基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)方法、芯片及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及免疫檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)方法、芯片及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，食品安全、環(huán)境衛(wèi)生、現(xiàn)場(chǎng)快速疾病診斷等越來(lái)越多的受到人們的關(guān)注，開(kāi)發(fā)一套便攜、實(shí)時(shí)、操作簡(jiǎn)便的檢測(cè)系統(tǒng)顯得愈發(fā)重要。在眾多檢測(cè)方法中，免疫檢測(cè)因其抗原-抗體結(jié)合的特異性好而備受關(guān)注。最常用的免疫檢測(cè)策略是酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)，主要方式有:通過(guò)夾心法鎖定抗原，借助抗體標(biāo)記實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大和檢測(cè)。標(biāo)準(zhǔn)的ELISA方法操作復(fù)雜，基于微流控芯片進(jìn)行免疫檢測(cè)時(shí)，一般需要固化抗體、引入樣品反應(yīng)、清洗、引入二抗、清洗、引入反應(yīng)底物等多步操作、多種試劑。實(shí)際操作中為了提高檢測(cè)的靈敏度，通常還要進(jìn)行信號(hào)放大，導(dǎo)致試劑種類進(jìn)一步增加、操作程序更加繁瑣，難以滿足便攜、操作簡(jiǎn)便的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)的需求。
[0003]乳液免疫團(tuán)聚檢測(cè)方法是免疫檢測(cè)的另一種方式。通過(guò)在微球表面修飾抗體，當(dāng)樣品中有抗原存在時(shí)，微球會(huì)在抗原的橋接作用下發(fā)生團(tuán)聚，引起反應(yīng)體系特性的變化，通過(guò)檢測(cè)這種變化，就能得到樣品中的抗原信息。免疫團(tuán)聚反應(yīng)只需要抗體修飾的微球一種試劑，反應(yīng)也只需要樣品和微球混合一步操作，相對(duì)ELISA等檢測(cè)方式大大簡(jiǎn)化了操作流程，有利于實(shí)現(xiàn)基于微流控芯片的檢測(cè)，為開(kāi)發(fā)便攜、實(shí)時(shí)、操作簡(jiǎn)便的免疫檢測(cè)系統(tǒng)提供了可靠的途徑。
[0004]常規(guī)的乳液免疫團(tuán)聚檢測(cè)，最簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)肉眼觀察團(tuán)聚產(chǎn)生的沉降，但是這種方法只能定性判斷抗原的有無(wú)，不能定量分析。另一種方法是通過(guò)測(cè)量反應(yīng)體系的濁度實(shí)現(xiàn)抗原的定量檢測(cè)，具體的光學(xué)檢測(cè)方法包括透射光檢測(cè)和散射光檢測(cè)。雖然免疫團(tuán)聚檢測(cè)操作簡(jiǎn)便，但是直接檢測(cè)反應(yīng)體系的透射光或者散射光光強(qiáng)變化的方法靈敏度比較低，不能滿足低濃度抗原的檢測(cè)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種微流控芯片、基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)方法及系統(tǒng)，利用磁珠塞提高了局部磁珠的濃度，提高了反應(yīng)速率；并采用判斷單個(gè)或團(tuán)聚磁珠進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)的方法，有利于降低檢測(cè)限，實(shí)現(xiàn)低濃度抗原的檢測(cè)。
[0006]第一方面，本發(fā)明提供了一種基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)方法，所述方法包括:
[0007]利用微流控芯片，通過(guò)控制磁場(chǎng)在所述芯片微溝道的特定區(qū)域動(dòng)態(tài)富集磁珠，形成磁珠塞；
[0008]控制樣品液循環(huán)流過(guò)所述磁珠塞，使所述樣品液中待測(cè)物被所述磁珠捕獲；
[0009]被所述磁珠捕獲的待測(cè)物與另一磁珠結(jié)合，形成兩個(gè)或以上的磁珠的團(tuán)聚；
[0010]通過(guò)檢測(cè)所述磁珠的散射光信號(hào)，統(tǒng)計(jì)單個(gè)磁珠和團(tuán)聚磁珠的數(shù)量，獲得樣品中待測(cè)物的濃度。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述磁珠修飾有免疫探針。
[0012]優(yōu)選地，所述檢測(cè)所述磁珠的散射光信號(hào)，包括:
[0013]激光器或LED輸出的光束經(jīng)所述光束整形透鏡組后，匯聚成一個(gè)光斑；
[0014]所述光斑照射到微流控芯片的檢測(cè)區(qū)，所述檢測(cè)區(qū)的散射光經(jīng)過(guò)所述成像透鏡組匯聚到所述光闌；
[0015]所述散射光經(jīng)所述光闌的過(guò)濾，匯聚到所述光電探測(cè)器的感光區(qū)域。
[0016]第二方面，本發(fā)明提供了一種微流控芯片，包括柔性聚合物層和基片，柔性聚合物層和基片鍵合在一起，
[0017]所述芯片中設(shè)有微溝道系統(tǒng)，所述微溝道系統(tǒng)包括緩沖液入口、樣品入口、磁珠入口、廢液出口、微閥、微泵區(qū)、磁珠塞區(qū)、循環(huán)區(qū)及檢測(cè)區(qū)。
[0018]優(yōu)選地，所述柔性聚合物為聚二甲基硅氧烷的聚合物層，所述基片為有機(jī)玻璃透明聚合物或玻璃。
[0019]優(yōu)選地，所述微閥包括:緩沖液入口微閥、樣品入口微閥、磁珠入口微閥、廢液出口微閥和循環(huán)區(qū)微閥。
[0020]優(yōu)選地，所述緩沖液入口、所述樣品入口、所述磁珠入口及所述廢液出口均設(shè)有貫穿所述柔性聚合物層的垂直通孔。
