[发明专利]基于多级有序结构光子晶体纸的微流体芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了基于多级有序结构光子晶体纸的微流体芯片及其制备方法。该微流体芯片以多级有序结构光子晶体纸为基底即芯片通道，所述多级有序结构光子晶体纸具有由光子晶体纳米结构组成的有序微柱阵列结构。其制备方法如下：1）制备具有多级有序结构光子晶体纸；2）制备图案化的光子晶体纸；3）在图案化的光子晶体纸上固定捕获抗体A，封闭干燥后加载荧光物质标记的示踪抗体B，即得。该微流体芯片结合了有序微柱阵列结构和光子晶体纳米结构来增强标记物的荧光信号，提高免疫分析灵敏度，可多元检测，且制备方法简单，原料来源广泛，可广泛应用于生物分析和临床检测等领域。

技术领域

本发明涉及的是一种基于多级有序结构光子晶体纸的微流体芯片及其制备方法，属于纸基微流体芯片领域。

背景技术

纸基微流体分析平台作为一种简单、快速、灵活、微型的分析平台，近年来已广泛应用于包括即时检验(POCT)在内的各个领域，纸基器件可以对被测物体进行反应，使其适用于诊断(生物)化学传感、环境监测等领域。哈弗大学的Whitesides研究组首先报告了一种使用微流控纸基分析装置(μPAD)，其中疏水性和亲水性图案是以光致抗蚀剂和蜡作为图案试剂构建的。自此之后，纸微流体分析装置的发展迅速，出现了诸如三维折纸微流体芯片(oPAD)等复杂的分析装置。

纸芯片的迅速发展使纸的严格定义变得模糊。目前认为即使不由纤维素或纤维素衍生物制成，但具备特殊结构柔性的薄膜都可以称之为为纸；但是目前大多数纸基微流控器件依旧是使用传统纤维素纸作为基底，纤维素在纸张内的无序分布导致其不具备特殊光学结构性质，因而越来越多的研究倾向于制作具有特殊结构的纸作为微流控芯片的基底，如光子晶体(PC)纸等，光子晶体纸具有通道形态均匀、液体流动可控和荧光增强等独特光学特性，但是其仍然面临核心问题就是纳米孔结构过于微小，因而抑制液体的自发流动，使得基于光子晶体纸的微流控芯片需要额外的溶液驱动泵，导致检测成本的增加。所以解决光子晶体纸的溶液自驱动是使光子晶体纸能称之为真正意义上的纸的关键步骤。

发明内容

本发明的目的是提供基于多级有序结构光子晶体纸的微流体芯片及其制备方法，该方法利用多级有序结构光子晶体纸优异的光学性质和独特的结构特性来制备微流体芯片，将有序微柱阵列应用于微流控芯片的制造中，微阵列之间的细管力有助于液体的自发流动，从而有效地改善了基体材料的液体润湿性能。该方法操作简单，灵敏度高，能用于生物标记物的多元生化检测，可以成为部分疾病早期临床诊断的有效手段，广泛应用于生物分析和临床检测等领域。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于多级有序结构光子晶体纸的微流体芯片，包括加样区(1)、基底和检测区(2)，所述加样区处加载荧光物质标记的示踪抗体，所述检测区处加载捕获抗体A；

其中，所述微流体芯片以多级有序结构光子晶体纸为基底即芯片通道，所述多级有序结构光子晶体纸具有由光子晶体纳米结构组成的有序微柱阵列结构，具备光子禁带的特征，可用于增强荧光信号，荧光增强的效果可以由不同粒径粒子来调控。

其中：

所述的检测区的数量为1个或者多个。

所述的多级有序结构光子晶体纸为聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)即P(MMA-BA)光子晶体纸或者硝酸纤维素即NC光子晶体纸。

所述微柱呈四方非密堆积，直径为0.001mm～0.9mm，微柱之间间距为0.001mm～0.9mm，微柱高度为0.01mm～2mm；

所述的光子晶体纳米结构呈现六方密堆积形态，纳米粒子粒径为255nm～336nm。

本发明还提供了上述基于多级有序结构光子晶体纸的微流体芯片的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)具有多级有序结构光子晶体纸的制备：