一种微纳流控芯片及生化标志物分子的分离方法

本发明属于微纳流体及生化传感，并具体涉及一种微纳流控芯片及采用所述微纳流控芯片进行的生化标志物分子的分离方法。

背景技术：

1、在临床医疗诊断中,血液等临床样品中含有丰富的生化信息，这些信息对于疾病的诊断和治疗至关重要。微纳流控器件能够将生化标志物的检测集成到一个芯片上，只需微升量级的样品即可实现检测。然而，临床样品中背景成分复杂，会严重干扰微纳流控芯片的分析过程，特别是针对痕量生化标志物分子的传感。相关技术中通过采用萃取、磁珠富选等工艺进行分离纯化临床样本，其中，萃取是利用目标生化分子在两相中溶解度的差异，磁珠富选是通过磁珠上修饰捕获抗体，特异性识别并抓取目标生化分子，之后通过清洗，实现目标生化分子的分离纯化。不过以上方法存在效率低、无法处理低体积量样品等问题，并不能满足实际需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种微纳流控芯片及采用所述微纳流控芯片进行的生化标志物分子的分离方法，以解决现有技术中生化标志物分子的分离效率低且无法处理低体积量样品的问题。

2、本发明提供了一种微纳流控芯片，包括芯片本体，所述芯片本体上设有：

3、第一通道，所述第一通道连通于第一注液口和下游分析系统之间；

4、第二通道，所述第二通道与第二注液口连通；

5、纳流通道，所述纳流通道具有离子选择功能，并连通于所述第一通道和所述第二通道之间。

6、本发明提供的微纳流控芯片还可具有如下附加技术特征：

7、本发明的一个具体实施方式中，所述纳流通道通过设置以下结构形成特征尺寸小于100nm的多个微通道：纳米孔阵列、纳米通道阵列、纳米浅槽阵列、纳米缝隙。

8、本发明的一个具体实施方式中，所述纳米孔阵列、纳米通道阵列或纳米浅槽阵列通过微加工的方法形成；

9、所述纳米缝隙通过填充纳米材料的方式形成。

10、本发明的一个具体实施方式中，所述第一通道为直通道、渐变通道、两极通道、三级通道、弯折通道或波形通道；和/或

11、所述第一通道的特征尺寸为1-20μm。

12、本发明的一个具体实施方式中，所述芯片本体上还设有第三通道，所述第三通道的端部设有所述第一注液口，中部与所述第一通道连通。

13、本发明的一个具体实施方式中，所述芯片本体上设有第四通道，所述第四通道连通于所述第一通道与所述下游分析系统之间。

14、本发明的一个具体实施方式中，所述第四通道相对于所述第一通道的另一端为封口端，所述封口端一侧设有纳米孔，并通过所述纳米孔与所述下游分析系统连通；或

15、所述第四通道相对于所述第一通道的另一端为开口端，所述开口端与所述下游分析系统连通。

16、本发明的一个具体实施方式中，所述芯片本体包括衬底以及与所述衬底键合封装的盖板；所述纳流通道设于所述衬底上，所述第一通道、第二通道和第三通道设于所述衬底或所述盖板上。

17、本发明还提供了一种生化标志物分子的分离方法，利用上述中任意一项所述的微纳流控芯片完成，包括：

18、向第一注液口、第二注液口中加入缓冲液，静置至缓冲液填充满第一通道、第二通道和纳流通道后封装保存；

19、将待测样品注入第一注液口，同时向第一注液口和第二注液口上加载大小不同的电压以形成由第二注液口指向第一注液口的电场，使生化标志物分子在第一通道中进行纯化分离并迁移至下游分析系统。

20、本发明的一个具体实施方式中，所述下游分析系统包括免疫分析系统、纳米孔测序分析系统或流式分析系统。

21、本发明与现有技术相比具有以下的优点：

22、本申请提供的微纳流控芯片基于微纳流体原理，应用大规模纳流通道阵列，巧妙的利用其高电渗流通量的特点以及电渗流与电泳的协同作用，可以实现复杂临床样品中生化标志物分子基于荷体比的分离，并且该分离过程是连续不断的，且能够集成到下游分析系统，具有极大的应用价值。本发明公开的微纳流控芯片不涉及任何机械移动组件，同时不依赖于磁珠等辅助耗材，能够实现复杂样品中生化标志物分子的无堵塞连续性分离，实现生化标志物分子的纯化，排除背景成分的干扰，可以实现生化标志物分子的高效分离和检测灵敏度，具有检测成本低、样品及试剂消耗量少等优势，具有极大的应用价值，能够有助于提高疾病的诊断准确性和治疗效果。

技术特征：

1.一种微纳流控芯片，其特征在于，包括芯片本体，所述芯片本体上设有：

2.根据权利要求1所述的微纳流控芯片，其特征在于，所述纳流通道通过设置以下结构形成特征尺寸小于100nm的多个微通道：纳米孔阵列、纳米通道阵列、纳米浅槽阵列、纳米缝隙。

3.根据权利要求1所述的微纳流控芯片，其特征在于，所述纳米孔阵列、纳米通道阵列或纳米浅槽阵列通过微加工的方法形成；

4.根据权利要求1所述的微纳流控芯片，其特征在于，所述第一通道为直通道、渐变通道、两极通道、三级通道、弯折通道或波形通道；和/或

5.根据权利要求1所述的微纳流控芯片，其特征在于，所述芯片本体上还设有第三通道，所述第三通道的端部设有所述第一注液口，中部与所述第一通道连通。

6.根据权利要求1所述的微纳流控芯片，其特征在于，所述芯片本体上设有第四通道，所述第四通道连通于所述第一通道与所述下游分析系统之间。

7.根据权利要求6所述的微纳流控芯片，其特征在于，所述第四通道相对于所述第一通道的另一端为封口端，所述封口端一侧设有纳米孔，并通过所述纳米孔与所述下游分析系统连通；或

8.根据权利要求5所述的微纳流控芯片，其特征在于，所述芯片本体包括衬底以及与所述衬底键合封装的盖板；所述纳流通道设于所述衬底上，所述第一通道、第二通道和第三通道设于所述衬底或所述盖板上。

9.一种生化标志物分子的分离方法，其特征在于，利用权利要求1-8中任意一项所述的微纳流控芯片完成，包括：

10.根据权利要求9所述的生化标志物分子的分离方法，其特征在于，所述下游分析系统包括免疫分析系统、纳米孔测序分析系统或流式分析系统。

技术总结
本发明属于微纳流体及生化传感技术领域，并具体涉及一种微纳流控芯片及采用所述微纳流控芯片进行的生化标志物分子的分离方法，微纳流控芯片包括芯片本体，所述芯片本体上设有第一通道、第二通道和纳流通道，所述第一通道连通于第一注液口连通和下游分析系统之间；所述第二通道与第二注液口连通；所述纳流通道具有离子选择功能，并连通于所述第一通道和所述第二通道之间。通过上述结构，能够实现复杂样品中生化标志物分子的无堵塞连续性分离，实现生化标志物分子的纯化，排除背景成分的干扰，提高了分析性能和检测灵敏度，具有检测成本低、响应时间快、样品及试剂消耗量少等优势，适用于临床医疗诊断等领域，有助于提高疾病的诊断准确性和治疗效果。

技术研发人员：王玮,郭业昌,王少峰,李沛玥,张盼
受保护的技术使用者：北京大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8