一种微流控盘及使用该微流控盘进行检测的方法与流程

本发明属于免疫体外诊断技术领域，尤其涉及一种微流控盘及使用该微流控盘进行检测的方法。

背景技术：

微流控技术是利用多相微流体的物理化学特性和尺度效应，在微通道内进行微液滴多相微功能单元的生成、操控、反应、分析和筛选。目前，微流控技术广泛应用于免疫检测与分子诊断中，但目前针对免疫检测和分子诊断均是采用不同的微流控盘，尚无同时适用于免疫检测与分子诊断的微流控盘。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种微流控盘及使用该微流控盘进行检测的方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种微流控盘，所述微流控盘设有进样口、废液槽及多个检测单元，每一所述检测单元包括分样槽、预装试剂槽及测量池，所述分样槽、所述预装试剂槽与所述测量池顺次连通，所述分样槽与所述进样口相连，其中，所述预装试剂槽用于封装预先冻干的分子检测用试剂或预先冻干的免疫检测用试剂，所述测量池与所述废液槽连通，所述分样槽的出口与所述预装试剂槽之间的连接通道内安装有表面张力阀。

进一步地，多个所述检测单元的所述分样槽围绕所述微流控盘中心周向均匀分布。

进一步地，所述分子检测用试剂包括受体偶联磁珠、配体标记引物、及发光信号物标记引物；所述免疫检测用试剂包括受体偶联磁珠、配体标记抗体及发光信号物标记抗体，和/或，所述免疫检测用试剂包括所述受体偶联磁珠、配体标记检测抗体及发光信号物标记抗原。

进一步地，所述进样口经过多组分样流道与多个所述分样槽连通，沿样本的流向位于末端的所述分样流道经多余样本流道与所述废液槽连通，所述多余样本流道内安装有压力平衡阀。

进一步地，所述检测单元还包括反应流道，所述预装试剂槽与所述反应流道的前端相连，所述反应流道的后端与所述测量池连通。

进一步地，所述反应流道呈蛇形，以使所述预装试剂与样本充分混合。

进一步地，所述废液槽为设置在所述微流控盘外围的环形槽，每一所述检测单元的所述测量池通过废液流道与所述废液槽相连通。

一种使用上述微流控盘对样本进行检测的方法，包括步骤，

步骤s1，将微流控盘放入检测仪器中，从进样口注入样本，使样本分配至各个检测单元的分样槽；

步骤s2，以第一转速、第一加速度操控微流控盘旋转，开启表面张力阀，所述分样槽内的样本进入预装试剂槽中浸润预装试剂，进入反应状态；

步骤s3，以第二转速、第二加速度操控微流控盘旋转，将样本从所述预装试剂槽传送至测量池中；

步骤s4，检测仪器在所述测量池的底部加磁场吸附反应液中的磁性物质，从所述进样口加入清洗液，清洗液进入各个检测单元进行清洗，清洗废液流入所述废液槽；

步骤s5，以第三转速、第三加速度操控微流控盘旋转，甩干各检测单元中的残留清洗液；

步骤s6，开启检测模块，通过所述测量池的窗口进行检测。

进一步地，第一转速：第二转速：第三转速＝15:20：30；第一加速度：第二加速度：第三加速度＝1:5:1。

进一步地，步骤s1包括，通过自动加样装置向所述进样口注入样本，多余的样本经多余样本流道进入废液槽。

本发明提供一种微流控盘，包括多个检测单元，每一检测单元包括预装试剂槽，可以根据用途需求在多个预装试剂槽内封装不同的预装试剂，由此采用同一形状的微流控盘即可同时满足免疫检测和分子检测的需求，结构简单。

附图说明

图1是本发明一种微流控盘的整体结构示意图；

图2是本发明一种微流控盘中检测单元的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1，进一步说明本发明一种微流控盘的具体实施方式。本发明一种微流控盘不限于以下实施例的描述。

