一种多通道微流控芯片、构建方法及应用与流程

本发明涉及微流控芯片，尤其涉及一种多通道微流控芯片、构建方法及应用。

背景技术：

1、微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全系统，由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械学科交叉的崭新研究领域。微流控分析芯片是通过微细加工技术将微管道、微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件、窗口和连接器等功能元件像集成电路一样，使它们集成在芯片材料上的微全分析系统，也被称为芯片实验室。

2、在病原微生物研究中，病原菌快速诊断是至关重要的检测指标，然而现在大多数卫生医疗机构使用的涉及培养、分离等的传统检验方法检测周期长，操作繁琐，现代分子生物学检测技术如pcr、免疫测定等方法虽然能够节省检测的时间，有较好的特异性和灵敏度，但每次只能检测一种或少量几种致病菌。因此，建立一种快速、特异、高通量的检测技术对于尽快明确致病菌种类和采取有效的预防、治疗措施是非常必要的，近年来在医疗诊断领域，越来越多采用微流控技术实现致病菌的检测。

3、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种多通道微流控芯片、构建方法及应用，旨在解决现有技术无法同时快速检测病菌的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种多通道微流控芯片，具体包括：芯片本体内部并排设置有多条微通道，所述微通道由芯片的流体层和基底层贴合形成，所述微通道两端分别与进样区和废液区连接，所述微通道沿液体流动方向依次间隔设置有增菌区和反应标记区；所述液体流动方向为进样区流向废液区；所述增菌区设置有利于细菌快速生长的细菌增殖环境；所述反应标记区表面修饰固定有能与细菌发生特异性反应的捕获抗体。

3、可选地，所述多通道微流控芯片为两层结构包括流体层和基底层，其中所述流体层为聚二甲基硅氧烷，所述基底层为玻璃。

4、可选地，多条微通道为并排设置的16条宽为220um、长为20mm的条形管道。

5、可选地，所述多通道微流控芯片构建方法具体包括：设计绘制出微流控芯片流体层结构图形，流体层由多条样品通道组成；将绘制得到的流体层结构图形复制到塑料薄膜上作为光刻掩膜；制造流体层芯片模板并在模板制作好后，制作微流控芯片流体层；在显微镜下将两层贴合并加热固化；将加热固化后的微流控芯片进行芯片表面修饰最终得到多通道微流控芯片。

6、可选地，表面修饰固定过程具体包括：通过注射泵将反应液流入通道内，在室温下反应1h，反应后以乙醇清洗；清洗后，通入琥珀酰亚胺溶液，室温下反应30分钟，反应后分别以乙醇和pbs清洗；再通入20ul链霉亲和素溶液，室温下反应30分钟，反应后pbs清洗；最后，通入20μl特异性生物素标记抗体，室温下反应1h，冲洗备用。

7、可选地，所述制作微流控芯片流体层具体包括：先将流体层模板放置于90mm的培养皿中并浇入混匀好的聚二甲基硅氧烷，真空除气泡2-3分钟，然后放入80℃烘烤30min，取出切割后得到微流控芯片中的流体层。

8、可选地，所述多通道微流控芯片用于病菌检测，具体步骤包括：

9、获取待测液并将待测液输入多通道微流控芯片中充分反应，再进行识别检测；

10、观测所述多通道微流控芯片各个检测单元中，是否存在特异性反应产生的相应的荧光信号；

11、若存在，则判定所述待测液中含有所述检测单元检测的相应病菌并输出识别结果；

12、可选地，所述观测所述多通道微流控芯片各个检测单元中，是否存在特异性反应产生的相应的荧光信号之前还包括：

13、将所述待测液输入所述多通道微流控芯片中的增菌单元进行增菌培养，并将培养得到的增菌待测液输入到所述多通道微流控芯片的各个检测单元中。

14、可选地，所述观测所述多通道微流控芯片各个检测单元中，是否存在特异性反应产生的相应的荧光信号具体包括：

15、获取所述增菌待测液并将所述增菌待测液输入到所述检测单元中的反应区进行细菌捕获；

16、清洗所述增菌待测液中未被捕获的非目标物质；

17、将各个检测单元相应的特异性抗体，分别输入各个检测单元中的反应区中，进行细菌识别反应；

18、观测输入特异性抗体后，各个检测单元反应区是否存在特异性反应产生的相应的荧光信号。

19、可选地，所述多通道微流控芯片应用的使用条件是：待测液以0.5ul/min流速输入所述多通道微流控芯片，并在反应30分钟时进行所述荧光信号检测。

20、通过上述技术方案得到的一种多通道微流控芯片、构建方法及应用，其有益效果是：通过对微流控芯片的多通道设置，实现了一块芯片同时检测多种病菌，节省时间和成本，提高检测效率；并且每个通道独立完成反应体系，互不干扰，不会产生交叉，避免因干扰产生的不准确检测结果。

