一种用于食品安全检测的组合式生物芯片的制作方法

本实用新型属于食品安全检测领域，具体涉及一种用于食品安全检测的组合式生物芯片。

背景技术：

现有用于食品安全检测的生物芯片，需要将整条通道表面先进行等离子体处理，使通道表面带羟基从而增加亲水性，有利于待测样品液的泳动，然后再将通道内部分区域通过羟基进行接枝固定抗原、抗体等生物大分子，并用以检测。例如：dodge等人将蛋白质a固定在微流控芯片的内壁上，用于异相免疫测定(dodgea,etal.analyticalchemistry,2001,73(14):3400-3409)；mao等人报道了一种将酶固定于微流控通道内的双分子层膜上的方法(maoh.analyticalchemistry,2002,74(2):379-385)。

然而，由于整条通道内均布满羟基，在进行接枝生物大分子时，难免会造成不需接枝的区域却被接枝，而需要接枝的区域又不能充分被接枝。最终使得原本需要亲水性佳的通道由于存在生物大分子，则会对待测样品液的流动性造成影响，而原本需要固定生物大分子进行反应的区域，由于固定不足而出现反应不完全的现象。另外，由于固定生物大分子的位置不够准确，亦会对检测结果的准确性造成影响。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种用于食品安全检测的组合式生物芯片。所述组合式生物芯片可以将用于检测的生物大分子定量、精确地固定于相应区域，从而提高食品安全检测的准确度。

本实用新型的方案是，提供一种用于食品安全检测的组合式生物芯片，包括依次从下至上设置的基座、流道层和盖板；所述流道层包括由微管道依次连接的加样区、抗体包被区、检测区和质控区；所述抗体包被区含有被荧光微球标记的抗体；所述检测区和所述质控区为通孔结构，所述基座包括第一凸起和第二凸起，所述第一凸起和所述第二凸起分别与所述检测区和所述质控区形成的通孔相嵌合，以固定限位所述基座与所述流道层。

为了更加清楚的理解本实用新型的内容，对所述组合式生物芯片的结构及对应功能进行具体说明：

首先，本实用新型所述流道层中的抗体包被区含有被荧光微球标记的抗体，总称为“荧光微球-抗体”，这其中的抗体称为“一抗”，是指将相应抗原注射至实验小鼠体内后，经免疫所产生的抗体，即“一抗”是鼠源性的。且需要强调的是，在检测过程中，“荧光微球-抗体”是可以随着待测样品液于微管道内进行泳动的，并且能够与待测样品液中的待测物进行反应，生成“荧光微球-抗体-待测物”。

其次，本实用新型所述流道层中的检测区是与第一凸起相嵌合的，其中第一凸起已提前通过化学接枝的方法固定确定量的生物大分子，此处的生物大分子为相应抗原(即待测物与蛋白经化学反应生成的共价偶合物)。需要强调的是，在实际检测过程中，检测区所固定的“抗原”能够与抗体包被区中未与待测物反应的“荧光微球-抗体”进行反应，如此便使得检测区中所固定的“抗原”被标记上“荧光微球-抗体”，生成“荧光微球-抗体-抗原”，即检测结果可视化。同时，亦可得到如下结论：当待测样品液中被检测抗原浓度越高时，能够结合于检测区的“荧光微球-抗体”越少，即视觉信号越弱。

再次，本实用新型所述流道层中的质控区是与第二凸起相嵌合的，其中第二凸起已提前通过化学接枝的方法固定确定量的生物大分子，此处的生物大分子与第一凸起所固定的并不相同，此处的生物大分子为“二抗”。即所述“一抗”注射至羊体内后(此时“一抗”相对于羊而言即为抗原)，经免疫反应所产生的抗体，故称为“二抗”，是羊抗鼠抗体。所述质控区的“二抗”能够与微管道内游离的“荧光微球-抗体-待测物”或“荧光微球-抗体”进行反应，即“二抗”亦能够被标记荧光微球，使检测结果可视化。

最后，当在实际使用过程中，先将所述基座与所述流道层进行嵌合，再覆盖盖板，使微管道区域密闭，形成组合式生物芯片。组合式生物芯片在检测中应用了竞争抑制免疫层析的原理，并以荧光微球为检测信号，具体为：将待测样品液通过注射器注射至所述加样区，然后通过微管道依次泳动流经抗体包被区、检测区和质控区，在泳动过程中，抗体包被区的“荧光微球-抗体”溶于待测样品液并与待测物进行免疫结合；进入检测区后，未与待测物结合的“荧光微球-抗体”与检测区的“抗原”发生免疫反应，并固定于检测区；而游离的“荧光微球-抗体-待测物”以及“荧光微球-抗体”则会泳动通过检测区，与质控区的“二抗”(即羊抗鼠抗体)进行免疫结合从而被固定于质控区。因而当待测样品液中待测物含量越高，反应完成后结合于检测区的“荧光微球-抗体-抗原”的量则越少，即检测区荧光信号强度越弱，由此可知检测区荧光信号强度与待测样品液中待测物的浓度成反比。而质控区的荧光信号则侧面反映了荧光微球发光性能的有效性和抗体包被区中荧光微球与抗体的偶联情况。由此可定性、快速且可视化的得到检测结果。

