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1、10申请公布号CN104140548A43申请公布日20141112CN104140548A21申请号201310173588622申请日20130510C08J7/14200601C08L83/04200601C08L33/12200601G01N33/5020060171申请人国家纳米科学中心地址100190北京市海淀区中关村北一条11号72发明人蒋兴宇沈海滢74专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人王崇刘国平54发明名称一种微流控芯片通道的修饰方法及其应用57摘要本发明公开了一种微流控芯片通道的修饰方法及其应用。该方法包括将盐酸多巴胺溶液与微流控芯片的通道的内表面接触。。
2、根据本发明的方法，能够通过简单的表面修饰即可提高芯片亲水性，从而实现微流控芯片的自动进样，并且无需借助其他设备和复杂反应。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图2页10申请公布号CN104140548ACN104140548A1/1页21一种微流控芯片通道的修饰方法，其特征在于，该方法包括将盐酸多巴胺溶液与微流控芯片的通道的内表面接触。2根据权利要求1所述的修饰方法，其中，在所述盐酸多巴胺溶液中，所述盐酸多巴胺的含量为2060MG/ML。3根据权利要求2所述的修饰方法，其中，在所述盐酸多巴胺溶液中，所述盐酸多巴。
3、胺的含量为3050MG/ML。4根据权利要求13中任意一项所述的修饰方法，其中，在所述盐酸多巴胺溶液中，溶剂为PH为895的TRISHCL缓冲溶液。5根据权利要求4所述的修饰方法，其中，在所述盐酸多巴胺溶液中，溶剂为PH为8389的TRISHCL缓冲溶液。6根据权利要求13中任意一项所述的修饰方法，其中，将盐酸多巴胺溶液与微流控芯片通道的内表面进行接触的条件包括接触的温度为1540，接触的时间为20400分钟。7根据权利要求6所述的修饰方法，其中，将盐酸多巴胺溶液与微流控芯片通道的内表面进行接触的条件包括接触的温度为2025，接触的时间为30360分钟。8根据权利要求1所述的修饰方法，其中，所。
4、述微流控芯片的材料为聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。9根据权利要求1所述的修饰方法，其中，所述微流控芯片包括一条或多条通道，多条通道连通或不连通，每条通道的宽度为100微米1毫米，高度为100微米1毫米，长度为35厘米。10权利要求19中任意一项所述修饰方法在免疫检测方面的应用。权利要求书CN104140548A1/5页3一种微流控芯片通道的修饰方法及其应用技术领域0001本发明涉及一种微流控芯片通道的修饰方法，以及该微流控芯片的修饰方法在免疫检测方面的应用。背景技术0002微流控芯片是指把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米（甚至。
5、更小）的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用于取代常规生物或化学实验室的各种功能的一种技术。常见的微流控芯片的主要材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）以及玻璃等。其中PDMS芯片以复型快速简单，被广泛应用于免疫分析领域。微流通道的通道宽度一般为数百微米。由于PDMS或PMMA材料表面疏水，而芯片上通道的尺寸很小，进口处表面张力比较大。因此传统的进样方式需要用注射泵连接聚乙烯管泵入，加样枪滴在微流通道一端进样口后再用注射器从通道另一端抽出，或者是通过其他自动化系统控制完成。0003另外，也存在PDMS芯片的亲水处理方法，例如，等离子体处理，表面化学修饰亲。
6、水基团等。其中，等离子体处理需要借助昂贵的设备，且修饰后亲水性不能持久。PDMS表面化学修饰亲水基团，通常也需要借助等离子体或辐射产生活性基团发生反应，而通过层层自组装修饰亲水的高分子在PDMS通道表面形成涂层，并不稳定。发明内容0004本发明的目的在于解决上述问题，提供一种通过简单的表面修饰即可提高芯片的亲水性，从而实现自动进样，并且无需借助其他设备和复杂反应的微流控芯片通道的修饰方法及其应用。0005为了实现上述目的，本发明提供一种微流控芯片通道的修饰方法，其中，该方法包括将盐酸多巴胺溶液与微流控芯片的通道的内表面接触。0006本发明还提供上述修饰方法在免疫检测方面的应用。0007根据本发。
