[發(fā)明專利]微流控芯片及其制備方法和微流控裝置及致病菌的檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010684682.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN111804356B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林金明;陳建;李海芳;林玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;C12Q1/04;G01N21/64;G01N21/76
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;雷月

本發(fā)明公開了一種微流控芯片及其制備方法和微流控裝置及致病菌的檢測(cè)方法。該微流控芯片包括芯片層，在所述芯片層內(nèi)具有通道結(jié)構(gòu)，在所述通道結(jié)構(gòu)內(nèi)具有表面修飾有適配體的陣列結(jié)構(gòu)。采用該微流控芯片進(jìn)而制備的微流控裝置，可用于食物中致病菌的快速、高靈敏性檢測(cè)，且檢測(cè)效果穩(wěn)定性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微流控芯片及其制備方法，一種微流控裝置，以及一種致病菌的檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

食源性致病微生物引起的食物中毒是全球共同關(guān)注的食品安全問題。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，全球每年食源性疾病患者中，70％以上是由致病微生物引起的。近幾年據(jù)國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生辦公廳和國(guó)家疾控中心的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，致病微生物性食物中毒人數(shù)始終占居食品中毒事件的首位。中國(guó)是最大的食品消費(fèi)國(guó)、生產(chǎn)國(guó)和進(jìn)口國(guó)，提高食源性致病微生物檢測(cè)水平和應(yīng)對(duì)食品安全突發(fā)事件的能力，是我們面臨的迫切任務(wù)。對(duì)其進(jìn)行快讀、準(zhǔn)確、靈敏的檢測(cè)為有效控制傳染性疾病的擴(kuò)散、維護(hù)公眾健康安全具有至關(guān)重要的作用。

食源性致病微生物種屬繁多、性質(zhì)各異、致病機(jī)理復(fù)雜、受污染的食品基質(zhì)更是千差萬(wàn)別。現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)(微生物檢驗(yàn)、免疫學(xué)檢測(cè)和分子生物學(xué)技術(shù)等)各有其不足，面臨著諸多難題：操作過程復(fù)雜、檢測(cè)時(shí)間過長(zhǎng)、檢測(cè)靶標(biāo)覆蓋率低、假陽(yáng)性高、適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的儀器和試劑較少等。

現(xiàn)有的采用微流控檢測(cè)食源性致病菌的裝置或方法，存在種屬特異性不高，檢測(cè)時(shí)間慢等問題，例如，CN109813695A公開了一種基于微流控芯片的微生物檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，其利用聲波對(duì)不同直徑大小的細(xì)菌進(jìn)行分離富集，存在特異性較差的問題。

CN107904161A公開了一種可視化即時(shí)檢測(cè)病原體核酸的微流控芯片及其制備方法和檢測(cè)方法，其利用免疫磁珠進(jìn)行致病菌的捕獲，由于免疫磁珠只能被固定在芯片通道的底部，對(duì)于上層溶液中的致病菌的捕獲能力有限，免疫磁珠的微流控芯片的捕獲效率不超過50％。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種新的微流控芯片，采用該微流控芯片進(jìn)而制備的微流控裝置，可用于食物中致病菌的快速、高靈敏性檢測(cè)，且檢測(cè)效果穩(wěn)定性高。

本發(fā)明第一方面提供了一種微流控芯片，包括芯片層，在所述芯片層內(nèi)具有通道結(jié)構(gòu)，在所述通道結(jié)構(gòu)內(nèi)具有表面修飾有適配體的陣列結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明所述的微流控芯片的一些實(shí)施方式，所述陣列結(jié)構(gòu)的材質(zhì)選自PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和玻璃中的一種或多種。上述材料的可塑性較強(qiáng)，采用上述材料進(jìn)行致病菌檢測(cè)具有較好的檢測(cè)效果。采用其中的PDMS修飾效果更佳。

根據(jù)本發(fā)明所述的微流控芯片的一些實(shí)施方式，所述芯片層的材質(zhì)選自PDMS、PMMA和玻璃中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明所述的微流控芯片的一些實(shí)施方式，所述微流控芯片還包括與芯片層鍵合的基底。所述基底的材質(zhì)優(yōu)選為PDMS、PMMA或玻璃。

根據(jù)本發(fā)明所述的微流控芯片的一些實(shí)施方式，所述修飾的方法為化學(xué)修飾。優(yōu)選地，所述修飾的方法包括將陣列結(jié)構(gòu)依次進(jìn)行等離子體氧化處理、硅烷偶聯(lián)劑處理和交聯(lián)改性處理，然后與末端氨基化修飾的適配體接觸。從而得到表面修飾有適配體的陣列結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明所述的微流控芯片的一些實(shí)施方式，通道結(jié)構(gòu)的高度與陣列結(jié)構(gòu)的高度相同或不同，優(yōu)選為相同。高度相同的情況下，極大的提高了捕獲效率。

根據(jù)本發(fā)明所述的微流控芯片的一些實(shí)施方式，所述陣列結(jié)構(gòu)包含多個(gè)結(jié)構(gòu)單元。

根據(jù)本發(fā)明所述的微流控芯片的一些實(shí)施方式，每個(gè)結(jié)構(gòu)單元的形狀為圓柱狀。

根據(jù)本發(fā)明所述的微流控芯片的一些實(shí)施方式，垂直于流體流動(dòng)方向上，相鄰兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元的距離為20-100μm，優(yōu)選為20-50μm。相鄰兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元的距離是指中心到中心的距離，例如為圓柱結(jié)構(gòu)單位，則為圓心至圓心。