[發明專利]一種紅外微流控芯片液體池以及制備方法以及一種活細胞的FTIR分析方法

有效

• 申請號: 202110762703.8
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113484274B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 周曉潔;鐘佳佳;俞文杰;唐雨釗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: G01N21/3577
• 分類號: G01N21/3577;G01N21/03;B01L3/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 余永莉

本發明提供一種紅外微流控芯片液體池及其制備方法以及一種活細胞的FTIR分析方法，包括：S1：提供一種既可以透過可見光，同時又可以透射或反射紅外光的紅外材料，超聲清洗，氮氣吹干，作為基片和蓋片；S2：使用光刻膠在基片上進行均勻旋轉涂覆，配合光刻掩膜版，在一定溫度下曝光一段時間，使用顯影液進行顯影形成光刻微圖形；S3：采用熱壓鍵合或可逆鍵合，將蓋片與基片在光刻微圖形處進行封接，該紅外微流控芯片液體池可為活細胞提供長時間穩定、且精確可控的生存環境，用于活細胞的傅里葉變換紅外譜學和紅外顯微與成像研究。本發明克服了紅外材料微加工困難，紫外光刻工藝難度大，鍵合難度高的問題，實現了活細胞的FTIR分析。

技術領域

本發明涉及微流控領域和傅里葉變換紅外光譜分析領域，更具體地涉及一種紅外微流控芯片液體池及其制備方法以及一種活細胞的FTIR分析方法。

背景技術

傅里葉變換紅外光譜(FTIR)技術可用于細胞和組織等生物樣品的分析。而且，紅外光的光子能量低，不會損傷生物樣品。所以FTIR技術是一種無損無需標記的表征方法。由于單個細胞的尺寸大多在幾微米到幾十微米之間，結合FTIR技術、同步輻射(SR)紅外光源和紅外顯微鏡，可以進行單細胞級別的紅外顯微研究。細胞中生物大分子在中紅外區域均有典型的紅外吸收峰，其中最重要的區域在600～1700cm^-1范圍內，包含典型的蛋白質酰胺Ⅰ帶和酰胺Ⅱ帶(1500～1700cm^-1)和指紋區(600～1450cm^-1)。高波數區域的紅外峰(2550～3500cm^-1)主要包含脂類等物質中C-H，S-H，N-H和O-H等的伸縮振動。

但是，目前大多數FTIR方法針對細胞的研究是對化學固定或者風干的細胞進行的測試。這種情況下，細胞被固定在死亡時的狀態。固定或風干會對紅外光譜引入人為干擾，比如細胞脫水后，酰胺帶、磷酸、核酸等的紅外特征峰位置、強度等可能發生變化。所以針對活細胞在正常生理狀態下的FTIR研究具有重要意義。FTIR技術難以實現活細胞的測試，主要是由于活細胞生存條件要求水溶液的營養基質。然而，水在中紅外區域有嚴重的吸收，水在紅外光路中如果達到一定厚度，它的特征紅外吸收峰會將細胞的特征紅外吸收峰覆蓋。

微流控芯片技術(Microfluidics)是把生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程。微流控芯片已經和多種檢測技術結合在一起，如激光誘導熒光檢測、紫外吸收光度檢測等等，并廣泛應用于細胞學研究中。微流控芯片加工方法主要有光刻法，模塑法，熱壓法，激光燒蝕等方法；常用的微流控芯片材料有硅材料，玻璃石英，有機聚合物等。

因此，如果能將微流控芯片技術和FTIR技術結合起來，制作紅外微流控芯片液體池將有望精確控制水的厚度，為活細胞提供穩定和精確可控的生存環境，并實現活細胞的FTIR研究。但是，常用的微流控芯片材料有各種問題，無法用于紅外微流控芯片液體池的加工，用于紅外顯微與成像研究的紅外微流控芯片材料必須同時能夠透過可見光和紅外光。傳統微流控芯片材料，比如硅材料可見光透過率低，無法實現紅外顯微觀測，且厚度較高的硅片，紅外透過率低；玻璃石英在紅外區域透光范圍窄，不能用于細胞的紅外光譜測量；有機聚合物在中紅外區域有強吸收，不透紅外光。用于這些材料的微加工工藝不適用紅外材料的微加工。另外，常見的紅外材料存在著易碎，易溶解于水，與光刻膠結合力較弱等各種問題，所以紫外光刻和鍵合難度很大，目前沒有針對紅外材料成熟的微加工工藝。

發明內容

本發明的目的是提供一種紅外微流控芯片液體池及其制備方法以及一種活細胞的FTIR分析方法，從而解決現有技術中紅外材料微加工困難、無法實現活細胞的傅里葉變換紅外光譜分析的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：