7、明的微流控芯片通道的修饰方法，具有步骤简单，且在修饰完毕后只需将液体滴加到进样口，即可以自动流入并充满通道的优点。此外，修饰后稳定性好。附图说明0008附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中0009图1为实施例1得到的修饰后的微流控芯片的照片；0010图2为实施例2得到的修饰后的微流控芯片的照片；0011图3为实施例3得到的修饰后的微流控芯片的照片；0012图4为实施例4中芯片进行免疫检测的结果图。说明书CN104140548A2/5页4具体实施方式0013以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应。
8、当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。0014本发明提供的微流控芯片通道的修饰方法包括将盐酸多巴胺溶液与微流控芯片的通道的内表面接触。0015根据本发明，优选情况下，在所述盐酸多巴胺溶液中，所述盐酸多巴胺的含量为2060MG/ML；更优选在所述盐酸多巴胺溶液中，所述盐酸多巴胺的含量为3050MG/ML。0016根据本发明，优选情况下，在所述盐酸多巴胺溶液中，溶剂为PH为895的TRISHCL缓冲溶液；更优选在所述盐酸多巴胺溶液中，溶剂为PH为8389的TRISHCL缓冲溶液。0017其中，TRISHCL缓冲溶液为本领域技术人员所公知，为50ML01MO。
9、L/L三羟甲基氨基甲烷（TRIS）溶液与XML01MOL/L盐酸混匀后，加水稀释至100ML。本领域技术人员能够根据TRISHCL缓冲溶液的PH值来适当地选择所述X的值。0018根据本发明，将盐酸多巴胺溶液与微流控芯片通道的内表面进行接触的条件的可选择范围较宽，优选情况下，将盐酸多巴胺溶液与微流控芯片通道的内表面进行接触的条件包括接触的温度为1540，更优选所述接触温度为2025。接触的时间只要保证盐酸多巴胺溶液对微流控芯片通道的内表面充分接触，以实现提高芯片亲水性的效果，并可以根据盐酸多巴胺溶液的浓度适当选择接触的时间，同样，盐酸多巴胺溶液的用量也只要保证与所述微流控芯片通道的内表面充分覆盖。
10、、使之充分与其接触即可，通常情况下，采用上述优选浓度的盐酸多巴胺溶液，接触的时间为20400分钟，优选，接触的时间为30360分钟，更优选，接触的时间为3060分钟。此外，所述接触的方式可以采用本领域技术人员公知的方法进行，例如，用注射泵连接聚乙烯管泵入，加样枪滴在微流通道一端进样口后再用注射器从通道另一端抽出。0019根据本发明，对所述微流控芯片的材料没有特别的要求，可以为本领域所常用的各种用于制备微流控芯片的材料。但优选情况下，所述微流控芯片的材料为聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。0020根据本发明，所述微流控芯片包括一条或多条通道，多条通道连通或不连通。若包括多条不相互连通的通道，可以。
11、为平行排列的多条通道。0021在本发明中，对所述微流控芯片的通道的尺寸没有特别的要求，本领域技术人员可以根据需要适当地选择。但优选情况下，为了更好地实现自动进样，所述微流控芯片中的每条通道的宽度为100微米1毫米，高度为100微米1毫米，长度为35厘米；优选每条通道的宽度为300微米800微米毫米，高度为300微米800微米，长度为35CM。0022根据本发明，对所述微流控芯片的通道形状没有特别的限定，可以是直线型或曲线形等形状。0023根据本发明，优选情况下，所述微流控芯片的通道的进样口的孔直径为052毫米。0024根据本发明，在所述修饰完成后，优选还包括用水对通道进行清洗的步骤，在清洗完成。
12、后，可直接使用。0025此外，在本发明中，对所述微流控芯片的制备方法没有特别的限定，可以根据所述说明书CN104140548A3/5页5微流控芯片材料的不同，通过本领域技术人员公知的常规的方法进行制备。例如，当所述微流控芯片的材料为PDMS时，微流控芯片的制备方法为浇注翻模；当所述微流控芯片的材料为PMMA时，微流控芯片的制备方法为注塑法。所述注塑法及其条件为本领域所公知。0026本发明还提供上述修饰方法在免疫检测方面的应用。在使用本发明的修饰方法对芯片进行修饰后，在免疫检测过程中，能够实现自动进样。0027根据本发明，通过上述修饰方法对所述微流控芯片进行修饰后，再利用上述修饰过的微流控芯片进。
