一种微流控免疫和核酸检测芯片的制作方法

本发明涉及微流控芯片技术领域，更具体的说是涉及一种微流控免疫和核酸检测芯片。

背景技术：

随着生物科学和医疗科技的快速发展，分子检测技术广泛应用到医疗检测和诊断领域。

目前，免疫和核酸检测在分子检测和临床应用方面仍存在样本保存、样本抽提与处理和检测效率、灵敏度及可靠性等方面的问题，其主要局限性在于：

1、生化样本采集后，室温下放置时间较短(一般不超过4h)，长时间只能在-70℃以下保存，存在样本不及时处理变性失活的风险；

2、免疫检测主要利用抗原抗体特异结合来评价，而核酸检测主要通过靶基因扩增和信号采集来评价，两种检测样本无法同时或者重复利用，这大大减弱了检测效率；

3、免疫和核酸检测，两种检测原理完全不同，蛋白或核酸抽提时存在交叉污染的风险，因而影响检测结果；

4、传统的免疫检测和核酸检测需搭配配套试剂和耗材，且由于分子充分结合需要一定的时间，所以传统方法不能实现实时或批量检测。

因此，如何提供一种将免疫检测和核酸检测一体化的检测芯片是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种微流控免疫和核酸检测芯片，集进样、处理和检测为一体，将免疫检测和核酸检测一体化，达到快、小、准的效果，实现分子检测技术中的实时或批量检测。

为了实现上述方案，本发明采用以下技术方案：

一种微流控免疫和核酸检测芯片，包括盖片和基板，所述盖板与所述基板之间密封配合形成芯片本体；所述基板上设置有免疫阵列芯片检测模块、核酸裂解—等温扩增检测模块和废液池；

所述免疫阵列芯片检测模块包括待测样品溶液入口、免疫清洗液入口、二抗溶液入口、免疫反应及检测腔室、弯曲流体通道；所述待测样品溶液入口、所述免疫清洗液入口、所述二抗溶液入口分别通过连通通道与所述免疫反应及检测腔室一端连通，所述免疫反应及检测腔室另一端与所述弯曲流体通道一端连通；

所述核酸裂解—等温扩增检测模块包括核酸裂解液入口、核酸清洗液入口、核酸洗脱液入口、核酸裂解腔室、核酸扩增反应及检测腔室、第一出口；所述核酸裂解液入口、所述核酸清洗液入口、所述核酸洗脱液入口分别通过连通通道与所述核酸裂解腔室连通，所述核酸裂解腔室通过分液通道与若干所述核酸扩增反应及检测腔室的进液端连通，若干所述核酸扩增反应及检测腔室的出液端与汇集通道连通，所述汇集通道与所述第一出口连通；

所述弯曲流体通道另一端通过第一通道和第二通道分别与所述废液池和所述核酸裂解腔室连通；所述第一通道上设置有第一微流体阀门，所述第二通道上设置有第二微流体阀门。

优选的，在上述一种微流控免疫和核酸检测芯片中，所述免疫反应及检测腔室预埋有用于特异性反应的抗原阵列。

优选的，在上述一种微流控免疫和核酸检测芯片中，所述核酸扩增反应及检测腔室内预埋有用于核酸检测反应的lamp试剂。

优选的，在上述一种微流控免疫和核酸检测芯片中，所述核酸扩增反应及检测腔室设置有多个，并联设置在所述分液通道和所述汇集通道之间。

优选的，在上述一种微流控免疫和核酸检测芯片中，所述废液池连接有第二出口。

优选的，在上述一种微流控免疫和核酸检测芯片中，所述盖板上开设有分别与所述待测样品溶液入口、所述免疫清洗液入口、所述二抗溶液入口、所述核酸裂解液入口、所述核酸清洗液入口、所述核酸洗脱液入口、所述第一出口、所述第二出口对应且连通的通孔，并且通孔均与空气连通。

优选的，在上述一种微流控免疫和核酸检测芯片中，所述待测样品溶液入口、免疫清洗液入口、二抗溶液入口、免疫反应及检测腔室、弯曲流体通道、核酸裂解液入口、核酸清洗液入口、核酸洗脱液入口、核酸裂解腔室、核酸扩增反应及检测腔室、第一出口、第二出口、连通通道、分液通道、汇集通道、第一通道、第二通道、废液池为凹槽结构。

优选的，在上述一种微流控免疫和核酸检测芯片中，所述盖板和所述基板的材质为硅片、石英、玻璃、高分子化合物中的一种。

优选的，在上述一种微流控免疫和核酸检测芯片中，所述高分子化合物为聚甲基丙烯酸酯或聚苯乙烯或环烯烃共聚物或聚碳酸酯。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种微流控免疫和核酸检测芯片，可用于分子检测、医疗诊断和临床应用等多个领域。本发明的有益效果如下：

