基于磁微粒化学发光的多目标物定量检测的微流控芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于磁微粒化学发光的多目标物定量检测的微流控芯片，该芯片将微流控技术和磁性微球技术相结合，在微流控芯片中快速、便捷地实现多目标物的定量检测。本技术方案属于生物分析检测领域。
技术背景
[0002]近年来，生物分析技术领域得到了快速的发展，出现了很多重要的研究方向。微流控芯片分析技术是其中最活跃的一支，在科研和应用领域都获得了广泛的重视。微流控芯片作为一种新型的分析检测平台，具有高通量、集成化、便携式、易操作、低成本等优点，已经在众多领域中得到了广泛的应用。
[0003]磁性微球(Microspheres，MS)，是近年来国内外研究比较热门的一类新型材料。磁性微球由于具有较大的比表面积，能够有效提高负载生物分子的效率；磁性微球多为液体状态，可与目标分子在均相中能更好的发生反应，可极大提高反应效率，并且磁性微球具有良好的生物相容性，被标记于磁性微球上的生物分子能很好的保持其原有的生物活性。将磁性微球与靶物质特异性地结合而形成具有磁响应性的复合物，此复合物可被磁场滞留，从而与样品中其他杂质分离。因此，磁性微球在医学及生物学检测、环境监测及食品安全检测等领域有着很好的应用前景。
[0004]随着生物医学水平的不断提高，人们对体外诊断分析检测技术提出了更高，更新的要求，在实践中往往要求在同一条件下同时对多个指标进行快速检测，为满足这一需求，市场上出现了大量的联检产品和各种技术方法，如中国专利(CN 103675219A)所采用的方法为在同一试纸条上设置多个检测带，分别固定不同的抗体，从加样口加入待测样品液，当样品液依次流过检测带后，通过观察窗的颜色显示来判定结果。中国专利(CN 202974994U)采用的方法为在试剂卡内设置多个平行检测单元，和对应的多个加样槽，通过不同的加样槽加入等量的相同液体样品，通过观察窗的颜色显示来判定结果。这些产品多数采用胶体金免疫层析法，在一定程度上能实现多目标物同时检测，但这些方法试剂和样本消耗量大，信号相互干扰程度高，试剂交叉污染率高，检测的灵敏度和重复性低，检测范围有待进一步加宽。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明同时结合微流控技术和磁性微球技术提供了一种基于磁微粒化学发光的多目标物定量检测的微流控芯片，可在同一样本的一次检测过程中同时对多个指标进行快速测定，操作简单，检测成本低，交叉污染率低，准确度高。
[0006]本发明的技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]一种基于磁微粒化学发光的多目标分析物定量检测的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片为双层结构，包括盖片(I)和底片(11)，其中盖片(I)上的气栗(3)、气流微通道(5)、加样孔(2)、样本液流通道(6)、第一生物标记物存储池(4)、微混合器(7)以及过渡区(10)依次连接；底片(11)上的过滤器(12)、反应室(13)、清洗区(14)、检测室(15)、溶液释放通道(18)依次连接，检测室(15)通过溶液释放通道(18)分别与清洗液存储池(16)，发光液存储池(17)连接；所述第一生物标记物存储池(4)存储预封装酶或发光剂标记的不同配体溶液，所述反应室(13)包被预封装不同磁颗粒标记的不同配体，所述磁颗粒标记的不同配体使用的磁颗粒按照表面积与内部磁含量的平均比值的不同将磁颗粒进行编码，划分成不同的磁颗粒组，并对各组给出相应的编号；所述盖片(I)和底片(11)用胶带(20和22)密封。
[0008]具体地，本发明所述微流控芯片的第一生物标记物存储池(4)、清洗液存储池
