放;丁國榮
• 申請（專利權）人: 浙江大學;中國人民解放軍第二軍醫大學第二附屬醫院
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N33/53
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 趙杭麗

技術領域

本發明屬違禁藥品的檢測領域，涉及一種高通量毒品檢測的微流控芯片裝置及其應用技 術。

背景技術

嗎啡(Morphine)、冰毒(Methamphetamine)、搖頭丸(MDMA)等化學品雖然問世之 初是為了治療人類疾病，緩解人類疼痛的，但因其在使用后具有嚴重的副作用，并且具有成 癮性，因此也被列入了毒品名單。毒品的濫用，給人們的生活和生命安全都帶來了極大的影 響和危害。

目前毒品檢測的方法主要包括前期的膠體金試紙檢測與后期法庭檢測所用的氣相色譜- 質譜和液相色譜-質譜等方法。膠體金試紙檢測方法雖然可以快速現場檢測，但是單張試紙只 能進行單個樣本單一毒品的檢測，且每張只能讀取單一試紙的檢測結果。同時，由于毒品種 類的繁多，對于樣本的需求量也很大。

微流控芯片由于其消耗樣本少、成本低、操作簡單等優點，日益受到重視，被應用到了 多種檢測當中。聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)、多聚賴氨酸、玻璃等材料的 簡單易得，為毒品檢測提供了很好的方法。檢測對象只需提供少量樣本，即可實現多種毒品 的檢測。同時，單張芯片上可以有多個檢測區域，并且可以同時檢測結果，大大方便了樣本 的采集與檢測的進行。

發明內容

本發明的目的是提供一種高通量毒品檢測的微流控芯片，由襯底層1、修飾層2、反應層 3構成,反應層3由n(n≥1)個完全相同的反應模塊4組成，每個反應模塊4由入口5、反應 通道6及出口7構成。

該發明裝置利用多層軟光刻技術制作出具有入口5，反應通道6以及出口7的反應模塊4， 多個反應模塊4構成了反應層3。載玻片構成的襯底層1、多聚賴氨酸構成的修飾層2與PDMS 制作的反應層3組成了整個芯片裝置。

反應通道6的尺寸以及每個反應模塊4之間的距離設計時可以調節以改變反應模塊4的 分布密度與總個數，實現不同數量樣本的同時檢測。反應通道6寬度優選500μm，高度優選 300μm。

襯底層1使用載玻片，材料簡單易得。厚度優選1mm，長度優選77mm，寬度優選25mm。

修飾層2為多聚賴氨酸涂層。可以直接選用市面上的多聚賴氨酸載玻片，也可選擇普通 載玻片自己包被多聚賴氨酸。多聚賴氨酸具有良好的生物相容性，常用作細胞培養，能夠形 成親水的表面，利于待測樣本在芯片中的流動。

反應層3選用聚二甲基硅氧烷(PDMS)為材料，PDMS具有生物兼容性好，本身熒光 背景低，加工簡單、價格低廉等優點，同時PDMS具有很強的蛋白吸附作用，這一吸附作用 不需要特殊的表面處理，通過預先吸附特定的抗原或抗體，即可實現對毒品的特異性檢測。 反應層3的厚度可根據實際需要調節，優選3–5mm。

反應層3與涂有修飾層2的襯底層1之間封接采用等離子體處理反應層3，同時在反應 層3底面涂敷甲苯與PDMS的混合液的方式實現封接。

毒品對應的完全抗原首先使用移液槍從入口5加入反應通道6中。37℃烘干超過12h。 之后使用同樣的方法，在反應通道6中加入含有體積分數0.05％的Tween-20的磷酸鹽緩沖液 (PBST)封閉液，在濕盒中，37℃保持45min–1h 30min。之后，在每個入口5添加15μL PBST封閉液，從出口7抽出，直到抽干芯片內的液體。

本發明的另一個目的是提供所述微流控芯片在高通量毒品檢測中的應用。

芯片使用時，先將待測樣本與熒光乳膠微球溶液混合，之后添加在入口5。在出口7施 加負壓，將混合溶液吸入反應通道6中。室溫下保持1h。之后從出口7把反應通道6中的液 體都抽出。在每個入口5添加15μL PBST封閉液，從出口7加負壓，將芯片內液體都抽出。

將芯片放在紫外凝膠成像儀或其他有紫外光源的設備中成像，一次成像可以獲得所有反 應通道6的熒光情況，分析每個通道的熒光強度與標準曲線對比即可獲得毒品的檢測結果。