[发明专利]微流控芯片及其制备方法和微流控装置及致病菌的检测方法

说明书

本发明公开了一种微流控芯片及其制备方法和微流控装置及致病菌的检测方法。该微流控芯片包括芯片层，在所述芯片层内具有通道结构，在所述通道结构内具有表面修饰有适配体的阵列结构。采用该微流控芯片进而制备的微流控装置，可用于食物中致病菌的快速、高灵敏性检测，且检测效果稳定性高。

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片及其制备方法，一种微流控装置，以及一种致病菌的检测方法。

背景技术

食源性致病微生物引起的食物中毒是全球共同关注的食品安全问题。据世界卫生组织估计，全球每年食源性疾病患者中，70％以上是由致病微生物引起的。近几年据国家卫生计生办公厅和国家疾控中心的统计数据，致病微生物性食物中毒人数始终占居食品中毒事件的首位。中国是最大的食品消费国、生产国和进口国，提高食源性致病微生物检测水平和应对食品安全突发事件的能力，是我们面临的迫切任务。对其进行快读、准确、灵敏的检测为有效控制传染性疾病的扩散、维护公众健康安全具有至关重要的作用。

食源性致病微生物种属繁多、性质各异、致病机理复杂、受污染的食品基质更是千差万别。现有的检测技术(微生物检验、免疫学检测和分子生物学技术等)各有其不足，面临着诸多难题：操作过程复杂、检测时间过长、检测靶标覆盖率低、假阳性高、适合现场检测的仪器和试剂较少等。

现有的采用微流控检测食源性致病菌的装置或方法，存在种属特异性不高，检测时间慢等问题，例如，CN109813695A公开了一种基于微流控芯片的微生物检测系统及其检测方法，其利用声波对不同直径大小的细菌进行分离富集，存在特异性较差的问题。

CN107904161A公开了一种可视化即时检测病原体核酸的微流控芯片及其制备方法和检测方法，其利用免疫磁珠进行致病菌的捕获，由于免疫磁珠只能被固定在芯片通道的底部，对于上层溶液中的致病菌的捕获能力有限，免疫磁珠的微流控芯片的捕获效率不超过50％。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种新的微流控芯片，采用该微流控芯片进而制备的微流控装置，可用于食物中致病菌的快速、高灵敏性检测，且检测效果稳定性高。

本发明第一方面提供了一种微流控芯片，包括芯片层，在所述芯片层内具有通道结构，在所述通道结构内具有表面修饰有适配体的阵列结构。

根据本发明所述的微流控芯片的一些实施方式，所述阵列结构的材质选自PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和玻璃中的一种或多种。上述材料的可塑性较强，采用上述材料进行致病菌检测具有较好的检测效果。采用其中的PDMS修饰效果更佳。

根据本发明所述的微流控芯片的一些实施方式，所述芯片层的材质选自PDMS、PMMA和玻璃中的一种或多种。

根据本发明所述的微流控芯片的一些实施方式，所述微流控芯片还包括与芯片层键合的基底。所述基底的材质优选为PDMS、PMMA或玻璃。

根据本发明所述的微流控芯片的一些实施方式，所述修饰的方法为化学修饰。优选地，所述修饰的方法包括将阵列结构依次进行等离子体氧化处理、硅烷偶联剂处理和交联改性处理，然后与末端氨基化修饰的适配体接触。从而得到表面修饰有适配体的阵列结构。

根据本发明所述的微流控芯片的一些实施方式，通道结构的高度与阵列结构的高度相同或不同，优选为相同。高度相同的情况下，极大的提高了捕获效率。

根据本发明所述的微流控芯片的一些实施方式，所述阵列结构包含多个结构单元。

根据本发明所述的微流控芯片的一些实施方式，每个结构单元的形状为圆柱状。

根据本发明所述的微流控芯片的一些实施方式，垂直于流体流动方向上，相邻两个结构单元的距离为20-100μm，优选为20-50μm。相邻两个结构单元的距离是指中心到中心的距离，例如为圆柱结构单位，则为圆心至圆心。