[发明专利]一种基于磁分离技术和微流体技术的快速检测微流体反应器及其制备方法和检测方法

说明书

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，尤其涉及用于生物样品的一种基于磁分离技术和微流体技术的快速检测微流体反应器及其制备方法和检测方法。

背景技术

微流体技术是指在微观尺寸下控制、操作和检测复杂流体的技术，是在微电子、微机械、生物工程和纳米技术基础上发展起来的一门全新交叉学科。微流体技术采用生物学技术原理，利用半导体集成技术制作新型固体元件或“芯片实验室”，可对微量流体（包括液体和气体）进行复杂、精确的操作，如：混合和分离微量流体、化学反应、微量分析，等等。由于微流体器件体积小，可调控参数多，调控精确度高，自动化程度高，可以集成和大量生产，在分析化学、生物医学、诊断及药物学研究中有很大的应用前景。由于微流体技术使传统检测技术实现微量集成，具有操作便捷、检测快速等特点，因此适用于杂质多、含量少的复杂样品分析，尤其适用于生物样品的分离分析。伴随相关应用领域对即时、快速定量检测需求的逐步提高，相关的微流体检测技术也应运而生。

磁分离技术是将物质进行磁场处理的一种技术，该技术的应用已经渗透到各个领域，该技术是利用元素或组分磁敏感性的差异，借助外磁场将物质进行磁场处理，从而达到强化分离过程的一种新兴技术。随着强磁场、高梯度磁分离技术的问世，磁分离技术的应用已经从分离强磁性大颗粒到去除弱磁性及反磁性的细小颗粒，从最初的矿物分选、煤脱硫发展到工业水处理，从磁性与非磁性元素的分离发展到抗磁性流体均相混合物组分间的分离。作为洁净、节能的新兴技术，磁分离将显示出诱人的开发前景。

发明名称为“一种兴奋剂快速检测生物芯片及其检测方法”（申请号为03137051.9）的专利文献中记载道：在固体载体表面固定有被检测兴奋剂分子的受体蛋白质，在同一芯片板上具有一系列微反应点，而这些微反应点通过微沟槽通道连结成一封闭的具有微流体流入和流出端口的分析板或普通板芯片。将样品中的兴奋剂分子与受体芯片作用，再将标记后的兴奋剂与受体芯片作用，并最终通过检测芯片上受体点阵上的标记物强度，或者样品中兴奋剂的量。但是上述专利文献中的技术存在以下缺点：（1）采用固体载体表面固定蛋白包被，造成试剂检测范围局限于某一较小的范围（一般为10~25倍浓度范围），同时反应体系采取固相包被物与待测物被动接触反应模式，由于处于非均相条件下，其反应效率低于均相条件下亲和反应效率；（2）为实现反应物质与杂质的分离，反应步骤采取多步操作形式，操作复杂，操作时间较长。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种基于磁分离技术和微流体技术的快速检测微流体反应器及其制备方法和检测方法，可以在均相（液相）条件下对生物样品进行快速、准确的检测。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种基于磁分离技术和微流体技术的快速检测微流体反应器，包括磁性蛋白和探针蛋白，所述磁性蛋白为以磁性微球为载体固定有与待测物相应位点发生特异性结合或者与待测物结构相同的特异性蛋白，所述探针蛋白为以探针微球为载体固定有与待测物相应位点发生特异性结合或者与待测物结构相同的特异性蛋白，且所述磁性蛋白和探针蛋白根据所述待测物的性质配对组合使用。

优选的，上述的一种基于磁分离技术和微流体技术的快速检测微流体反应器，其中：所述磁性微球的材料包括顺磁性材料、超顺磁性材料、铁磁性材料、亚铁磁性材料和变磁性材料，且其比饱和磁化强度大于等于0.1 emu/g。所选材料受施加磁场的影响被吸引/被排斥，或具有可检测的磁易感性或诱导。

优选的，上述的一种基于磁分离技术和微流体技术的快速检测微流体反应器，其中：所述磁性微球的粒径为50纳米~500纳米，所述探针微球的粒径为50纳米~500纳米。

优选的，上述的一种基于磁分离技术和微流体技术的快速检测微流体反应器，其中：所述磁性蛋白和探针蛋白之间的配对组合使用方式包括捕获法、双抗原夹心法、双抗体夹心法、间接法和竞争法。

优选的，上述的一种基于磁分离技术和微流体技术的快速检测微流体反应器，其中：还包括至少一个的加样孔、反应及检测通道和废液收集池，所述磁性蛋白和探针蛋白经干燥固定在所述加样孔的底部。

上述的一种基于磁分离技术和微流体技术的快速检测微流体反应器的制备方法，包括如下步骤：

（1）采用在磁性纳米粒子的内核表面覆盖有官能团的高分子材料的方法或向表面覆盖有官能团的高分子材料聚合微球中包埋磁性纳米粒子的方法制备得到所述磁性微球；