[发明专利]一种用于外泌体裂解和检测的微流控芯片及方法

说明书

本发明属于微流控技术领域，涉及用于外泌体裂解和检测的微流控芯片及方法。一种用于外泌体裂解和检测的微流控芯片，包括上层控制层、中间流道层和功能化基底层，所述中间流道层设有第一加样口（4）、裂解腔（7）、检测腔（8）和第二加样口（5）；所述第一加样口（4）与裂解腔（7）通过第一微流道（6）连接；裂解腔（7）与检测腔（8）通过第二微流道（14）连接；所述第二加样口（5）与所述第二微流道（14）连接；功能化基底包括裂解区、检测反应区和检测区。本发明的有益效果是：提供了一种集外泌体裂解与检测为一体的微流控芯片及方法，该芯片结构简单，操作方便。本发明的方法采用特异性抗体捕获外泌体后，对外泌体进行裂解，精确度高，杂质少；外泌体裂解完后立刻进行miRNA的检测，免去了miRNA污染损坏的风险。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，涉及用于外泌体裂解和检测的微流控芯片及方法。

背景技术

外泌体是由细胞分泌的一种脂质双分子层小囊泡，尺寸在30-200 nm。外泌体主要是由蛋白质、mRNA、miRNA以及膜上的脂质双分子层构成，具有细胞间传递信息的功能。许多研究表明外泌体在恶性肿瘤中既发挥促癌作用，也可具有抗肿瘤的功能。肿瘤细胞在其发生、发展的过程中会不断释放肿瘤特异的外泌体到胞外，并通过其携带的肿瘤细胞的DNA、RNA及蛋白质等生物物质参与调节血管的生成、免疫反应等一系列生理活动。

miRNA是一种长度在19-23 bp的单链RNA分子，广泛存在于动植物和病毒中。近年来，许多研究表明，miRNA在生物体内的各种生物过程中均有参与，如细胞发育和分化、哺乳动物免疫细胞功能、增殖和凋亡等，并且由于个体的差异，每个个体内表达量是不同的，正因为这种不同，miRNA可以被用作生物标记物，进行癌症的早期检测。

目前，对于外泌体的研究主要集中于外泌体的提取，而对于外泌体内部基因主要集中于miRNA的总浓度、定量PCR等。在现有的提取外泌体miRNA的技术中，虽然获取方法很多，但现有提取方法提取的外泌体miRNA往往纯度不足，存在较多杂质。并且提取出后若不能及时进行检测，将导致miRNA损坏，从而影响后续的检测结果。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明采用微流控技术，设计出一种集外泌体裂解与检测为一体的芯片系统，在一张芯片上实现对外泌体裂解后随即对miRNA进行检测的目的，同时大大提高了检测的准确性。

本发明解决其技术问题采用的其中一种技术方案是：提供一种用于外泌体裂解和检测的微流控芯片，该芯片包括上层控制层、中间流道层和功能化基底，所述中间流道层设有第一加样口（4）、裂解腔（7）、检测腔（8）和第二加样口（5）；所述第一加样口（4）与裂解腔（7）通过第一微流道（6）连接；裂解腔（7）与检测腔（8）通过第二微流道（14）连接；所述第二加样口（5）与所述第二微流道（14）连接；功能化基底包括裂解区、检测反应区和检测区。

作为本发明的一种优选方式，所述的上层控制层包含若干阀门和进/出样口；以及连接所述阀门与进/出样口的流道。

进一步优选地，所述的阀门包括设置在第一加样口（4）与裂解腔（7）之间的第一阀门（10）、裂解腔（7）与检测腔（8）之间的第二阀门（11）和第三阀门（12）、第二加样口（5）前方的第四阀门（13）。

作为本发明的一种优选方式，所述的功能化基底上检测区对应检测腔（8）位置，修饰多聚赖氨酸，检测反应区对应第二微流道（14）位置，裂解区对应裂解腔（7）位置，检测反应区和裂解区修饰氧化石墨烯材料。

进一步优选地，所述的上层控制层、中间流道层为PDMS。

进一步优选地，所述的上层控制层厚度为4-8 mm。

进一步优选地，所述的中间流道层的厚度为10-20 μm。

进一步优选地，所述的功能化基底层为玻璃材质或其它具有高反射性的基底。