[发明专利]一种刻度式定量即时诊断微流控芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学即时诊断领域，特别涉及一种刻度式定量即时诊断微流控芯片及其制备方法。

背景技术

微流控芯片提供了一种高效、快速的新型反应平台，其利用先进的微纳加工技术将传统生化分析方法中所需的样品预处理、反应、分离和检测等集成到一块芯片上（因此也被称作芯片实验室），能自动完成全部分析过程，具有样品消耗少、省时、高通量等优点，已广泛应用于生化分析、医学诊断等领域。

传统的定量化检测微流控芯片是以玻璃、硅片、有机硅聚合物等为基材，通过化学腐蚀或软光刻技术加工制备而成，存在制备工艺复杂，使用危险化学试剂（如腐蚀性强酸等），需要昂贵的设备以及苛刻的制备环境（需要洁净室）等缺陷。尤其是芯片最终检测结果的定量化往往需要借助复杂而昂贵的光学或电化学检测设备，这严重限制了微流控芯片在快速诊断领域的推广和应用。

为了克服传统定量化微流控芯片需要借助复杂的光学或电化学检测设备的缺陷，Song等人于2012年提出了V-chip[Song et al.,Nature Communications,2012,3,1283.]。V-chip由两片玻璃板构成，利用化学腐蚀法在玻璃基材上蚀刻出微反应腔和微通道，利用微反应腔中生成的氧气推动红墨水沿微通道运动，通过直接观察红墨水沿微通道运动的距离即可对反应物进行定量化。与传统的定量化检测微流控芯片相比，V-chip无需复杂的光学或电化学检测设备，并且无需额外的泵送装置来控制液体的流动。然而，由于V-chip采用的化学腐蚀加工技术，加工工艺复杂，耗时，使用危险化学试剂，不利于该芯片加工和实际推广与应用；另外，由于V-chip采用联动式设计，能同时检测同一样品中多种目标物，但却无法同时检测多种不同样品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、安全，并能同时检测多种不同样品的刻度式定量即时诊断微流控芯片及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种刻度式定量即时诊断微流控芯片，包括中间面层、与中间面层的一侧表面贴合的基底层以及与中间面层的另一侧表面贴合的表层芯片板材，所述中间面层上开设有若干个镂空区域，每个镂空区域通过所述基底层以及表层芯片板材的封闭形成由微反应腔、缓冲池以及微通道组成的工作单元，微通道的出口与外环境相连通，微通道的入口与缓冲池的一端相连通，缓冲池的另一端与微反应腔相连通，表层芯片板材上开设有与微反应腔相连通的进样孔以及出样孔，微通道内封装有一段指示液。

所述表层芯片板材采用疏水性透明材料，基底层采用亲水性的透明或不透明材料，中间面层采用透明光学双面胶。

所述表层芯片板材上设置有刻度线以及与刻度线对应的刻度值，刻度线沿微通道的延伸方向排列。

所述微反应腔为U字型腔体，进样孔与U字型腔体的一侧直线段区域相连通，出样孔与U字型腔体的另一侧直线段区域相连通。

所述微反应腔的内表面经理化修饰或改性，或所述微反应腔中装填有功能性微珠或纳米颗粒；微反应腔中进行的反应是能够产生气体的反应。

所述缓冲池的形状为圆角矩形、圆形、椭圆形或多边形，缓冲池的宽度大于微通道的宽度或直径。

所述微通道为直线型、螺旋型、Z字型或者波纹型。

所述微反应腔内部的高度为0.02～4.00mm，总容积为2.00～200.00μL，进样孔以及出样孔的直径为0.4～4.00mm；微通道的宽度或直径为0.02～4.00mm，指示液的体积为0.02～10.00μL。

所述指示液为有色墨水、含色素的水溶液、含色素的油溶液、含色素的油水混合溶液、有色有机溶液或液态金属中的一种或多种的组合物。

上述刻度式定量即时诊断微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：

1）利用激光雕刻或热压印在中间面层上制备镂空区域，然后在表层芯片板材上激光雕刻进样孔以及出样孔，并在表层芯片板材上印制刻度线以及和刻度线对应的刻度值；然后将表层芯片板材与中间面层经边角对齐后粘合形成芯片板；

2）经过步骤1)后，将指示液滴入镂空区域中，滴入位置与所述微通道所在位置对应，滴入的指示液将镂空区域分隔；

3）经过步骤2）后，将基底层与芯片板上的中间面层经边角对齐后粘合紧密。

本发明的有益效果体现在：