一種離心式糖化血紅蛋白檢測微流控芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種離心式全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，該芯片包括芯片基體、樣本檢測單元、芯片固定孔；其中樣本檢測單元由進(jìn)樣孔、進(jìn)樣通道、反應(yīng)液儲(chǔ)液池、反應(yīng)池、洗滌液儲(chǔ)液池、上層通道、層析檢測池、下層通道、廢液池和通氣孔構(gòu)成；芯片通過液囊預(yù)存反應(yīng)液和洗滌液，層析檢測池內(nèi)固定有層析反應(yīng)載體；待測樣品加入進(jìn)樣孔后，破碎反應(yīng)液囊釋放反應(yīng)液，樣品與反應(yīng)液進(jìn)入反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng)，然后離心使反應(yīng)混合液進(jìn)入層析檢測池，待完全吸收進(jìn)層析載體后，破碎洗滌液囊釋放洗滌液，離心洗去載體上的未結(jié)合物質(zhì)，血紅蛋白沉淀留在載體上，可通過反射光進(jìn)行檢測分析。本發(fā)明具有進(jìn)樣便捷、樣品消耗少、反應(yīng)效率高、檢測時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種離心式糖化血紅蛋白檢測微流控芯片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種離心式糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]糖尿病是一組病因和發(fā)病機(jī)制尚未完全明了的內(nèi)分泌代謝疾病，具有高并發(fā)癥和高致死率，近幾年糖尿病的發(fā)病率呈不斷上升趨勢(shì)，是嚴(yán)重威脅人類健康的世界性公共衛(wèi)生問題。
[0003]在臨床上糖尿病主要通過檢測血糖參數(shù)來判定，而血糖參數(shù)只代表抽血時(shí)的血糖水平，對(duì)確診有局限性。近年來，糖化血紅蛋白(HbAlC)的檢測日益受到臨床的高度重視，糖化血紅蛋白(HbAlC)是指血液中和葡萄糖結(jié)合的那一部分血紅蛋白。人體內(nèi)紅細(xì)胞的壽命一般為120天，在紅細(xì)胞死亡之前，血液中糖化血紅蛋白(HbAlC)含量也保持相對(duì)不變。糖化血紅蛋白(HbAlC)水平反應(yīng)了檢測前120天內(nèi)的平均血糖水平，而與取血時(shí)間、病人是否空腹及是否使用胰島素等因素?zé)o關(guān)，因此，糖化血紅蛋白(HbAlC)是反應(yīng)長期血糖水平的金標(biāo)準(zhǔn)，也是糖尿病輔助診斷、監(jiān)測、治療的重要指標(biāo)。
[0004]糖化血紅蛋白(HbAlC)的測定方法多種多樣，總體來說可分為兩大類:一類是基于HbAlC和Hb(血紅蛋白)的電荷不同，如離子交換層析法、電泳法；另一類是基于Hb上糖化基團(tuán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如親和層析法、免疫法和酶法等。這些方法要么通過大型的生化分析儀或離子交換高壓液相色譜儀完成，樣品消耗量大、操作程序復(fù)雜、儀器試劑成本高，需要配備實(shí)驗(yàn)室水平的操作環(huán)境和專業(yè)的技術(shù)操作人員，要么準(zhǔn)確度低，穩(wěn)定性差，因此，開發(fā)快速、直觀、攜帶方便、操作簡便的用于糖化血紅蛋白的微型檢測系統(tǒng)成為當(dāng)前國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。
[0005]微流控芯片(Microfluidic chip)又稱芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab on a Chip)，是在芯片上對(duì)化學(xué)或生物樣品進(jìn)行操作和檢測的一項(xiàng)新興技術(shù)。微流控芯片可以把樣品的制備、反應(yīng)、分離和檢測等操作單元集成到一張幾平方厘米的芯片上，通過對(duì)微通道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)流體的操縱和控制，自動(dòng)完成分析過程。