[發明專利]一種基于光流控的生物分子檢測芯片及檢測系統

有效

• 申請號: 201910301969.5
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110018136B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 劉文朋;劉鋼;胡友德;孫英豪;許錦龍;曹笈
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃智能傳感技術研究所有限公司
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 曾教偉

本發明公開了一種基于光流控的生物分子檢測芯片，包括本體，在本體內設置有主微流道、檢測腔，主微流道與檢測腔通過微縫連通，微縫位于本體內上部；本體上設置有樣本輸入口，樣本輸入口與主微流道連通；在本體內的上表面或者下表面設置有伸入檢測腔內的波導，波導為外表面和末端具有標準的鏡面反射特性的圓柱，設置波導的面為透明面；還包括用于使檢測腔和主微流道內形成負壓的機構，或者用于使檢測腔和主微流道與抽氣設備連接的接口。無需對全血樣本進行離心等前處理過程獲得血清后才能檢測，只需將全血從樣本輸入口加入主微流道內，主微流道內的全血的血細胞沉淀，血清在負壓的和毛細力的作用下經微縫流入檢測腔內即可通過波導被檢測。

技術領域

本發明涉及生物分子檢測技術，具體是一種基于光流控的生物分子檢測芯片及檢測系統。

背景技術

親和型生物傳感器在醫學、藥學、農業和科學研究等領域發揮重要的作用。該類型傳感器利用受體-待測物之間的相互結合實現對待測物的存在、濃度和受體-待測物結合力的檢測與分析。常見的受體-待測物結合包括互補的核酸鏈、抗體與抗原、蛋白質與配體、核酸與配體等。

親和型生物傳感器通常首先將受體修飾在固體傳感界面，并將固體傳感界面置于含有待測物分子的樣本中，發生在固體傳感界面的受體-待測物之間的分子相互作用進一步轉化為質量、電荷、反射系數、厚度、顏色或者其他屬性的變化，進而實現對待測物的檢測。此外，還可以使用熒光基團對待測物進行熒光標記，通過對固體傳感界面的熒光強度分析實現對待測物的檢測。

表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)傳感器是一種目前較為常用的用于無標記、實時觀測受體-待測物分子相互結合的親和型生物傳感器。該傳感器包括一個鍍有薄金屬(通常為金)鍍層的棱鏡，當一束偏振光入射到棱鏡一面上，被金屬層反射并到達棱鏡的另一面，反射光束的強度可以測量出來。在某一個入射陷波角度處，入射光的能量與金屬-絕緣體交界面激勵產生表面等離子體產生共振，導致反射光的強度突然下降。當待測物分子吸附在金屬層上時，絕緣物質的折射系數會隨著待測分子形成的生物分子薄膜厚度和密度的變化而變化，測試陷波角也隨之變化。通過觀測陷波角的值，可以推出生物分子薄膜的厚度和密度。雖然SPR的靈敏度可以達到納米級，但是該傳感器不僅需要采用固定波長的偏振光作為光源，同時需要將很薄的金屬膜(50納米左右)鍍在棱鏡上，這些都會增加設備成本和測試成本。此外，傳統的SPR傳感檢測過程需要使用實驗室的離心機對全血樣本進行離心等前處理過程獲得血清后才能夠進行檢測。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于光流控的生物分子檢測芯片及檢測系統。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的一種基于光流控的生物分子檢測芯片，包括本體，在本體內設置有主微流道、至少一個檢測腔，主微流道與檢測腔之間通過微縫連通，所述微縫位于本體內上部；本體上設置有樣本輸入口，樣本輸入口與主微流道連通；在本體內的上表面或者下表面設置有伸入檢測腔內的波導，波導為外表面和末端具有標準的鏡面反射特性的圓柱，本體上設置波導的面為透明面；還包括用于使檢測腔和主微流道內形成負壓的機構，或者用于使檢測腔和主微流道與抽氣設備連接的接口。無需對全血樣本進行離心等前處理過程獲得血清后才能檢測，只需將全血從樣本輸入口加入主微流道內，主微流道內的全血的血細胞沉淀，血清在負壓的和毛細力的作用下經微縫流入檢測腔內即可通過波導被檢測。

其中，所述用于使檢測腔和主微流道內形成負壓的機構為設于本體內的真空腔，真空腔與檢測腔、主微流道之間的材料為具有透氣性的材料。

其中，所述具有透氣性的材料為聚二甲基硅氧烷。利用二甲基硅氧烷的透氣不透水的特性，使得真空腔與檢測腔和主微流道之間形成負壓。

其中，所述主微流道和檢測腔之間設置有至少一個過濾區，過濾區與本體上表面之間有微縫；檢測腔內設置至少一個波導，波導位于本體上表面內側；在檢測腔末端設置有輸出口。過濾區使血細胞沉淀，與血清分離，血清經微縫進入檢測腔。