技术特征：

1.一种多通道微流控芯片，其特征在于，具体包括：芯片本体内部并排设置有多条微通道，所述微通道由芯片的流体层和基底层贴合形成，所述微通道两端分别与进样区和废液区连接，所述微通道沿液体流动方向依次间隔设置有增菌区和反应标记区；所述液体流动方向为进样区流向废液区；所述增菌区设置有利于细菌快速生长的细菌增殖环境；所述反应标记区表面修饰固定有能与细菌发生特异性反应的捕获抗体。

2.如权利要求1所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述多通道微流控芯片为两层结构包括流体层和基底层，其中所述流体层为聚二甲基硅氧烷，所述基底层为玻璃。

3.如权利要求2所述的多通道微流控芯片，其特征在于，多条微通道为并排设置的16条宽为220um、长为20mm的条形管道。

4.一种多通道微流控芯片构建方法，其特征在于，所述多通道微流控芯片构建方法适用于权利要求1～3中任意一项所述的多通道微流控芯片的构建，具体包括：设计绘制出微流控芯片流体层结构图形，流体层由多条样品通道组成；将绘制得到的流体层结构图形复制到塑料薄膜上作为光刻掩膜；制造流体层芯片模板并在模板制作好后，制作微流控芯片流体层；在显微镜下将两层贴合并加热固化；将加热固化后的微流控芯片进行芯片表面修饰最终得到多通道微流控芯片。

5.如权利要求4所述的多通道微流控芯片构建方法，其特征在于，表面修饰固定过程具体包括：通过注射泵将反应液流入通道内，在室温下反应1h，反应后以乙醇清洗；清洗后，通入琥珀酰亚胺溶液，室温下反应30分钟，反应后分别以乙醇和pbs清洗；再通入20ul链霉亲和素溶液，室温下反应30分钟，反应后pbs清洗；最后，通入20μl特异性生物素标记抗体，室温下反应1h，冲洗备用。

6.如权利要求5所述的多通道微流控芯片构建方法，其特征在于，所述制作微流控芯片流体层具体包括：先将流体层模板放置于90mm的培养皿中并浇入混匀好的聚二甲基硅氧烷，真空除气泡2-3分钟，然后放入80℃烘烤30min，取出切割后得到微流控芯片中的流体层。

7.一种基于多通道微流控芯片的应用，其特征在于，所述多通道微流控芯片用于病菌检测，具体步骤包括：

8.如权利要求7所述的基于多通道微流控芯片的应用，其特征在于，所述观测所述多通道微流控芯片各个检测单元中，是否存在特异性反应产生的相应的荧光信号之前还包括：

9.如权利要求8所述的基于多通道微流控芯片的应用，其特征在于，所述观测所述多通道微流控芯片各个检测单元中，是否存在特异性反应产生的相应的荧光信号具体包括：

10.如权利要求9所述的基于多通道微流控芯片的应用，特征在于，所述多通道微流控芯片应用的使用条件是：待测液以0.5ul/min流速输入所述多通道微流控芯片，并在反应30分钟时进行所述荧光信号检测。

技术总结
本发明公开了一种多通道微流控芯片、构建方法及应用，属于微流控芯片技术领域。本发明中的多通道微流控芯片，具体包括：芯片本体内部并排设置有多条微通道，微通道由芯片的流体层和基底层贴合形成，微通道两端分别与进样区和废液区连接，微通道沿液体流动方向依次间隔设置有增菌区和反应标记区；液体流动方向为进样区流向废液区；增菌区设置有利于细菌快速生长的细菌增殖环境；反应标记区表面修饰固定有能与细菌发生特异性反应的捕获抗体。实现了一块芯片同时检测多种病菌，节省了时间和成本，提高了检测效率；并且每个通道独立完成反应体系，互不干扰，不会产生交叉，避免因干扰产生的不准确检测结果。

技术研发人员：高菊逸,杨伟康,向义,罗裕旋,李艳雯
受保护的技术使用者：深圳市龙华区妇幼保健院（深圳市龙华区妇幼保健计划生育服务中心、深圳市龙华区健康教育所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15