[发明专利]一种应用于外泌体捕获的微流体芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及到一种用于外泌体捕获的微流体生物微流体芯片及其制备方法。该微流体芯片结合了微阵列柱和特异性亲和识别，实现对细胞培养上清和人类体液中外泌体的协同高效率和纯度的捕获。微流体芯片由上层盖片和下层基片通过不可逆键合实现封装。盖片上设有加液孔和出液孔。下层基片设计了缓冲室和分离室，分离室中为修饰有亲和识别的生物特异性分子、具有几何排列的微阵列柱。通过微阵列柱和抗体亲和纯化的方式捕获外泌体。本发明的生物微流体芯片可以高效的实现目标外泌体的富集和提取，同时具备结构简单、操作方便、无污染、能耗低等优点。

技术领域

本发明属于生物技术和微流体技术，具体涉及一种外泌体捕获微流体芯片设计和制备。

背景技术

外泌体(exosomes)是一种直径约为30-150nm具有双层质膜结构的囊泡，由细胞通过胞吐作用释放至细胞外隙或生物学体液中；近年来，外泌体受到越来越多的关注，成为新的研究热点，外泌体内包含来源细胞所特有的mRNAs、microRNAs和蛋白质等多种生物分子，在信号传导和免疫系统中起重要作用，更有研究表明外泌体与肿瘤的转移、神经系统疾病等密切相关，其内容物也是多种疾病临床检测和诊断的标志分子。

目前外泌体的分离技术包括超速离心法、过滤离心法、密度梯度超速离心法、免疫磁珠结合超速离心法和色谱法等；这些技术对仪器设备要求高、操作繁琐耗时，因此需要有效的外泌体捕获技术解决这些问题。

基于以上所述，本发明拟将微流控技术、微阵列和特异性亲和捕获技术结合，制备一种基于生物特异性分子的微柱阵列流体芯片，并将其应用于外泌体的捕获。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有特异性分子修饰的微柱阵列流体芯片，用于外泌体的分离和捕获。

本发明的技术方案：包括上层盖片和下层基片，在所述上层盖片上设有进样孔和出样孔；

在所述下层基片上设有分离室，在所述分离室两端设有与分离室连接在一起的缓冲室，

所述的分离室为蛇形通道，在所述蛇形通道的内部设有交叉排列的微柱阵列，

所述微柱阵列的表面修饰有特异性识别分子。

所述微流体芯片的体积大小为40mm×30mm×2mm，

所述的缓冲室为方形，宽10-20um，长1-10mm，高5-20um，；

所述的分离室宽10-20um，高5-20um。

所述的微柱阵列顶部为圆形、三角形、椭圆形、水滴形及多边形中的一种；

所述微柱阵列直径0.5-5um,高4-9um，间距0.5-2um。

所述的特异性识别分子包括特异性识别外泌体表面标志的适配体和特异性识别外泌体表面标志的抗体中的一种。

所述上层盖片为玻璃片，大小为40mm×30mm，所述上层盖片上的进样孔和出样孔的位置与所述下层基片上缓冲室的位置对应。

本发明是通过在微流体芯片中的微阵列住上修饰特异性生物分子，从而将样本中的外泌体亲和捕获。

具体的说本发明是由微流体芯片的制备、微阵列柱的表面修饰过程组成，主要通过微阵列柱的排列增加样本与微流体芯片微流体芯片的接触面积，以及柱表面的特异性生物分子与外泌体亲和作用，从而实现外泌体的分离和捕获。

具体制备方法步骤：

(一)微流体芯片的制备：利用标准的光刻工艺实现微结构的制作；整个微流体芯片大小约为40mm×30mm×2mm，制备过程如下：

1)、材料预准备：预准备大小相等的一片硅片和一片上层盖片，