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_2

文档序号:9505039阅读:来源:国知局
得良好的亲水性,促使液体样本自发流动,快速填充微通道,复溶固化的磁颗粒。
[0030]本发明中所述磁含量指的是磁颗粒内部所含磁性材料的质量百分比。
[0031]本发明中所述磁颗粒的磁含量决定了磁颗粒在外部磁场作用下的磁力大小,在表面积相同时,磁含量大的磁颗粒所具有的磁力强,在溶液中移动的距离大。
[0032]本发明中所述磁颗粒表面积大小直接影响磁颗粒在液体环境中的粘滞阻力。磁颗粒的表面积越大所具有的粘滞阻力就越大,其他条件均相同时,在磁铁作用一定时间后,表面积大的磁颗粒在溶液中移动的距离比表面积小的磁颗粒小。
[0033]本发明中所述磁颗粒组编码的重要依据是磁颗粒表面积与磁含量的平均比值这一重要参数,同一磁颗粒组是具有相同表面积与磁含量的平均比值的一类磁颗粒的集合,不同磁颗粒组之间表面积与磁含量的平均比值差异较大。在本发明的一个实施例中磁颗粒组的设计方法为不同磁颗粒组的磁颗粒表面积均相同,只是各组间磁含量不同,因为在粒径尺寸均匀的液相中能很好地混合均匀。
[0034]本发明中所述磁颗粒组的设计综合了影响磁颗粒运动速度的两个因素,引进磁微粒表面积与磁含量的平均比值这一参数,共同影响磁颗粒在微流体通道中运动的速度和移动距离。在外部磁铁作用下,包含多目标分析物的混合磁颗粒移动至检测室,由于各磁颗粒组的磁颗粒运动速度不同,相同时间内所发生的位移不同,一段时间后,混合磁颗粒同组内发生聚集,各组间逐步发生组间分离,最终不同目标物所对应的磁颗粒沉降为不同的物质群,分布在检测室底部不同位置。
[0035]本发明中所述酶,包含但不限定于过氧化氢酶(HRP)和碱性磷酸酶(ALP)。发光基底液为酶对应的发光底物(如鲁米诺或金刚烷)和发光增强液(如苯衍生物等增强剂),其中发光底物和发光增强液可合并,如图2所示混合均匀后注入一个发光液存储池(17);但当混合液保质期少于I年时应分开,如图4所示分别注入发光液存储池(17)和发光液存储池(24),通过预混合通道(23)混合均匀。
[0036]本发明所述微流控芯片的组装,盖片和底片通过密封胶带进行黏合,密封胶带可为普通双面胶,热敏胶和压敏胶等,作为优选密封胶带为热敏胶或压敏胶。
[0037]本发明还涉及一种应用所述微流控芯片进行同一样本中多目标物定量检测的方法,具体操作如下:
[0038]步骤I)从加样孔加入样本,盖上血液盖,将微流控芯片放入配套仪器中,系统释放酶标抗体,然后按压气栗使样本和酶标抗体混合均匀且发生化学反应,形成一种免疫复合物,然后流入底片过滤器中;
[0039]步骤2)样本经过滤器后,到达反应室,复溶固化的磁标抗体,外部磁铁以一定的速度相对于反应室位置发生运动,搅拌液体混合物,使它们充分发生反应,反应结束磁铁收集磁颗粒并移动至清洗区,系统释放清洗液,磁颗粒经充分洗涤,除去未参与反应的液体试剂和其他杂质;
[0040]步骤3)在磁铁作用下磁颗粒运动至检测室,系统释放发光基底液,移走磁铁,磁颗粒复合物按照一定的顺序先后释放,并沉降在检测室底部不同位置,采用光探测器以一定的方式采集发光信号,并以一定方式输出检测结果,从而实现同一样品中多目标分析物的定量检测。
[0041]具体地,步骤I)所述配套仪器主要包括磁铁装置和检测装置,磁铁装置对微流控芯片所施加的主要作用包括混合磁颗粒复合物,收集磁颗粒,洗涤二级反应混合物,在某一方向发生相对运动。
[0042]具体地,步骤2)所述磁铁的运动方式包括:勾速直线运动或加速运动,或两种运动方式的交替,运动的速度为0.5mm/s?50mm/s。
[0043]优选地,磁铁运动为勾速直线运动,磁铁的运动速度为lmm/s?50mm/s,更优选磁铁的运动速度为4mm/s?20mm/s。
[0044]具体地,步骤3)所述磁颗粒的释放顺序为在外磁场的影响下根据运动速度的快慢先后沉降在检测室底部的不同位置,且速度大的磁性微粒组首先发生沉降;步骤3)所述光学信号的采集主要是一定的方式排列光学探测器,检测到的发光信号至少为双峰。