由于微流控芯片技術(shù)具有進(jìn)樣量小、集成度高、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和高通量分析的特點(diǎn)，使得在微流控芯片上進(jìn)行生化反應(yīng)操作較常規(guī)的分析樣品前處理更方便、快速、成本低廉。因此，將糖化血紅蛋白高特異性的親和層析與微流控芯片強(qiáng)大的分離、檢測能力相結(jié)合將顯示出更為顯著的優(yōu)勢(shì)，不僅使樣品處理時(shí)間大幅縮短、試劑和儀器成本大幅降低、檢測分辨率和靈敏度顯著提高，而且使得現(xiàn)場即時(shí)檢測成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白親和層析反應(yīng)及檢測的微流控芯片，通過離心對(duì)流體運(yùn)作進(jìn)行操控，待測樣品通過進(jìn)樣孔經(jīng)由進(jìn)樣通道進(jìn)入反應(yīng)池，破碎反應(yīng)液囊釋放反應(yīng)液，樣品與反應(yīng)液在反應(yīng)池通過震蕩混合均勻并進(jìn)行反應(yīng)，然后離心使反應(yīng)混合液進(jìn)入層析檢測池于層析載體上進(jìn)行層析，再破碎洗滌液囊，洗滌液進(jìn)入層析檢測池洗去未結(jié)合反應(yīng)物，對(duì)層析載體上的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行反射光分析，最終實(shí)現(xiàn)簡便、快速的檢測。
[0007]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，該芯片包括芯片基體、樣本檢測單元、芯片固定孔;其中樣本檢測單元位于芯片基體上，該樣本檢測單元由進(jìn)樣孔、進(jìn)樣通道、反應(yīng)液儲(chǔ)液池、反應(yīng)池、洗滌液儲(chǔ)液池、上層通道、層析檢測池、下層通道、廢液池和通氣孔構(gòu)成;其中進(jìn)樣孔通過進(jìn)樣通道與反應(yīng)池相連、反應(yīng)液儲(chǔ)液池通過上層通道與反應(yīng)池相連，反應(yīng)池、洗滌液儲(chǔ)液池分別通過上層通道與層析檢測池相連，層析檢測池通過下層通道與廢液池相連，廢液池通過下層通道與通氣孔相連;芯片內(nèi)部存儲(chǔ)有全血中糖化血紅蛋白檢測所需的試劑(包括反應(yīng)液和洗滌液)，層析檢測池內(nèi)部固定有層析反應(yīng)載體;所述的微流控芯片能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)定量進(jìn)樣、流體操控、生化反應(yīng)與層析等功會(huì)K。
[0008]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，所述的微流控芯片可以由玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯或聚酯等材料加工而成，芯片材料可以是單一的，也可以是上述材料的組合。
[0009]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，所述的芯片固定孔，其作用是固定芯片，保證芯片在離心過程中結(jié)合牢固不發(fā)生偏移。
[0010]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，所述的反應(yīng)液儲(chǔ)液池內(nèi)部存儲(chǔ)有反應(yīng)液囊，洗滌液儲(chǔ)液池內(nèi)部存儲(chǔ)有洗滌液囊，反應(yīng)液儲(chǔ)液池與洗滌液儲(chǔ)液池體積大于對(duì)應(yīng)液囊體積，能保證完全容納液囊;所述的反應(yīng)液囊與洗滌液囊里面分別存儲(chǔ)有反應(yīng)液與洗滌液，液囊表面密封，液囊可以是各種形狀，液囊材料可以是有機(jī)高分子薄膜、鋁箔、玻璃等，具有在外力作用下破裂的能力，外力作用可以是離心擠壓、機(jī)械按壓、手動(dòng)按壓等。
[0011]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，所述的反應(yīng)池體積大于反應(yīng)液和樣品總體積，保證能完全容納反應(yīng)液與樣品，使其充分混合反應(yīng)。