优选地，所述流道层包括两条以上相互平行的微管道。

优选地，所述流道层包括过滤区；所述过滤区位于所述加样区与所述抗体包被区之间。

优选地，所述抗体包被区与所述检测区之间的微管道为波浪线形微管道。

优选地，所述流道层包括废液区；所述废液区与所述检测区分别设置在所述质控区的两侧。

优选地，所述废液区包括主废液池和副废液池，所述副废液池关于所述微管道对称设置。

优选地，所述第一凸起与所述第二凸起由pdms材料制成。

优选地，所述第一凸起与所述第二凸起的厚度与所述通孔厚度一致。

优选地，所述检测区和所述质控区的通孔直径大于所述微管道的宽度。

优选地，所述盖板为透明盖板。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型所述的用于食品安全检测的组合式生物芯片，能够定性、快速且可视化的得到检测结果；且组合式的嵌合构造可以将用于检测的生物大分子定量、精确地固定于相应区域，从而提高食品安全检测的准确度；且组合式的方法亦能够重复利用相应结构，成本降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述用于食品安全检测的组合式生物芯片结构示意图。

图2是本实用新型所述用于食品安全检测的组合式生物芯片局部结构示意图。

图3是本实用新型所述用于食品安全检测的组合式生物芯片中流道层的结构示意图。

图中附图标记：

1-基座；11-第一凸起；12-第二凸起；2-流道层；21-微管道；22-加样区；23-抗体包被区；24-检测区；25-质控区；26-过滤区；27-废液区；271-主废液池；272-副废液池；3-盖板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参考图1、图2和图3，本实用新型所述用于食品安全检测的组合式生物芯片，其特征在于，包括依次从下至上设置的基座1、流道层2和盖板3；所述流道层2包括由微管道21依次连接的加样区22、抗体包被区23、检测区24和质控区25；所述抗体包被区23含有被荧光微球标记的抗体；所述检测区24和所述质控区25为通孔结构，所述基座1包括第一凸起11和第二凸起12，所述第一凸起11和所述第二凸起12分别与所述检测区24和所述质控区25形成的通孔相嵌合，以固定限位所述基座1与所述流道层2。

参考图3，作为可选的实施方式，所述流道层2包括两条以上相互平行的微管道21。在实际检测中，往往需要对粮油、蔬果、水产、肉类等食品中的多种农兽药残留、非法食品添加剂、生物毒素等物质进行检测，为了提高检测效率和保证检测过程同时进行，故设置两条以上相互平行的微管道21来实现对同种待测样品液的多种待测指标进行同步检测。

参考图3，作为可选的实施方式，所述流道层2包括过滤区26；所述过滤区26位于所述加样区22与所述抗体包被区23之间。当待测样品液进入组合式芯片的微管道后，会进行一系列复杂的反应，包括待测样品液中待测物与所述抗体包被区23中“荧光微球-抗体”的免疫反应，未与待测物结合的“荧光微球-抗体”与所述检测区24中“抗原”的免疫反应以及游离“荧光微球-抗体-待测物”与所述质控区25中“二抗”的免疫反应。为了避免待测样品液中的杂质影响反应结果，故设置所述过滤区26对杂质进行隔离。

参考图3，作为可选的实施方式，所述抗体包被区23与所述检测区24之间的微管道为波浪线形微管道。如此设置，可以明显的增加所述抗体包被区23与所述检测区24之间的通道距离，可使待测样品液中的待测物与所述抗体包被区23中的“荧光微球-抗体”在泳动至所述检测区24之前能进行充分地反应，以此提高检测的准确性。

参考图3，作为可选的实施方式，所述流道层2包括废液区27；所述废液区27与所述检测区24分别设置在所述质控区25的两侧。为了收集检测完毕后的待测样品液，不使其直接外排而造成污染，故设置所述废液区27进行集中收集，方便废液的后续处理。

参考图3，作为可选的实施方式，所述废液区27包括主废液池271和副废液池272，所述副废液池272关于所述微管道21对称设置。如此设置，可增加所述废液区27的容积，即增加废液收集能力。

参考图2，作为可选的实施方式，所述第一凸起11与所述第二凸起12由pdms材料制成。所述pdms材料即为聚二甲基硅氧烷，其具有良好的粘弹性，可以将所述第一凸起11和所述第二凸起12与对应的所述检测区24和所述质控区25形成的通孔更加紧密地嵌合，使得在检测过程中不会渗出待测样品液。

参考图2，作为可选的实施方式，所述第一凸起11与所述第二凸起12的厚度与所述通孔厚度一致。如此设置，可以使所述微管道21整体处于同一平面，有利于待测样品液的顺利泳动、流通。

参考图3，作为可选的实施方式，所述检测区24和所述质控区25的通孔直径大于所述微管道21的宽度。在实际应用过程中，检测所用的待测样品液也越来越趋于微量化，故通常情况下所述微管道21宽度尺寸较窄，而将所述生物芯片组合完成后，所述检测区24和所述质控区25均固定有相应的生物大分子且均会在所处的固定范围内进行反应，当固定尺寸面积即通孔尺寸面积较小时，并不利于观察测试结果。故从更加方便观察结果的角度出发，进行如上设置。

参考图1，作为可选的实施方式，所述盖板3为透明盖板。如此设置，可以直接观测到检测结果，避免了将所述盖板3取下后再进行观测的不便。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。