[发明专利]一种微流控芯片装置及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种能一次并行检测样品多种肿瘤标志物的便携式快速检测微流控芯片装置及其应用。

背景技术

癌症是一种威胁全人类的疾病。2007年癌症死亡人数达7,900,000，其中大约80％发生在低、中等收入国家。据08年卫生部发布的第三次全国死因调查报告显示，我国城乡居民由恶性肿瘤导致的死亡人数占总人数的22.32％，位居我国死亡原因的第二位。我国恶性肿瘤死亡率属于世界较高水平，而且呈持续的增长趋势。癌症虽然可怕，但随着现代医学的发展，它已经不再是“不治之症”。据世界卫生组织报道，30％的癌症是可以预防的，30％的癌症如能早发现、早诊断、早治疗是可以痊愈的；30％的癌症如能得到正确的治疗可以减轻痛苦，延长寿命。因此，早期发现和诊断对肿瘤的治疗与预防至关重要。但是像我国这样人口众多、医疗资源紧缺、癌症病患大多数在农村乡镇的发展中国家，要想实现全民的肿瘤与疾病的普查和监控，迫切需要一种低成本、脱离专业的医护人员和昂贵的仪器、高通量、诊断结果准确快速的检测手段。

肿瘤标志物是指在恶性肿瘤发生和增值过程中，由肿瘤细胞的基因表达而合成、分泌的，或因机体对肿瘤反应而异常产生和升高的、反映肿瘤存在和生长的一类物质。这类物质有的只见于胚胎中，有的在肿瘤患者体内的含量超过正常人体的含量。通过对肿瘤标志物的分析，能够帮助从正常组织中区分肿瘤细胞，经过对肿瘤细胞核、细胞质以及细胞膜上的特性进行分析，作为肿瘤诊断、分类、预后判断、指导治疗和检测转移的临床检测手段。尤其是血清肿瘤标志物，由于样本采集方便、经济，更利于做为普适性的肿瘤检测手段。但是由于癌症基因的复杂性，现在发现的肿瘤标志物并不理想，大多数有敏感度偏低，特异性不高，不具有器官特异性等缺点。为提高肿瘤标志物检测的特异性和减少假阴性，对肿瘤的诊断多采用多种肿瘤标志物联合检测的方法。

微流控芯片技术已被列入21世纪最为重要的前沿技术的行列，它是通过分析化学、微机电加工、计算机、电子学、材料科学及生物学、医学等的交叉实现从样品处理到检测的整体微型化、自动化、集成化与便携化。这样通常需要在一个实验室中，多种仪器辅助下才能完成的实验在一个芯片系统上就可以完成，这样不仅大大提高了实验速度，减少实验成本，最为重要的是减少了所需实验的样品剂量和反应时间。充分体现了当今分析设备的微型化、集成化、便携化的发展趋势，在高通量、低消耗、和大规模平行处理方面具有极大的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种微流控芯片装置，由注射泵、并联串口、螺母、卡具、微流控芯片组件、废液槽组成，其中微流控芯片组件是由多个微流控芯片经过并联串口连接而成，卡具通过螺母固定微流控芯片组件，微流控芯片组件由并联串口连接的一端为进样端，其与注射泵连接，微流控芯片组件的另一端为出样端，其与废液槽连接。

所述的微流控组件由多个微流控芯片组成，微流控芯片中构建有结构特殊的微通道。

微流控芯片选用硅、高聚物等不同材质材料制作，高聚物包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMA，)、环氧树脂。

微流控芯片中的微通道有多种设计方式，均是以尽量增加目的细胞与通道表面积的接触为原则。可以在微通道中设计排列紧密的微柱，来增加样品与表面的接触；可以在面积有限的芯片上设计多种环路，以增加通道两壁表面与样品的接触；可以在芯片的前端部分设计不同间距排列的微柱或者改变通道内径，达到按细胞大小进行分选的目的，再将分选出的细胞通过连接有特异性的配体的微通道进行目的细胞的捕获等。

本发明的另一个目的是提供的一种微流控芯片装置在检测体液中肿瘤标志物中应用，通过以下步骤实现：

为实现目的肿瘤细胞的捕获，需要对微流控芯片进行表面功能化修饰。由于高聚物自身的缺陷，需要对其微通道表面进行修饰，改善其疏水特性，并对其功能化，连接特异性的配体分子。可以根据芯片材质、微通道功能不同而采用不同的修饰方法，如用紫外曝光、等离子体处理、化学修饰、硅烷化处理等方法来改变其疏水表面；使用静电吸附、受配体结合和共价修饰等方法，在微通道表面连接不同的特异性的配体分子。