[發(fā)明專利]自驅(qū)動微流控檢測芯片及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910023763.0
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109735439B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹志;黃倢;董宣;萬曉媛;李晨
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/00
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本發(fā)明屬于微生物檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種自驅(qū)動微流控檢測芯片及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明公開的自驅(qū)動微流控檢測芯片，包括順次設(shè)置的芯片上層和芯片下層；芯片上層設(shè)置有進樣池和排氣孔，芯片上層設(shè)置有流體通道連通檢測池和廢液池，流體通道表面經(jīng)過親水材料改性，實現(xiàn)液體流動自驅(qū)動。本發(fā)明還公開了上述自驅(qū)動微流控檢測芯片在對蝦病原體檢測方面的應(yīng)用。本發(fā)明芯片的自動化程度高，操作人員只需單次加樣即能夠?qū)崿F(xiàn)對多目的核酸的快速、靈敏、微量化檢測，并且大幅減少檢測試劑的用量，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物檢測領(lǐng)域，尤其涉及自驅(qū)動微流控檢測芯片及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，對蝦養(yǎng)殖的發(fā)展主要表現(xiàn)在規(guī)模的大幅擴大，模式的不斷創(chuàng)新和速度的迅猛增長，這些都給整個社會帶來了極大的經(jīng)濟效益，但與此同時，由于缺乏健康可持續(xù)養(yǎng)殖的生物安保理念，新的病原體與流行病的變異株頻頻涌現(xiàn)，藥物濫用導致微生物耐藥性增加、生態(tài)多樣性破壞、食品安全問題日趨嚴重。因此，以生物安保為指導調(diào)整我國對蝦養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展是必然趨勢。針對生物安保的需求，開發(fā)快速、高通量、高靈敏、低成本的新型病原檢測技術(shù)勢在必行。目前對對蝦病原進行擴增和檢測的標準方法是基于聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)技術(shù)，該技術(shù)耗時費力，需要訓練有素的操作人員，并依賴于成本昂貴的檢測儀器等，難以滿足當前對對蝦病原快速檢測與鑒定的需求。

核酸恒溫擴增技術(shù)(Nucleic acid isothermal amplification technology,NAIAT)因其反應(yīng)溫度的單一性、檢測程序簡單快速、擺脫了高精密的儀器等優(yōu)勢，代表著核酸擴增技術(shù)未來發(fā)展的新趨勢。本課題組近年來致力于對蝦病原快速檢測技術(shù)的研究，將NAIAT應(yīng)用于對蝦病原檢測中，目前已成功建立了對蝦病原核酸恒溫擴增技術(shù)和現(xiàn)場快速檢測試劑盒。但在實際應(yīng)用中，存在一定不足：(1)氣溶膠污染、檢測特異性和靈敏性等問題突出；(2)基于復雜的引物設(shè)計，很難實現(xiàn)多重目標基因的檢測；(3)一次樣本檢測量教少，檢測成本過高。這些問題的解答是當前基于NAIAT檢測中需要解決的關(guān)鍵科學問題。

微流控技術(shù)是在微米尺度結(jié)構(gòu)中操控微升至納升級體積流體的技術(shù)，可以將分析裝備微型化、芯片化、集成化和高通量化。利用微流控芯片技術(shù)可以解決上述NAIAT的不足之處，二者相結(jié)合對于開發(fā)低成本、便攜快速的核酸(RNA和DNA)檢測技術(shù)具有非常重大的意義?；谖⒘骺匦酒暮怂嵫芯科脚_，如，Stilla Technologies公司開發(fā)的全球首款具有獨特的3色檢測通道的Naica crystal微滴數(shù)字PCR系統(tǒng)、Bio-Rad推出的QX100和QX200微滴式數(shù)字PCR系統(tǒng)以及博奧晶典針對食源性致病微生物分子診斷開發(fā)的晶芯RTisochip-B恒溫擴增微流控芯片核酸分析平臺；這些檢測平臺一般都需要高精密的儀器設(shè)備，整個系統(tǒng)售價均接近200萬元，檢測成本昂貴，限制了其在臨床快速檢測，尤其是動物病原檢測中的應(yīng)用。此外，基于核酸等溫擴增技術(shù)的微流控芯片技術(shù)吸引了國內(nèi)外學者加入到對該技術(shù)的原理研究與應(yīng)用研究中來；然而，從國內(nèi)外公開文獻來看，這些微流控芯片技術(shù)只停留在實驗室層面，只是針對特定病原的快速檢測、樣本通量低以及流體需要借助離心、注射泵或一些特殊材料制作的高精密流體通道才能驅(qū)動，無法真正實現(xiàn)低成本、高通量、現(xiàn)場及時檢測。中國專利CN107988046A公開了一種基于LAMP的自吸式多通道病原菌檢測微流控芯片，利用PDMS材料高氣溶性的特質(zhì)，實現(xiàn)了不借助儀器的自動進樣。但是其微流控芯片須保持流體通道中負壓環(huán)境，使用時刺破封閉膜，增加了芯片的制備、儲存和使用難度。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種檢測微升乃至納升級體積樣本的自驅(qū)動微流控檢測芯片及其制備方法。本發(fā)明還提供了該檢測芯片在對蝦病原快速檢測與鑒定中的應(yīng)用。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種自驅(qū)動微流控檢測芯片，包括若干檢測單元，每個檢測單元均包括順次設(shè)置的芯片上層和芯片下層：