如图1所示，一种微流控盘12包括进样口1、多个检测单元、多余样本流道4、压力平衡阀5及废液槽11。其中，各检测单元结构可以相同，每一检测单元包括分样槽3、表面张力阀6、预装试剂槽7、反应流道8、测量池9及废液流道10。

进样口1位于微流控盘12的某一半径的中部，其通过分样流道2与分样槽3的前端入口相连。样本从进样口1流入分样流道2，分别汇入多个检测单元中的分样槽3内，借助分样槽3实现对样本的定量分样。分样槽3从前端入口向后端出口横向尺寸逐渐减小，分样槽3平行于微流控盘12盘面的截面呈等腰梯形状。

分样槽3的底部出口与预装试剂槽7连通，在分样槽3与预装试剂槽7之间的连接通道内安装有表面张力阀6，当需要进行反应时，开启表面张力阀6，样本从分样槽3流入预装试剂槽7。

预装试剂槽7与反应流道8的前端相连，反应流道8的后端与测量池9连通。预装试剂槽7内用于封装预装试剂，多个检测单元可以根据检测需要进行不同试剂的封装。反应流道8呈蛇形，样本与预装试剂槽7混合形成的反应液沿反应流道8流动过程中充分混合，然后流入测量池9，借助测量池9处的窗口进行检测。

测量池9的底部通过废液流道10与废液槽11连通，废液槽11位于微流控盘12的外围并呈环形，多个检测单元围绕微流控盘12的中心周向设置，每一个检测单元的测量池9均与废液槽11相连，以便进行冲洗时将测量池9内的反应液冲入废液槽11。

进样口1经过多组分样流道2及分样槽3与多余样本流道4连通，多余样本流道4经过压力平衡阀5与废液槽11连通。当需要向各分样槽3内通入样本时，开启压力平衡阀5，样本均匀分配至各分样槽3后多余的样本沿多余样本流道4流入废液槽11。通过压力平衡阀5的调压，确保各分样槽3内均匀分得样本，样本分配过程中，表面张力阀6处于关闭状态。多组分样流道2位于微流控盘12的内圈，呈环状分布。

具体地，微流控盘12上可以安装有7-15个检测单元，每个检测单元的分样槽3相比于预装试剂槽7更靠近微流控盘12的中心。

本发明提供的微流控盘12，包括多个检测单元，每一检测单元包括预装试剂槽7，可以根据用途需求在多个预装试剂槽7内封装不同的预装试剂，比如在进行分子检测时，将分子检测试剂整体冻干，封装在预装试剂槽7内；在进行免疫检测时，根据夹心法和竞争法的不同，采用不同的冻干方式。具体地，夹心法免疫检测时，可以将各试剂混合后冻干，也可以各自冻干后封装；采用竞争法免疫检测时，可以将磁珠与抗体或抗原之一混合后冻干，其中抗体与抗原需要分开冻干，避免两者提前发生反应。当进行检测时，可以根据采用的检测方法在预装试剂槽7内填充的相应的试剂，由此借助同一结构的该微流控盘12即可同时满足免疫检测和分子检测的需求，通用性强。

使用该微流控盘12进行检测时：

(1)将微流控盘12放入检测仪器中，开启自动加样装置及压力平衡阀5，由进样口1持续注入样本，样本均匀分配至各个检测单元的分样槽3中，多余样本经多余样本流道4进入废液槽11。其中，微流控盘12放置在检测仪器后，自动加样装置的泵阀开启，通过加样针将样本注入进样口1。

(2)以第一转速、第一加速度操控微流控盘12旋转，表面张力阀6开启，分样槽3中的样本经管路进入预装试剂槽7中，浸润预装试剂，进入反应状态。微流控盘12安装在离心加热盘上，离心加热盘与机械传动机构相连，通过运动控制器控制机械传动机构的运动，从而控制微流控盘12的旋转速度及运动加速度。

(3)微流控盘12以第一转速、第一加速度旋转一定时间后，待样本充分浸润预装试剂后，以第二转速、第二加速度操控微流控盘12旋转，将样本经反应流道8由预装试剂槽7传送至测量池9中；