[0021]優(yōu)選地，所述微泵區(qū)為環(huán)形蠕動(dòng)泵或直線蠕動(dòng)泵。
[0022]第三方面，本發(fā)明提供了一種基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:上述的微流控芯片、微泵驅(qū)動(dòng)裝置、微閥驅(qū)動(dòng)裝置、磁珠塞控制裝置及光學(xué)檢測(cè)模塊；
[0023]微泵驅(qū)動(dòng)裝置，用于為微泵提供驅(qū)動(dòng)力；
[0024]微閥驅(qū)動(dòng)裝置，位于所述微流控芯片上方，用于控制微閥的打開(kāi)和關(guān)閉；
[0025]磁珠塞控制裝置，用于在所述微流控芯片微溝道的特定區(qū)域產(chǎn)生動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)；
[0026]光學(xué)檢測(cè)模塊，用于采集所述微流控芯片的檢測(cè)區(qū)的磁珠散射光信號(hào)。
[0027]優(yōu)選地，所述光學(xué)檢測(cè)模塊包括:激光器或LED、光束整形透鏡組、成像透鏡組、光闌和光電探測(cè)器。
[0028]基于上述技術(shù)方案，通過(guò)本發(fā)明提供的微流控芯片、基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)方法及系統(tǒng)，微泵、微閥組合實(shí)現(xiàn)樣品的循環(huán)操作，實(shí)現(xiàn)被測(cè)對(duì)象的富集捕獲，減少了樣品用量；利用磁珠塞提高了局部磁珠的濃度，提高了反應(yīng)速率；光學(xué)檢測(cè)模塊采用判斷單個(gè)或團(tuán)聚磁珠進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)的方法，有利于降低檢測(cè)限。
【附圖說(shuō)明】
[0029]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)方法的流程示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的微流控芯片的示意圖；
[0033]圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的微流控芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的采用環(huán)形蠕動(dòng)泵的微流控芯片的示意圖；
[0035]圖6是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的采用直線蠕動(dòng)泵的微流控芯片的示意圖；
[0036]圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種微泵驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖8是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種微泵驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖9是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的微閥驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖10是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的磁珠篩控制機(jī)構(gòu)的原理示意圖；
[0040]圖11是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的回轉(zhuǎn)軸在磁鐵中心的磁珠篩控制機(jī)構(gòu)截面的示意圖；
[0041]圖12是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的回轉(zhuǎn)軸在磁鐵外部的磁珠篩控制機(jī)構(gòu)截面的示意圖；
[0042]圖13是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的采用環(huán)形蠕動(dòng)泵的免疫團(tuán)聚檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；
[0043]圖14是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的采用直線蠕動(dòng)泵的免疫團(tuán)聚檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；
[0044]圖15是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0046]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種基于微流控芯片的免疫團(tuán)聚檢測(cè)方法，該方法包括如下步驟:
[0047]S1:利用微流控芯片，通過(guò)控制磁場(chǎng)在所述芯片微溝道的特定區(qū)域動(dòng)態(tài)富集磁珠，形成磁珠塞；
[0048]S2:控制樣品液循環(huán)流過(guò)所述磁珠塞，使所述樣品液中待測(cè)物被所述磁珠捕獲；
[0049]S3:被所述磁珠捕獲的待測(cè)物與另一磁珠結(jié)合，形成兩個(gè)或以上的磁珠的團(tuán)聚；
[0050]S4:通過(guò)檢測(cè)所述磁珠的散射光信號(hào)，統(tǒng)計(jì)單個(gè)磁珠和團(tuán)聚磁珠的數(shù)量，獲得樣品中待測(cè)物的濃度。
[0051]本實(shí)施例中，待測(cè)物可為抗原，則上述方法所使用的磁珠修飾有免疫探針，以和樣品中的抗原結(jié)合，發(fā)生免疫反應(yīng)。
[0052]本實(shí)施例中，步驟S4中所述檢測(cè)所述磁珠的散射光信號(hào)，具體包括如下步驟:
[0053]步驟一、所述激光