13、行免疫检测，例如利用上述修饰过的微流控芯片进行免疫检测如下00281）固定捕获抗体0029捕获抗体即包被抗体，是用来捕获抗原的单克隆抗体。0030将芯片具有图案的一面朝下贴合到在基底上（优选地，所述基底为玻璃片或者PDMS片）上，然后将不同的捕获抗体溶液分别在微流控芯片（经过了修饰）的平行排列的多条微流通道的各个进样口滴加，溶液自动充满所有微流通道，在2025条件下进行孵育054小时。00312）封闭0032将捕获抗体溶液从微流通道出样口抽出，基底上形成平行的抗原蛋白条带。将微流通道芯片去掉，剩下基底，为防止非特异性吸附，将基底用牛血清白蛋白溶液进行封闭。00333）通入待检样品0034将另一。
14、个微流控芯片（经过了修饰）放在捕获抗体条带的区域，通道方向与捕获抗体条带方向垂直，分别在微流通道的各个进样口滴加不同的待检样品溶液，溶液自动充满整个微流通道，在2025条件下孵育2060分钟，将待检样品溶液抽出。随后，揭去微流控芯片。00354）孵育检测抗体及检测0036加入检测抗体修饰有辣根过氧化物酶，在2025条件下孵育2060分钟后，加入化学发光液，化学发光液为辣根过氧化物酶（HRP）发光底物。检测抗体上修饰有辣根过氧化物酶（HRP），当加入发光底物后，检测抗体上的HRP活性催化发光底物发光，在条带交叉的地方就能清楚的显示反应情况。0037以下通过实施例来详细说明本发明，但本发明并不限于。
15、下述实施例。0038以下实施例中的微流控芯片采用以下方法进行制备00391、PDMS微流控芯片的制备00401）聚二甲基硅氧烷芯片模板的制备，通过光刻，使用的设备为紫外光刻机，即利用光刻胶在紫外线照射下可改变性质的特点制作与设计好的掩模上的图案完全一致的光刻胶硅片模板，具体制备方法参考ANNUALREVIEWOFMATERIALSSCIENCE，1998,28,15。00412）聚二甲基硅氧烷芯片的制备，方法为软刻蚀技术，制备材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS，购自道康宁），其在通常状态下为透明而粘稠的液体，经与固化剂反应（184有机硅胶固化剂，购自道康宁）并加热到80后可固化（固化剂相对于聚二甲。
16、基硅氧烷的用量为10重量）。利用PDMS可以将硅片模板上的突起图形转换为对应的凹型图形，从而得到一块与所述凸型条微结构相对应的聚二甲基硅氧烷芯片。通常在芯片上形成的凹形通道为多条平行排列的通道，每条通道的宽度为100微米500微米，高度为100微米500微米，长度为35CM。说明书CN104140548A4/5页600423）用打孔器在通道的上方开设进样口和出样口，进样口和出样口位于通道的两端。进样口和出样口的孔直径为052毫米。00434）将PDMS芯片有图案的一面朝下贴合到玻璃片上完成组装。00442、PMMA微流控芯片的制备00451）通过注塑的方法制得PMMA芯片。芯片上形成的凹形通道。
17、为多条平行排列的通道，每条通道的宽度为500微米1毫米，高度为500微米1毫米，长度为35CM。进样口和出样口的孔直径为052毫米。00462）将PMMA芯片有图案的一面朝下贴合到PDMS片上完成组装。0047实施例10048盐酸多巴胺溶液的制备将40MG盐酸多巴胺溶于1ML的TRISHCL缓冲溶液（PH85）中，混匀即得盐酸多巴胺溶液A。将盐酸多巴胺溶液A注入到上述制备的PDMS微流控芯片的通道中（为10条平行排列的通道，每条通道的宽度为300微米，高度为300微米，长度为3CM），室温（25）静置3小时。然后使用纯水清洗，得到修饰后的微流控芯片。修饰后照片如图1。0049实施例20050盐。
18、酸多巴胺溶液的制备将30MG盐酸多巴胺溶于1ML的TRISHCL缓冲溶液（PH83）中，混匀即得盐酸多巴胺溶液B。将盐酸多巴胺溶液B注入到上述制备的PMMA微流控芯片的通道中（为7条平行排列的通道，每条通道的宽度为500微米，高度为500微米，长度为5CM），室温（25）静置05小时。然后使用纯水清洗，得到修饰后的微流控芯片。修饰后照片如图2。0051实施例30052盐酸多巴胺溶液的制备将50MG盐酸多巴胺溶于1ML的TRISHCL缓冲溶液（PH89）中，混匀即得盐酸多巴胺溶液C。将盐酸多巴胺溶液C注入到上述制备的PMMA微流控芯片的通道中（为7条平行排列的通道，每条通道的宽度为800微米，高。