[0045]本发明的核心技术是将磁微粒技术、化学发光免疫检测技术和微流控芯片技术三者相结合,并非简单叠加磁微粒化学发光技术和微流控芯片技术,磁颗粒大小的设定,各通道形状、大小等参数的细微改变都会导致分析结果准确度降低。本发明通过液体密封设计、沟道设计,气孔设计,把检测所需所有化学组分集成、内置到微流控芯片中,配合小型便携设备,以外部磁铁作为液体流动的主动驱动力,有效地实现了液体样本在微流控芯片内部的智能控制,通过设计不同免疫化的磁微粒组,有效地在单通道内实现了磁微粒组的组间分离,从而实现同一样本中多目标分析物的准确、快速检测。
【附图说明】
[0046]图1是本发明所述微流控芯片的盖片结构示意图,其中2为样本加样孔,3为气栗,4为第一生物标记物存储池,5为气流通道,6为样本液流通道,7为微混合器。
[0047]图2是本发明所述微流控芯片的底片结构示意图,其中12为过滤器,13为反应室,14为清洗区,15为检测室,16为清洗液存储池,17为发光液存储池,18为溶液释放通道,19为废液回收池。
[0048]图3是本发明所述微流控芯片的整体结构示意图,其中I为盖片,11为底片,20和22为胶带。
[0049]图4是三个液体存储池的底片结构示意图,其中16为清洗液存储池,17和24为发光液存储池,18为清洗液释放通道,23为发光液释放通道。
[0050]图5是多目标物分析检测原理示意图。
【具体实施方式】
[0051]本发明公开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,在体外诊断和生物传感器领域具有广泛的应用前景。本领域的技术人员可参考本方法,用于实际物质分析中。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0052]实施例1.肌钙蛋白I (cTnl)、肌红蛋白(Myo)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)联合检测方法一
[0053]采用本发明所述的方法进行心梗三项,即肌钙蛋白I (cTnl)、肌红蛋白(Myo)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)的同时检测。要完成该项目测试,具体步骤如下:
[0054]1.磁颗粒组的编码
[0055]选择粒径尺寸均为2.0 μ m,磁含量分别为0.5 %,5 %,30 %的三种磁颗粒,分别标号1、2、3,分别对应用于cTn1、Myo、CK-MB的检测。
[0056]2.抗体标记:
[0057]I)酶标抗体:称取5mg HRP溶解于Iml蒸馈水中,配成浓度为5mg/ml HRP溶液,向该溶液中加入0.2ml新配制的0.1M Na14溶液,室温下避光搅拌20分钟;将溶液装入透析袋中,用ImM pH 4.4的醋酸钠缓冲液透析,于4°C过夜;加20 μ I 0.2Μ pH 9.5碳酸盐缓冲液,使以上醛基化HRP的pH升高到9.0?9.5,然后立即加入2.3mg cTnl抗体,在Iml0.0lM碳酸盐缓冲液中,室温避光轻轻搅拌2小时;加0.1ml新配的4mg/ml NaBH4液,混匀,于4°C放置2小时;将上述溶液装入透析袋中,用0.15M pH 7.4PBS透析I小时;回收透析液,在搅拌下逐滴加入等体积饱和硫酸铵,于4°C放置I小时;3000rpm离心30分钟,弃上清液;沉淀物用50%饱和硫酸铵洗二次,最后沉淀物溶于少量0.15M pH 7.4的PBS中;将上述溶液装入透析袋中,用0.15M pH 7.4的PB缓冲盐水透析,去除铵离子后,10,OOOrpm离心30分钟去除沉淀,上清液即为HRP-抗体结合物,分装后,冷冻保存。Myo和CK-MB标记方法与此相同。
[0058]2)磁标抗体:向Iml 1mM pH 7.4磷酸缓冲液中加入Img磁颗粒、30 μ g EDC和15 μ g NHS溶
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