[0012]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，所述的層析檢測池內(nèi)部固定有層析反應(yīng)載體，頂部為透明材料，以保證對(duì)檢測光通透;所述的層析反應(yīng)載體位于層析檢測池中間，將層析檢測池分隔成上下兩部分，層析檢測池上部連接上層通道，層析檢測池下部連接下層通道。
[0013]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，所述的層析反應(yīng)載體，材料可以是離子交換膜、纖維素膜、濾紙等，孔徑為0.2?0.5μπι，能夠保留血紅蛋白沉淀，透過未結(jié)合糖化血紅蛋白的反應(yīng)物質(zhì)。
[0014]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，所述的廢液池體積大于體系中液體總體積，以保證反應(yīng)和檢測過程中試劑不與外界接觸，避免外界污染。
[0015]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，待測樣品加入芯片加樣孔，破碎反應(yīng)液囊釋放芯片內(nèi)部預(yù)先存儲(chǔ)的反應(yīng)液，待測樣品與反應(yīng)液進(jìn)入反應(yīng)池震蕩混勻，反應(yīng)I?3min，震蕩反應(yīng)混合物并離心使其進(jìn)入層析檢測池，完全吸收進(jìn)層析載體后，破碎洗滌液囊，釋放芯片內(nèi)部預(yù)先存儲(chǔ)的洗滌液，洗滌液流入層析檢測池洗去載體上的未結(jié)合物質(zhì)，5?30s后離心使未結(jié)合物質(zhì)進(jìn)入廢液池，血紅蛋白沉淀留在層析載體上可進(jìn)行反射光檢測。
[0016]本發(fā)明提供了一種離心式的用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，所述的微流控芯片包括一個(gè)或者多個(gè)樣本檢測單元。
[0017]本發(fā)明基于微流控芯片技術(shù)平臺(tái)，集樣品進(jìn)樣、親和層析和光電檢測于一體，極大地簡化了操作流程，降低了樣品和試劑消耗，并且不需要配備昂貴的儀器，極大地降低了使用成本，使現(xiàn)場即時(shí)檢測成為可能，具有可預(yù)見的巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所提供的一種單樣品的離心式糖化血紅蛋白檢測芯片示意圖，(a)為該芯片的平面結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為該芯片的部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明所提供的一種三樣品的離心式糖化血紅蛋白檢測芯片示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明所提供的一種六樣品的離心式糖化血紅蛋白檢測芯片示意圖。
[0021]附圖中:1、芯片基體;2、樣本檢測單元;3、芯片固定孔;21、進(jìn)樣孔;22、進(jìn)樣通道；23、反應(yīng)液儲(chǔ)液池；24、反應(yīng)液囊；25、反應(yīng)池；26、洗滌液儲(chǔ)液池；27、洗滌液囊；28、上層通道;29、層析檢測池;210、層析載體;211下層通道;212、廢液池;213、通氣孔。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限定。
[0023]實(shí)施例1一種單樣品的離心式糖化血紅蛋白檢測芯片
[0024]圖1是一種單樣品的離心式糖化血紅蛋白檢測芯片結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1a所示，該芯片包括芯片基體1、芯片固定孔3、進(jìn)樣孔21、進(jìn)樣通道22、反應(yīng)液儲(chǔ)液池23、反應(yīng)池25、洗滌液儲(chǔ)液池26、上層通道28、層析檢測池29、下層通道211、廢液池212、通氣孔213，反應(yīng)液儲(chǔ)液池23內(nèi)部預(yù)先儲(chǔ)存反應(yīng)液囊24，洗滌液儲(chǔ)液池26內(nèi)部預(yù)先儲(chǔ)存洗滌液囊27。芯片部分剖面結(jié)構(gòu)如圖1b所示，為了保證芯片內(nèi)部親和層析反應(yīng)的進(jìn)行和反射光檢測，層析檢測池29內(nèi)部固定有層析載體210，頂部為透明材料。
