[发明专利]全自动多指标联合检测微流控芯片及装置

说明书

本发明公开了全自动多指标联合检测微流控芯片及装置，本发明以微流控芯片为反应容器，基于微流控技术在微流控芯片中集成了反应、混合、清洗、废液收集等功能。配合装置中的试剂存储与释放模块、反应温度控制模块，本发明将化学发光酶联免疫测定所需的试剂存储、释放、生化反应、清洗、流体混合等步骤在装置内全自动完成。通过来回抽吸的方式完成混合过程，单通道加入样品设计避免切换通道的复杂机械结构，避免通道交叉口处试剂污染；废液腔加入吸水海绵，有效的防止试剂回流至反应区或流出芯片；真空吸盘对接装置使流体控制模块与芯片紧密对接，流体控制模块的双流体驱动设计使得流体控制精准和高效。

技术领域

本发明涉及医疗检测、快速诊断领域。本发明基于化学发光酶联免疫法与微流控技术，使用微流控芯片及配套装置对病原体进行定性或定量分析。应用场景可用于例如优生五项检查的五种病原体联检：血清中弓形虫(TOX)、风疹(RUB)、巨细胞(CMV)、疱疹(HSV-1)、疱疹(HSV-2)等五种IgG(免疫球蛋白)的抗体水平。

背景技术

酶联免疫吸附分析法(ELISA)是一种广泛应用在生物检测领域的技术，间接法是其中的一种。其原理是将一抗原固定在固相载体表面，并使其保持免疫活性，此抗原能特异性结合相应的抗体，形成抗原抗体复合物，此复合物再结合酶标抗体，形成抗原-抗体-酶标抗体复合物。在酶联免疫分析中，酶的活性通常用催化光度法或荧光法进行检测，本发明采用的化学发光酶联免疫法的特点在于采用化学发光反应检测酶的活性。

微流控芯片技术是一种在几平方厘米的空间内完成需要在大型实验室内借助多种设备才能完成的生物实验新型技术。自上世纪90年代该技术被提出后受到了越来越广泛的重视。微流控芯片是通过在芯片上设计和加工出各种微型通道、腔体再和其他的模块结合，通过一些电子技术进行控制,成熟的微流控系统可以对样本实现从样品加入、样本反应、试剂分离、检测和分析等各种功能。基于微流控芯片的实验装置具有能有效缩短检测时间，同时检测一份或数份样本检测效率高，由于对试剂，流体等的精准控制，试剂使用量比传统方法显著减少，微流控芯片的最终目的是在芯片上实现全分析系统。从而有效降低检测成本，提高检测速率，还可以降低检测操作难度。

发明内容

传统的ELISA法检测病原体需要借助多项仪器，例如温箱、洗板机、化学发光分析仪等，并且人工操作步骤复杂，对实验环境要求高，不利于现场快速检测(POCT)，而市面上全自动ELISA法的化学发光分析仪主要有国外的希森美康(Sysmex)、雅培(Abbott)等公司出品的大型仪器，仪器成本高，体积大，只适用于大型医院。国产化学发光分析仪特别是小型化的仪器还处于起步阶段。

本发明以微流控芯片为反应容器，基于微流控技术在微流控芯片中集成了反应，混合，清洗，废液收集等功能。配合装置中的试剂存储与释放模块、反应温度控制模块，本发明将化学发光酶联免疫测定所需的试剂存储、释放、生化反应、清洗、流体混合等步骤在装置内全自动完成。本发明使用灰度相机采集化学发光现象，并在计算机中自动完成数据分析。用户只需在微流控芯片内加入样品，将芯片放入仪器，仪器便能全自动的进行各步反应，并自动分析结果，显著简化人工操作步骤；仪器成本低，仪器大小控制在300*300*200(单位：mm)以内，实现小型化。本发明适用于普通医院和现场快速检测。

上述方案中，由芯片内的小珠固定相应的抗体，反应后每个小珠的亮度值指示相应指标的检测结果。每个小珠有一个相应的腔室大致固定其位置，固定小珠位置的同时避免不同指标间相互干扰微球四周不受挤压，均可参与反应，反应更彻底。

上述方案中，由锥形试剂接收单元与反应区通道连接在一起，试剂接收单元接收试剂，并且配合通道和流体控制，通过来回抽吸的方式完成混合过程，单通道加入样品设计避免切换通道的复杂机械结构，避免通道交叉口处试剂污染问题。

上述方案中，由流体控制模块完成将试剂准确的控制在相应位置，包括混合，试剂抽入反应区，反应时微混合，废液排出，抽干通道等功能。