19、度为800微米，长度为5CM），室温（25）静置小时6小时。然后使用纯水清洗，得到修饰后的微流控芯片。修饰后照片如图3。0053实施例40054利用修饰过的微流控芯片进行免疫检测实验00551、包被抗体0056将实施例2中制备得到的修饰后的微流控芯片具有图案的一面朝下贴合到玻璃片上，将50G/ML的甲胎蛋白（以下简称AFP）包被抗体滴入微流控芯片的通道进样口，溶液自动充满整个微流通道，25孵育40分钟，之后吸除通道内液体，将PBS缓冲溶液（001M、PH74，以下相同）滴入微流控芯片的通道进样口，溶液自动充满整个微流通道，在出样口吸出，清洗通道3次。00572、封闭0058揭去芯片，在与步骤1。
20、芯片的铺设的垂直方向上铺微流控芯片（实施例3中制备得到的修饰后的微流控芯片），将含有3重量的BSA的PBS缓冲溶液滴入通道进样口，溶液自动充满整个微流通道，封闭20分钟后，吸除通道内液体，将PBS缓冲溶液滴入微流控芯片的通道进样口，溶液自动充满整个微流通道，在出样口吸出，清洗通道3次。说明书CN104140548A5/5页700593、加样0060将400G/ML、200G/ML、100G/ML、50G/ML、25G/ML、5G/ML的AFP抗原溶液分别滴入通道（将其编号为AG）的进样口，溶液自动充满整个微流通道，同时作空白对照，25孵育20分钟后，吸除通道内液体，将PBS缓冲溶液滴入微流控芯。
21、片的通道进样口，溶液自动充满整个微流通道，在出样口吸出，清洗通道3次。00614、加二抗0062将1200（体积比，稀释液为含有5重量的BSA的PBS缓冲溶液）稀释的AFP检测抗体滴入通道进样口，溶液自动充满整个微流通道，25孵育20分钟后，吸除通道内液体，揭去微流控芯片。用30ML的PBS缓冲溶液冲淋清洗基底1次。00635、加底物液显色在反应区浇盖辣根过氧化物酶（HRP）发光底物，室温（25）反应1分钟。00646、检测使用荧光及化学发光成像系统（BIOSHINECHEMIQ2550）进行检测，检测结果如图4所示。在图4中，A通道依次通入5重量BSA溶液，400NG/ML的AFP抗原溶液，。
22、1200（体积比，稀释液为含有5重量的BSA的PBS缓冲溶液）稀释的AFP检测抗体溶液；B通道依次通入5重量BSA溶液，200NG/ML的AFP抗原溶液，1200（体积比，稀释液为含有5重量的BSA的PBS缓冲溶液）稀释的AFP检测抗体溶液；C通道依次通入5重量BSA溶液，100NG/ML的AFP抗原溶液，1200（体积比，稀释液为含有5重量的BSA的PBS缓冲溶液）稀释的AFP检测抗体溶液；D通道依次通入5重量BSA溶液，50NG/ML的AFP抗原溶液，1200（体积比，稀释液为含有5重量的BSA的PBS缓冲溶液）稀释的AFP检测抗体溶液；E通道依次通入5重量BSA溶液，25NG/ML的AF。
23、P抗原溶液，1200（体积比，稀释液为含有5重量的BSA的PBS缓冲溶液）稀释的AFP检测抗体溶液；F通道依次通入5重量BSA溶液，125NG/ML的AFP抗原溶液，1200（体积比，稀释液为含有5重量的BSA的PBS缓冲溶液）稀释的AFP检测抗体溶液；G通道依次通入5重量BSA溶液，空白溶液，1200（体积比，稀释液为含有5重量的BSA的PBS缓冲溶液）稀释的AFP检测抗体溶液。通过图4可知，随着抗原浓度的增加，交叉点的灰度值逐渐升高，从而对AFP的浓度进行定量检测。0065通过上述实施例可知，经过本发明的修饰方法修饰过的芯片，在进行免疫检测时，无需借助其他设备，即可实现自动进样。0066以。
24、上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。0067另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。0068此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。说明书CN104140548A1/2页8图1图2说明书附图CN104140548A2/2页9图3图4说明书附图CN104140548A。