[0025]使用時(shí)，檢測樣本加入進(jìn)樣孔21中，通過進(jìn)樣通道22進(jìn)入反應(yīng)池25，芯片放入相應(yīng)設(shè)備中，通過芯片固定孔3固定，蓋上設(shè)備蓋子，離心，反應(yīng)液囊24破裂，反應(yīng)液進(jìn)入反應(yīng)池25，震蕩混勻樣品和反應(yīng)液，反應(yīng)I?3min，繼續(xù)震蕩混勻并離心，反應(yīng)混合物通過上層通道28進(jìn)入層析檢測池29，完全吸收進(jìn)層析載體210后，離心，洗滌液囊27破裂，洗滌液通過上層通道28流入層析檢測池29洗去載體上的未結(jié)合物質(zhì)，5?20s后離心，未結(jié)合物質(zhì)通過下層通道211進(jìn)入廢液池212，而血紅蛋白沉淀則留在載體上，然后通過光電檢測器進(jìn)行反射光檢測得出結(jié)果。該實(shí)施例結(jié)構(gòu)是芯片的最小功能單元，適用于單樣品的檢測。
[0026]實(shí)施例2—種三樣品的離心式糖化血紅蛋白檢測芯片
[0027]圖2是一種三樣品的離心式糖化血紅蛋白檢測芯片結(jié)構(gòu)示意圖。芯片結(jié)構(gòu)采用重復(fù)三次最小功能單元的布局，包括芯片基體1、3個(gè)樣本檢測單元2、芯片固定孔3。使用時(shí)，將三種待測樣品分別加入三個(gè)進(jìn)樣孔中，然后放入相應(yīng)設(shè)備中，通過芯片固定孔3固定在設(shè)備上，蓋上設(shè)備蓋子，在離心力作用下各個(gè)單元里都和單樣品檢測時(shí)一樣開始反應(yīng)并檢測。光電檢測器可以是陣列式一次性獲得三個(gè)檢測結(jié)果，也可以是單個(gè)檢測器移動(dòng)至不同檢測池而獲得檢測結(jié)果。
[0028]實(shí)施例3—種六樣品的離心式糖化血紅蛋白檢測芯片
[0029]圖3是一種六樣品的離心式糖化血紅蛋白檢測芯片結(jié)構(gòu)示意圖。芯片結(jié)構(gòu)采用重復(fù)六次最小功能單元的布局，包括芯片基體1、6個(gè)樣本檢測單元2、芯片固定孔3。使用時(shí)，將六種待測樣品分別加入六個(gè)進(jìn)樣孔中，然后放入相應(yīng)設(shè)備中，通過芯片固定孔3固定在設(shè)備上，蓋上設(shè)備蓋子，在離心力作用下各個(gè)單元里都和單樣品檢測時(shí)一樣開始反應(yīng)并檢測。光電檢測器可以是陣列式一次性獲得六個(gè)檢測結(jié)果，也可以是單個(gè)檢測器移動(dòng)至不同檢測池而獲得檢測結(jié)果。該實(shí)施例可根據(jù)需要添加或減少功能單元的數(shù)量，能夠?qū)崿F(xiàn)一張芯片上同時(shí)檢測多個(gè)不同樣品的糖化血紅蛋白。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明提供了一種離心式全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:所述的微流控芯片包括芯片基體、樣本檢測單元、芯片固定孔;所述的樣本檢測單元位于芯片基體上;所述的樣本檢測單元由進(jìn)樣孔、進(jìn)樣通道、反應(yīng)液儲(chǔ)液池、反應(yīng)池、洗滌液儲(chǔ)液池、上層通道、層析檢測池、下層通道、廢液池和通氣孔構(gòu)成；其中進(jìn)樣孔通過進(jìn)樣通道與反應(yīng)池相連、反應(yīng)液儲(chǔ)液池通過上層通道與反應(yīng)池相連，反應(yīng)池、洗滌液儲(chǔ)液池分別通過上層通道與層析檢測池相連，層析檢測池通過下層通道與廢液池相連，廢液池通過下層通道與通氣孔相連;芯片內(nèi)部存儲(chǔ)有全血中糖化血紅蛋白檢測所需的試劑(包括反應(yīng)液和洗滌液)，層析檢測池內(nèi)部固定有層析反應(yīng)載體;所述的微流控芯片能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)定量進(jìn)樣、流體操控、生化反應(yīng)與層析等功能。2.