(4)检测仪器在测量池9的底部加磁场吸附反应液中的磁性物质，自动加样装置自进样口1加入清洗液，关闭压力平衡阀5，清洗液在进样压力驱动下会进入各个检测单元进行清洗，清洗废液经废液流道10进入废液槽11。磁场由位于离心加热盘下方的磁吸环提供，该磁吸环可以移动，并由运动控制器去控制。

(5)以第三转速、第三加速度操控微流控盘12旋转，甩干各检测单元中的残留清洗液。

(6)检测模块开启，通过测量池9窗口进行检测。

在该检测过程中微流控盘12的转动转速比为：第一转速：第二转速：第三转速＝15:20:30；第一加速度：第二加速度：第三加速度＝1:5:1。

当进行分子检测时，在预装试剂槽7中封装的预装试剂包括受体偶联磁珠、配体标记物及发光信号物标记引物；三者可以混合后一起冻干，冻干后的试剂封装在预装试剂槽7内。当进行夹心法免疫检测时，在预装试剂槽7中封装的预装试剂包括受体偶联磁珠、配体标记抗体及发光信号物标记抗体；三者同样可以混合后一起冻干，冻干后再封装。当进行竞争法免疫检测时，在预装试剂槽7中封装的预装试剂包括受体偶联磁珠、配体标记检测抗体及发光信号物标记抗原冻干品；进行冻干操作时，即可以各自冻干后封装也可以将受体偶联磁珠与另外两种的某一种混合后冻干，需要说明的是，配体标记检测抗体及发光信号物标记抗原需要分别冻干，不可以混合在一起冻干，以免混合后发生化学反应。

偶联磁珠的受体包括但不仅限于抗fitc抗体、羊抗鼠igg、protina或proting、亲和素或链霉亲和素；标记物或抗体的配体包括但不仅限于fitc或生物素；发光信号物包括但不仅限于吖啶酯、异鲁米诺、辣根过氧化物酶hrp、碱性磷酸酶ap、β-半乳糖苷酶或纳米酶。

实施例1，夹心法免疫检测：

生物素化捕获抗体，2ap酶标记检测抗体和链霉亲和素偶联超顺纳米磁珠三者混合后进行预先冻干，然后在预装试剂槽7内置入预先冻干后的试剂；微流控盘12中的多个检测单元可根据不同用途进行不同项目组合，比如根据检测项目的不同在预装试剂槽7内封装不同的夹心法免疫检测试剂，然后制备成成品，常温储运。使用时撕开包装，放入检测仪器中即可进行后续检测过程。

实施例2，竞争法免疫检测：

将吖啶酯标记偶联抗原及抗fitc抗体偶联超顺纳米磁珠混合后预先冻干，fitc标记检测抗体单独进行预先冻干，然后将预先冻干形成的两个冻干件放置在预装试剂槽7内；除此之外，也可以将fitc标记检测抗体及抗fitc抗体偶联超顺纳米磁珠混合后预先冻干，将吖啶酯标记偶联抗原单独进行预先冻干处理，对此，不做具体限定。微流控盘12中的多个检测单元可根据不同用途进行不同项目组合，即可以在预装试剂槽7内填充不同类型的试剂进行不同检测项目的竞争法免疫检测；然后封装成成品，常温储运。使用时撕开包装，放入检测仪器中即可进行后续检测过程。

实施例3，分子检测：

生物素标记物、吖啶酯标记偶联引物及链霉亲和素偶联超顺纳米磁珠混合后一起进行预先冻干处理，然后放置在预装试剂槽7内。微流控盘12中的多个检测单元可根据不同用途进行不同项目组合，然后封装成成品，常温储运。使用时撕开包装，放入检测仪器中即可进行后续检测过程。

其中，分子检测时所用的扩增方法为恒温扩增法，包括但不仅限于常见的环介导恒温扩增法lamp或链替代扩增法sda、滚环扩增rca、切口酶核酸恒温扩增法nema以及重组聚合酶扩增法rpa。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。