[發(fā)明專(zhuān)利]一種多用途磁敏免疫分析微流控芯片及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010131289.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111308065B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭年才;張航;張朋;胡飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/543
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/543;G01N33/53;G01N27/74
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種多用途磁敏免疫分析微流控芯片，其特征在于，包括磁敏生物傳感芯片(1)、微流控芯片上蓋(2)和微流控芯片底片(3)；

磁敏生物傳感芯片(1)包括PCB轉(zhuǎn)接板(11)和固定在PCB轉(zhuǎn)接板(11)上的磁敏傳感器陣列(14)；

微流控芯片上蓋(2)包括上蓋(201)，上蓋(201)包括檢測(cè)區(qū)(206)，檢測(cè)區(qū)(206)中部開(kāi)設(shè)有呈通孔結(jié)構(gòu)設(shè)置的反應(yīng)腔(207)，使用時(shí)，上蓋(201)上外嵌磁敏生物傳感芯片(1)，磁敏生物傳感芯片(1)固定在檢測(cè)區(qū)(206)上表面，磁敏傳感器陣列(14)與反應(yīng)腔(207)的位置上下對(duì)應(yīng)；

上蓋(201)上開(kāi)設(shè)有呈通孔設(shè)置的第一加樣孔、第二加樣孔、第三加樣孔和排氣孔，上蓋(201)下表面開(kāi)設(shè)有呈凹槽結(jié)構(gòu)設(shè)置的洗滌劑存儲(chǔ)區(qū)(212)、抗體存儲(chǔ)區(qū)(213)、磁珠存儲(chǔ)區(qū)(214)、樣品流道(210)、洗滌劑流道(209)和廢液腔(211)；第一加樣孔、洗滌劑存儲(chǔ)區(qū)(212)、洗滌劑流道(209)和反應(yīng)腔(207)依次連通，第二加樣孔、抗體存儲(chǔ)區(qū)(213)、樣品流道(210)和反應(yīng)腔(207)依次連通；第三加樣孔、磁珠存儲(chǔ)區(qū)(214)、樣品流道(210)和反應(yīng)腔(207)依次連通；反應(yīng)腔(207)與廢液腔(211)連通，廢液腔(211)與排氣孔連通；

微流控芯片底片(3)包括底片(31)，底片(31)上表面與上蓋(201)下表面鍵合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途磁敏免疫分析微流控芯片，其特征在于，上蓋(201)一端為加樣區(qū)，另一端為廢液收集區(qū)，兩端之間的區(qū)域?yàn)闄z測(cè)區(qū)(206)；第一加樣孔、第二加樣孔、第三加樣孔、洗滌劑存儲(chǔ)區(qū)(212)、抗體存儲(chǔ)區(qū)(213)、磁珠存儲(chǔ)區(qū)(214)、樣品流道(210)和洗滌劑流道(209)均設(shè)置在加樣區(qū)，廢液腔(211)和排氣孔均設(shè)置在廢液收集區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多用途磁敏免疫分析微流控芯片，其特征在于，上蓋(201)兩端之間的區(qū)域兩側(cè)均開(kāi)設(shè)缺口，兩缺口之間的區(qū)域?yàn)闄z測(cè)區(qū)(206)，PCB轉(zhuǎn)接板(11)上位于磁敏傳感器陣列(14)的兩側(cè)分別設(shè)有若干排針(12)，磁敏生物傳感芯片(1)固定在檢測(cè)區(qū)(206)上表面時(shí)，排針(12)相應(yīng)的缺口中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途磁敏免疫分析微流控芯片，其特征在于，磁敏傳感器陣列(14)包括有多個(gè)檢測(cè)單元(15)，每個(gè)檢測(cè)單元(15)為AMR各向異性磁阻傳感器、GMR巨磁電阻傳感器或TMR隧穿磁阻傳感器；PCB轉(zhuǎn)接板(11)上設(shè)置有多個(gè)電極(13)，每個(gè)檢測(cè)單元(15)通過(guò)金線和PCB轉(zhuǎn)接板(11)上的電極(13)一一對(duì)應(yīng)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多用途磁敏免疫分析微流控芯片，其特征在于，每個(gè)檢測(cè)單元(15)表面鍍有SiO₂保護(hù)層，金線表面包覆有絕緣漆。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途磁敏免疫分析微流控芯片，其特征在于，微流控芯片上蓋(2)采用數(shù)控銑、注塑或3D打印技術(shù)制造，微流控芯片上蓋(2)的材料為PMMA、PC或光固化樹(shù)脂。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途磁敏免疫分析微流控芯片，其特征在于，上蓋(201)上表面設(shè)置有多根支柱(202)、第一加樣管(203)、第二加樣管(204)、第三加樣管(205)和排氣管(208)，第一加樣管(203)與第一加樣孔連通，第二加樣管(204)與第二加樣孔連通，第三加樣管(205)與第三加樣孔連通，排氣管(208)與排氣孔連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途磁敏免疫分析微流控芯片，其特征在于，底片(31)上表面上貼有貼片熱敏電阻(32)，貼片熱敏電阻(32)的位置與反應(yīng)腔(207)的位置上下對(duì)應(yīng)，貼片熱敏電阻(32)通過(guò)導(dǎo)線與外部電路連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途磁敏免疫分析微流控芯片，其特征在于，底片(31)下表面上貼有陶瓷加熱片(34)，陶瓷加熱片(34)通過(guò)導(dǎo)線與外部溫控器相連。