1、本发明集免疫+核酸检测一体化，可实现批量检测和快捷使用，大大降低蛋白变性和核酸降解的风险，提高检测精准度。

2、本发明分子检测样本提取用量有限，本发明中微流控芯片可实现免疫+核酸检测双重利用，节约样本用量，提高了样本利用率。

3、本发明解决了传统的分子检测需搭配配套试剂和耗材，分子结合耗时的局限，可实现实时检测。

4、本发明实现了免疫检测和核酸检测一体化，集进样、处理和检测模块为一体，降低了外界因素的影响，达到快、小、准的效果。

5、本发明适用于病毒、微生物细胞和组织等样品的分子检测，适用范围广，可靠性强。

6、本发明的免疫阵列芯片检测模块和核酸裂解—等温扩增检测模块划分明确合理，使两种分子反应同时单独进行，可有效避免液体样本回流污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种微流控免疫和核酸检测芯片，包括盖片和基板，盖板与基板之间密封配合形成芯片本体1；基板上设置有免疫阵列芯片检测模块、核酸裂解—等温扩增检测模块和废液池2；

免疫阵列芯片检测模块包括待测样品溶液入口3、免疫清洗液入口4、二抗溶液入口5、免疫反应及检测腔室6、弯曲流体通道7；待测样品溶液入口3、免疫清洗液入口4、二抗溶液入口5分别通过连通通道与免疫反应及检测腔室6一端连通，免疫反应及检测腔室6另一端与弯曲流体通道7一端连通；

核酸裂解—等温扩增检测模块包括核酸裂解液入口8、核酸清洗液入口9、核酸洗脱液入口10、核酸裂解腔室11、核酸扩增反应及检测腔室12、第一出口13；核酸裂解液入口8、核酸清洗液入口9、核酸洗脱液入口10分别通过连通通道与核酸裂解腔室11连通，核酸裂解腔室11通过分液通道14与若干核酸扩增反应及检测腔室12的进液端连通，若干核酸扩增反应及检测腔室12的出液端与汇集通道15连通，汇集通道15与第一出口13连通；

弯曲流体通道7另一端通过第一通道16和第二通道17分别与废液池2和核酸裂解腔室11连通；第一通道16上设置有第一微流体阀门18，第二通道17上设置有第二微流体阀门19。

为了进一步优化上述技术方案，免疫反应及检测腔室6预埋有用于特异性反应的抗原阵列。

为了进一步优化上述技术方案，核酸扩增反应及检测腔室12内预埋有用于核酸检测反应的lamp试剂。

为了进一步优化上述技术方案，核酸扩增反应及检测腔室12设置有五个，并联设置在分液通道14和汇集通道15之间。

为了进一步优化上述技术方案，第一微流体阀门18和第二微流体阀门19均为气动微阀。

为了进一步优化上述技术方案，废液池2连接有第二出口20。

为了进一步优化上述技术方案，盖板上开设有分别与待测样品溶液入口3、免疫清洗液入口4、二抗溶液入口5、核酸裂解液入口8、核酸清洗液入口9、核酸洗脱液入口10、第一出口13、第二出口20对应且连通的通孔，并且通孔均与空气连通。

为了进一步优化上述技术方案，待测样品溶液入口3、免疫清洗液入口4、二抗溶液入口5、免疫反应及检测腔室6、弯曲流体通道7、核酸裂解液入口8、核酸清洗液入口9、核酸洗脱液入口10、核酸裂解腔室11、核酸扩增反应及检测腔室12、第一出口13、第二出口20、连通通道、分液通道14、汇集通道15、第一通道16、第二通道17、废液池2为凹槽结构。

为了进一步优化上述技术方案，盖板和基板的材质为硅片、石英、玻璃、高分子化合物中的一种。

为了进一步优化上述技术方案，高分子化合物为聚甲基丙烯酸酯或聚苯乙烯或环烯烃共聚物或聚碳酸酯。

检测方法：

免疫检测模块：首先确保第一微流体阀门18和第二微流体阀门19处于关闭状态，从待测样品溶液入口3加入待测样品溶液与免疫反应及检测腔室6中的特异性抗原阵列孵育反应；反应完成后从免疫清洗液入口4加入pbs缓冲液冲洗，核酸待测样进入弯曲通道内(若要进行核酸检测则可打开第二微流体阀门19,使核酸待测样流入核酸检测模块，若无须核酸检测则第二微流体阀门19常闭)；从二抗溶液入口5加入二抗溶液，并于免疫反应及检测腔室6中孵育反应，孵育完成后冲洗反应区并打开第一微流体阀门18将多余液体排入到废液池2内，然后借助于显色试剂或外部仪器辅助检测。

核酸检测模块：打开第二微流体阀门19,使核酸待测样流入核酸裂解腔室11，从核酸裂解液入口8加入核酸裂解液使核酸裂解，再分别从核酸洗脱液入口10和核酸清洗液入口9加入核酸洗脱液和核酸清洗液洗脱和提纯，然后流体将进入核酸扩增反应及检测腔室12，检测完成。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。