一种基于核孔膜富集的集成微流控芯片的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于核孔膜富集的集成微流控芯片，属于微流控芯片技术领域。


背景技术：

2.目前，集成微流控芯片在检测过程中的应用极其广泛，尤其是在生物、医药、食品和化学等领域，集成微流控芯片结构简单，在集成微流控芯片上可以自动完成整个分析过程，而且使用的样品及试剂量少，可以实现快速出结果，无需对样品进行复杂的手工处理。
3.但是当样品浓度较低时，使用现有的集成微流控芯片进行样品检测，往往会出现检测偏差大，或者不能够明显检测出来的问题。所以对于浓度低的样品，往往需要人工对样品进行浓缩处理后再进入集成微流控芯片中进行检测，极大的增加人工劳动成本，而且容易引入各种人为误差，导致检测结果不准确。或者为了解决浓度低检测困难问题，采用检测灵敏度极高的设备，导致设备成本投入极高。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种基于核孔膜富集的集成微流控芯片，所述的集成微流控芯片结构简单，可以实现病菌的快速处理检测，而且结构简单，成本低，提高检测结果准确度。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于核孔膜富集的集成微流控芯片，所述的集成微流控芯片包括：样品通道、磁珠通道、孵育器、载流体通道、分离器和检测通道；
6.所述样品通道内通有病菌样品；所述磁珠通道内通有免疫纳米磁珠；所述样品通道和磁珠通道连通所述孵育器，所述孵育器通过连接通道连通所述分离器，所述载流体通道连通所述分离器，所述载流体通道内通有载流体；所述分离器的磁性出口端连通所述检测通道，所述检测通道内设有富集部，所述富集部内安装有核孔膜，所述核孔膜的进口处为检测分析部。
7.本实用新型的有益效果是：病菌样品和免疫纳米磁珠在孵育器内进行孵育，是病菌与免疫纳米磁珠上的抗体充分反应，形成磁细菌，然后磁细菌和非磁性样本在分离器内进行分离，使磁细菌在载流体的作用下进入检测通道内，并利用优选孔径的核孔膜滤除未结合病原体的游离磁珠，实现磁细菌在检测分析部处的分离和富集，然后再采用现有的检测设备对检测分析部处的磁细菌进行定量检测和即时预警，整个处理过程方便快捷，无需人工手动操作，提高工作效率，提升检测结果的准确度。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
9.进一步的，所述样品通道和所述磁珠通道通过混合器连通所述孵育器，所述样品通道和磁珠通道均连通所述混合器，所述混合器通过连接通道连通所述孵育器。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：病菌样品和免疫纳米磁珠首先进入混合器进
行完全混合，然后再进入孵育器内进行孵育反应，提高孵育效率。
11.进一步的，所述的混合器为人字形交错微混合器。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：采用人字形交错微混合器结构简单，而且可以实现病菌样品和免疫纳米磁珠的充分混合，提升混合效果。
13.进一步的，所述的孵育器为蛇形孵育通道。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：采用蛇形孵育通道，可以使病菌与免疫纳米磁珠上的抗体实现充分反应。
15.进一步的，所述的分离器的非磁性出口端连接有废液通道。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：通过分离器的作用，保留下磁细菌，将没有结合免疫纳米磁珠的样本背景通过废液通道排出，起到初步的富集作用。
17.进一步的，所述的分离器包括磁泳分离通道，所述磁泳分离通道与梯度磁场器件相配合。所述的分离器为高梯度磁分离器或环形磁场分离器。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：采用磁场的原理，利用磁泳将磁细菌和非磁性样本背景进行流动分离。
19.进一步的，所述核孔膜的出口处连接有游离磁珠通道。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：在核孔膜的作用下，磁细菌被核孔膜截留在检测分析部内，实现富集，而游离的免疫纳米磁珠则会穿过核孔膜通过游离磁珠通道排出。
附图说明
21.图1为实施例中所述集成微流控芯片的结构示意图；
22.图2为高梯度磁分离器的内部结构示意图；
23.图3为环形磁场分离器的内部结构示意图；
24.图4为免疫纳米磁珠透射电镜照片；
25.图5为磁细菌透射电镜照片；
26.图6为集成微流控芯片对磁细菌的分离富集原理图；
27.图中，1样品通道，2磁珠通道，3载流体通道，4检测通道，5连接通道，6富集部，7核孔膜，8检测分析部，9人字形交错微混合器，10蛇形孵育通道，11废液通道，12磁泳分离通道，13梯度磁场器件，14游离磁珠通道。
具体实施方式
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。
30.如图1所示，一种基于核孔膜富集的集成微流控芯片，所述的集成微流控芯片包
括：样品通道1、磁珠通道2、孵育器、载流体通道3、分离器和检测通道4；
31.所述样品通道1内通有病菌样品；所述磁珠通道2内通有免疫纳米磁珠；所述样品通道1和磁珠通道2连通所述孵育器，所述孵育器通过连接通道5连通所述分离器，所述载流体通道3连通所述分离器，所述载流体通道3内通有载流体；所述分离器的磁性出口端连通所述检测通道4，所述检测通道4内设有富集部6，所述富集部6内安装有核孔膜7，所述核孔膜7的进口处为检测分析部8。
32.具体的，所述样品通道1和所述磁珠通道2通过混合器连通所述孵育器，所述样品通道1和磁珠通道2均连通所述混合器，所述混合器通过连接通道5连通所述孵育器。
33.具体的，所述的混合器为人字形交错微混合器9。
34.具体的，所述的孵育器为蛇形孵育通道10。
35.具体的，所述的分离器的非磁性出口端连接有废液通道11。
36.具体的，所述的分离器包括磁泳分离通道12，所述磁泳分离通道12与梯度磁场器件13相配合。所述的磁泳分离通道12可用于特异性地从复杂样品中捕获、分离和富集目标细菌，捕获效率可达90％以上，富集倍数可达到10倍，
37.具体的，所述的分离器为高梯度磁分离器，如图2所示，或者所述的分离器为环形磁场分离器，如图3所示。
38.具体的，所述核孔膜7的出口处连接有游离磁珠通道14。
39.工作原理：
40.1)病菌样品和免疫纳米磁珠首先进入人字形交错微混合器9进行完全混合；
41.2)混合后后再进入蛇形孵育通道10内进行孵育反应，是病菌与免疫纳米磁珠上的抗体充分反应，形成磁细菌，其中免疫纳米磁珠的投射电镜照片如图4所示，所述磁细菌的投射电镜照片如图5所示；
42.3)然后磁细菌和非磁性样本在分离器内进行分离，利用磁泳将磁细菌和非磁性样本背景进行流动分离，将没有结合免疫纳米磁珠的样本背景通过废液通道11排出；
43.4)分离出的磁细菌在载流体的作用下进入检测通道4内，并利用优选孔径的核孔膜7滤除未结合病原体的游离磁珠，在核孔膜7的作用下，磁细菌被核孔膜7截留在检测分析部8内，实现富集，而游离的免疫纳米磁珠则会穿过核孔膜7通过游离磁珠通道14排出，然后再采用现有的检测设备对检测分析部8处的磁细菌进行定量检测和即时预警。具体的原理流程如图6所示。
44.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
45.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。