10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的多用途磁敏免疫分析微流控芯片的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)磁敏傳感器陣列的生物標(biāo)記：在磁敏傳感器陣列的檢測(cè)單元上固定捕獲抗體；

(2)磁敏生物傳感芯片的安裝和初測(cè)：將完成生物標(biāo)記的磁敏生物傳感芯片固定在微流控芯片上蓋的檢測(cè)區(qū)上，使磁敏傳感器陣列位于反應(yīng)腔正上方；初測(cè)磁敏傳感器陣列的輸出信號(hào)，作為背景信號(hào)；

(3)抗原濃度的標(biāo)定和待測(cè)樣本的濃度測(cè)定：加熱芯片使芯片保持37度；第一加樣孔和第三加樣孔分別注入溶劑，第二加樣孔注入含抗原的待測(cè)樣本；使磁珠存儲(chǔ)區(qū)和洗滌劑存儲(chǔ)區(qū)的試劑分別與溶劑充分混合，使待測(cè)樣品和抗體存儲(chǔ)區(qū)的抗體進(jìn)行免疫反應(yīng)；第二加樣孔和第三加樣孔持續(xù)施加壓力，將磁珠和完成免疫反應(yīng)的待測(cè)樣品壓入樣品流道，使磁珠和待測(cè)樣品充分混合并反應(yīng)，完成待測(cè)樣本中抗原的磁標(biāo)記；將完成磁標(biāo)記的待測(cè)樣本壓入反應(yīng)腔，使捕獲抗體和磁標(biāo)記的抗原結(jié)合；第一加樣孔施加壓力，將洗滌液壓入反應(yīng)腔，洗去未反應(yīng)的物質(zhì)并壓入廢液腔；待信號(hào)穩(wěn)定后，將測(cè)得的磁敏傳感器陣列信號(hào)與背景信號(hào)比較作為待測(cè)樣品的檢測(cè)信號(hào)；使用一個(gè)濃度梯度的抗原標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)定檢測(cè)信號(hào)并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，將待測(cè)樣品的檢測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比獲知待測(cè)樣品的抗原濃度；

(4)重復(fù)使用：將檢測(cè)完成后的磁敏生物傳感芯片取下，清洗微流控芯片并干燥，重復(fù)使用微流控芯片；或者更換為標(biāo)記了不同捕獲抗體的磁敏生物傳感芯片，進(jìn)行不同抗原的檢測(cè)。