[发明专利]一种基于水凝胶的微量全血分离和血浆检测一体化微流控芯片

说明书

本发明公开了一种基于水凝胶的微量全血分离和血浆检测一体化微流控芯片。该芯片中，所用水凝胶为由聚乙二醇二丙烯酸酯、光引发剂和免疫微球交联而得。该微流控芯片，包括位于上层的孵育通道和位于下层的血浆分离检测通道和位于上下层之间的滤膜；所述孵育通道两端开口，分别为样品进样口和样品出样口；所述全血分离检测通道一端开口；所述全血分离检测通道中填充有聚乙二醇二丙烯酸酯水凝胶体系。该发明可以有效简化血液检验的步骤、实现社区医疗和家居保健中的微创即时检验，有助于居民健康状态的实时监测和疾病的早期预警与诊断。

技术领域

本发明属于生物领域，涉及一种基于水凝胶的微量全血分离和血浆检测一体化微流控芯片。

背景技术

即时检验(Point-of-care Testing，POCT)是指在采样后立即进行样品的快速检验分析，省去实验室化验的复杂处理程序和高昂的专业设备的一种检验方法，可以实现检验手段的临床化、社区化、家用化和个性化¹。基于微流控芯片(Microfluidic Chips)的检测技术可以在微米尺度的流道和反应室内实现化学分析或生物检验，具备小型化、便携化、操作简便、样品用量少、检测灵敏度高等优点，极大程度地满足了即时检验的要求²。然而，目前的微流控芯片检测技术大都需要额外的血液样品预处理步骤^3,4。在血液检测中，往往使用血清或血浆样品，避免因为溶血产生血红蛋白和乳铁蛋白而干扰检测效果^5,6，而常规的血液分离技术需要使用台式的离心机，不利于临床采用后即时检验^6,7。为此，有人开发了基于微流控芯片的血液分离技术，使血液分离设备具备更好的便携性和易操作性⁸，具备与检测芯片整合的潜能。然而，已报道的血液分离芯片均应用于毫升级别血液样品的分离，需要结合专业的静脉采血，不能很好地结合社区医疗和家居保健中常用的指尖采血等微创的采血方式，因此限制了检测的便捷性。为此，如果能够研发一种能同时从微量全血中分离血浆并检测血浆中生物分子的微流控芯片，真正实现微量血液样品预处理和检测的一体化，将对即时检验的社区化和家居化有着不可估量的推动作用，因此具有研发的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于水凝胶的微量全血分离和血浆检测一体化微流控芯片。

本发明提供的水凝胶，为由亲水高分子材料和免疫微球组成；

所述亲水高分子材料呈现三维网状结构，其中包裹所述免疫微球。

上述水凝胶中，所述免疫微球在三维网状结构中均匀分布；

所述水凝胶具体可为由亲水高分子材料、光引发剂和免疫微球交联而得。

所述亲水高分子材料为聚乙二醇二丙烯酸酯；所述光引发剂为2-羟基-2-对甲基苯丙酮(2-Hydroxy-2-Methylpropiophenone，Darocur 1173)、2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(4-(2-hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)ketone，Irgacure2959)或2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮(2,2′-dimethoxy-2-phenyl-acetophenone，Irgacure651)；

所述免疫微球为抗体修饰的微球a、微球b或微球c中任意一种；所述微球a为聚苯乙烯微球、二氧化硅微球、三氧化二铁微球、甲基丙烯酸环氧丙酯微球、氨基聚苯乙烯微球或脲醛树脂微球；所述微球b为羧基修饰的所述微球a；所述微球c为羟基修饰的所述微球a；抗体修饰的方法为各种常规方法。所述抗体具体可为各种捕获抗体，如IGF-1蛋白检测试剂盒(Human IGF-I DuoSet ELISA kit)中的捕获抗体；

所述免疫微球的直径为1.0-10μm；

所述聚乙二醇二丙烯酸酯、光引发剂和免疫微球的体积比为196：1-10：20-200；

所述交联为光交联；