(16)和发光液存储池(17)为液囊或试剂槽，可通过刺穿或按压方式释放存储池内液体试剂，体积为5?500 μ L ;优选体积为5?300 μ L ;进一步优选体积为10?250 μ L0
[0009]具体地，所述微流控芯片的微混合器是宽度为20?300 μ m，深度为10?100 μ m的蛇形，折线形或方形结构。
[0010]优选地，微混合器是一个宽度为50?200 μ m，深度为20?100 μ m的方波形结构。
[0011]具体地，本发明所述微流控芯片的过滤器由一个腔体和滤血膜组成，具有的功能包括:滤过血细胞和杂质，传递液体样本至下一腔室。
[0012]具体地，所述微流控芯片的过滤器滤血膜材料为玻璃纤维，聚醚砜树脂。
[0013]优选地，微流控芯片的过滤器滤血膜材料为玻璃纤维。
[0014]具体地，所述微流控芯片的反应室为毛细管微通道，该毛细管微通道为管状通道或矩形通道，允许微液体流进或通过。所述毛细管微通道为管状通道时直径为0.5?1mm ;
[0015]优选地，毛细管微通道为管状通道时直径为5mm，进一步优选2mm或1mm。
[0016]具体地，所述毛细管微通道为矩形通道时尺寸范围:宽为0.1?5mm，深度为0.01?2mm，长为5?40mm。优选地，毛细管微通道为矩形通道时尺寸范围:宽为0.3?2謹，深度为0.2?I謹，长为5?2Ctam。
[0017]具体地，本发明所述微流控芯片的进样通道的长度为3?10mm，深度为10?200 μπι
[0018]优选地，进样通道长度为5mm，深度为150 μπι。
[0019]具体地，本发明所述磁颗粒组的编码方法包括将具有相同表面积，但内部磁含量不同的一类磁颗粒进行组合，分别编码为不同磁颗粒组；或将表面积不同，而磁含量相同的一类磁颗粒进行组合，分别编码为不同磁颗粒组；或表面积和磁含量均不同的一类磁颗粒进行组合；
[0020]具体地，所述磁颗粒组编码所用磁颗粒为顺磁性核壳结构，其中磁颗粒的磁核为Fe3O4或γ -Fe 203的化合物，外壳为聚苯乙稀化合物，且磁颗粒表面经过修饰带有功能化基团，如-C00H、-C0H、_順2等，或其他生物分子，如生物素，链霉亲和素等，磁颗粒粒径为0.1?10 μπι ;所述酶标记配体使用的酶包含过氧化氢酶(HRP)和碱性磷酸酶(ALP)，所述发光剂标记配体使用的发光剂包含吖啶酯、B丫啶磺酰胺、鲁米诺及其衍生物和金刚烷等。[0021 ] 优选地，所述磁颗粒为顺磁性的Fe3O4磁颗粒，且磁颗粒粒径为0.2?10 μ m。
[0022]更优选地，所述磁颗粒粒径为颗粒尺寸为0.5 μ m?6 μ m。
[0023]本发明所述微流控芯片的制备主要包括如下步骤:
[0024]步骤I)磁颗粒的编码，根据磁颗粒表面积与内部磁含量的平均比值的不同将磁颗粒进行编码，划分成不同的磁颗粒组，并对各组给出相应的编号；
[0025]步骤2)配体的标记，酶或发光剂标记可与目标分析物结合或竞争的一种配体，形成标记配体，磁颗粒标记可与目标分析物结合或竞争的另一种配体，同组磁颗粒标记同种配体，不同组磁颗粒标记不同配体，形成磁颗粒标记配体，所述两种用于标记的配体可相同或不同；
[0026]步骤3)内部主要试剂的封存，将酶或发光剂标记的不同配体溶液放入盖片的第一生物标记物存储池中，密封，将磁颗粒标记的不同配体溶液加入底片的反应室中，干燥，固化，将一定体积的清洗液和发光基底液分别注入清洗液存储池和发光液存储池中，密封。
[0027]步骤4)微流控芯片的组装，分别组装盖片和底片的其他部件，用胶带(20和22)密封半成品盖片和底片组装形成一张完整的微流控芯片。
[0028]本发明中所述微流控芯片加工成型方法包含但不限定于模具注塑法、模具热压法、激光刻蚀法和软光刻蚀法等，优选模具注塑法，本发明的实施例中所用微流控芯片均为通过模具注塑法加工制备，该方法制备的微流控芯片结构稳定，精密度高，成本低。
[0029]本发明所述微流控芯片的反应室内部需进行一定的表面改性处理，所述表面改性处理方法可为化学反应，表面涂层，等离子处理等，从而获