按照權(quán)利要求1所述一種離心式全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:所述的微流控芯片可以由玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯或聚酯等材料加工而成，芯片材料可以是單一的，也可以是上述材料的組合。3.按照權(quán)利要求1所述一種離心式全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:所述的芯片固定孔，其作用是固定芯片，保證芯片在離心過程中結(jié)合牢固不發(fā)生偏移。4.按照權(quán)利要求1所述一種離心式全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:所述的反應(yīng)液儲(chǔ)液池與洗滌液儲(chǔ)液池，內(nèi)部分別存儲(chǔ)有反應(yīng)液囊與洗滌液囊，反應(yīng)液儲(chǔ)液池與洗滌液儲(chǔ)液池體積大于液囊體積，能保證完全容納液囊;所述的反應(yīng)液囊與洗滌液囊里面分別存儲(chǔ)有反應(yīng)液與洗滌液，液囊表面密封，液囊可以是各種形狀，液囊材料可以是有機(jī)高分子薄膜、鋁箔、玻璃等，具有在外力作用下破裂的能力，外力作用可以是離心擠壓、機(jī)械按壓、手動(dòng)按壓等。5.按照權(quán)利要求1所述一種離心式全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:所述的反應(yīng)池體積大于反應(yīng)液和樣品總體積，保證能完全容納反應(yīng)液與樣品，使其充分混合反應(yīng)。6.按照權(quán)利要求1所述一種離心式全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:所述的層析檢測池內(nèi)部固定有層析反應(yīng)載體，頂部為透明材料，以保證對(duì)檢測光通透；所述的層析反應(yīng)載體位于層析檢測池中間，將層析檢測池分隔成上下兩部分，層析檢測池上部連接上層通道，層析檢測池下部連接下層通道。7.按照權(quán)利要求1所述一種離心式全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:所述的層析反應(yīng)載體，材料可以是離子交換膜、纖維素膜、濾紙等，孔徑為0.2?0.5μπι，能夠保留血紅蛋白沉淀，透過未結(jié)合糖化血紅蛋白的反應(yīng)物質(zhì)。8.按照權(quán)利要求1所述一種離心式全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:所述的廢液池體積大于體系中液體總體積，以保證反應(yīng)和檢測過程中試劑不與外界接觸，避免外界污染。9.按照權(quán)利要求1所述一種用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:待測樣品加入芯片加樣孔，破碎反應(yīng)液囊釋放芯片內(nèi)部預(yù)先存儲(chǔ)的反應(yīng)液，待測樣品與反應(yīng)液進(jìn)入反應(yīng)池震蕩混勻并進(jìn)行反應(yīng)，然后震蕩反應(yīng)混合物并離心使其進(jìn)入層析檢測池，完全吸收進(jìn)層析載體后，破碎洗滌液囊，釋放芯片內(nèi)部預(yù)先存儲(chǔ)的洗滌液，洗滌液流入層析檢測池洗去載體上的未結(jié)合物質(zhì)，再離心使未結(jié)合物質(zhì)進(jìn)入廢液池，血紅蛋白沉淀留在載體上可進(jìn)行反射光檢測。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于全血中糖化血紅蛋白檢測的微流控芯片，其特征在于:所述的微流控芯片包括一個(gè)或者多個(gè)樣本檢測單元。
【文檔編號(hào)】G01N33/72GK106053859SQ201610637617
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月2日 公開號(hào)201610637617.3, CN 106053859 A, CN 106053859A, CN 201610637617, CN-A-106053859, CN106053859 A, CN106053859A, CN201610637617, CN201610637617.3
【發(fā)明人】葉嘉明, 高麗娟
【申請(qǐng)人】杭州霆科生物科技有限公司