[發明專利]微流控單細胞基因表達檢測芯片及其工作方法與制備方法

在審

• 申請號: 201810091807.9
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108060075A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 孫浩;東輝
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/34;C12M1/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種微流控單細胞基因表達檢測芯片，其特征在于：包括基底層、鈍化層、磁鐵層、流動層和氣動控制層；所述鈍化層設置在基底層上；所述磁鐵層設置在鈍化層上；所述流動層設置在磁鐵層上；所述氣動控制層設置在流動層上；基底層上設置有電極；所述氣動控制層劃分為生化分析單元陣列；所述生化分析單元陣列包括若干個生化分析單元；生化分析單元劃分為細胞捕捉區及生化反應區。

2.根據權利要求1所述的微流控單細胞基因表達檢測芯片，其特征在于：所述氣動控制層上設置有第一多路復用器、第二多路復用器。

3.根據權利要求1所述的高通量微流控單細胞基因表達檢測芯片，其特征在于：所述細胞捕捉區上設置有表面涂布特定引物的微磁珠。

4.根據權利要求1所述的微流控單細胞基因表達檢測芯片，其特征在于：所述基底層上設置有微加熱器及溫度傳感器；所述微加熱器、溫度傳感器分別與電極連接。

5.根據權利要求4所述的高通量微流控單細胞基因表達檢測芯片，其特征在于：所述微加熱器與溫度傳感器電阻比為1:2.7。

6.根據權利要求1所述的微流控單細胞基因表達檢測芯片，其特征在于：所述流動層內設置蒸發抑制層。

7.根據權利要求1所述的微流控單細胞基因表達檢測芯片，其特征在于：所述生化分析單元陣列包括400個生化分析單元。

8.一種基于權利要求1所述的微流控單細胞基因表達檢測芯片的工作方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：當細胞隨載流流動到檢測芯片上；單細胞將停留并由化學裂解液裂解，釋放出的mRNA由表面涂布特定引物的微磁珠捕捉；

步驟S2：若生化分析單元陣列上的若干個生化分析單元都完整完成mRNA捕捉，則啟動基底層上的微加熱器，完成反轉錄、實時熒光定量聚合酶連反應與靶向基因片段擴增；

步驟S3：靶向基因片段擴增信號由一熒光顯微鏡捕獲，該信號上傳至計算機并由計算機分析其灰度值；實時熒光定量聚合酶連反應信號由一熒光顯微鏡和一CCD采集，該信號上傳至計算機并由計算機分析。

9.根據權利要求8所述的微流控單細胞基因表達檢測芯片的工作方法，其特征在于：微加熱器電壓輸入由一數字電源提供，溫度傳感器電阻由一數字萬用表讀取；細胞載流進樣由一微注射泵控制，氣動控制層由一氮氣氣壓控制。

10.一種如權利要求1所述的微流控單細胞基因表達檢測芯片的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：真空蒸鍍厚度20nm鉻和110nm金，再由濕法刻蝕得到微加熱器及溫度傳感器，微加熱器與溫度傳感器電阻比為1:2.7；

步驟二：旋涂厚度為80μm的負性光刻膠SU-8，由紫外曝光法在硅片基底上加工氣動控制層膠膜，澆鑄聚二甲基硅氧烷PDMS并固化得到最終氣動層；

步驟三：旋涂厚度為30μm的負性光刻膠SU-8，由紫外曝光法在硅片基底上加工氣動控制層膠膜，兩次澆鑄PDMS得到內置蒸發抑制層的流動層；

步驟四：借助PDMS打孔器，加工芯片流動層、氣動控制層的入口、出口；

步驟無：借助反應離子刻蝕RIE封裝步驟一至四得到的多層結構，得到檢測芯片。