[发明专利]一种基于回音壁模式微腔阵列的微流控检测芯片

说明书

本发明涉及一种基于回音壁模式微腔阵列的微流控芯片，该芯片由盖片(1)、微孔板(3)和基片(2)自上而下组装而成，所述盖片(1)依次由进液口(1‑1)、进液口通道(1‑3)和上反应腔(1‑4)组成，且上反应腔(1‑4)的下部具有下开口(1‑5)，所述的基片(2)依次由出液口(2‑1)、出液口通道(2‑3)和下反应腔(2‑4)组成，且下反应腔(2‑4)的上部具有上开口(2‑5)，进液口管线(1‑2)贯穿进液口(1‑1)，出液口管线(2‑2)贯穿出液口(2‑1)，所述微孔板(3)的中部排列有微球阵列；该芯片操作简单，灵敏度高，成本低，可以实现多元非标记生物分子检测，在临床检测等领域具有广泛的应用。

技术领域

本发明涉及一种基于回音壁模式微腔阵列的微流控检测芯片，属于微流控检测芯片领域。

背景技术

微流控检测芯片技术出现于以功能基因组学和蛋白质组学为核心的后基因组时代，从20世纪90年代初、中期发明至今仅十余年时间，却已经在生命科学研究中的诸多领域进行应用，在临床上广泛被应用在癌症的检测、病原性疾病和免疫性疾病的诊断等方面。但是现在大多数微流控检测芯片检测载体需使用双抗夹心法进行检测，反应过程需要进行两步反应，三步洗涤，操作复杂、耗时且成本高。

解决上述问题的解决方案是以非标记的检测载体代替现有的利用双抗夹心法的检测载体。利用具有回音壁模式微腔的荧光微球作为固相载体进行生物分子检测就是一种能够实现非标记检测的有效方法。其原理是微球中的荧光染料受泵浦之后，在回音壁微腔中形成受激辐射，其辐射模式对微球表面的折射率变化响应灵敏，因此微球表面抗原抗体的结合会导致其辐射模式的改变，改变的大小则可以反应待测物浓度的高低。为了能够同时检测多个组分，实现多元非标记检测，微球可以用其所含有的荧光染料作为编码，不同的荧光染料产生不同的受激辐射模式，可以对不同的待测物做出响应。本发明旨在提供一种利用回音壁模式微腔阵列的微流控芯片，实现非标记多元生物分子检测。

发明内容

技术问题：本发明目的是提供一种基于回音壁模式微腔的微流控芯片，通过将荧光染料编码的微球排列于微孔板中，待测样品溶液以流过式穿过微球，充分与微球接触，待测物与微球表面的生物探针分子反应之后引起回音壁微腔中荧光染料受激辐射模式的改变，从而实现多元非标记生物分子检测，该芯片制备简单，可以用于核酸和蛋白质等的高通量检测，操作简单，灵敏度高，成本低。

技术方案：本发明提供了一种基于回音壁模式微腔阵列的微流控检测芯片，该芯片由盖片、微孔板和基片自上而下组装而成，所述盖片依次由进液口、进液口通道和上反应腔组成，且上反应腔的下部具有下开口，所述的基片依次由出液口、出液口通道和下反应腔组成，且下反应腔的上部具有上开口，其中下开口和上开口对齐放置构成反应池，微孔板平放于下开口和上开口之间，进液口管线贯穿进液口，出液口管线贯穿出液口，所述微孔板的中部排列有微球阵列。

其中：

所述盖片和基片的材料为聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、环烯烃共聚物、环烯烃聚合物或玻璃。

所述的微球阵列由具有回音壁模式的微球组成，所述微球的内部含有荧光染料，且表面固定有生物分子探针，利用所述微球的粒径大小、内部含有的荧光染料和表面固定的生物分子探针对该微球进行编码，通过微球的粒径大小的差异、内部含有的荧光染料的差异和表面固定的生物分子探针的差异实现对靶标分子的多元非标记检测。

所述的荧光染料在微球内部受激发光，由于微球的回音壁模式，激发强度达到一定阈值之后，荧光染料产生受激辐射；不同荧光染料的受激辐射模式不同，用于编码不同的微球，不同编码的微球表面固定不同的生物分子探针，检测不同的靶标分子。

所述的荧光染料在微球内的受激辐射模式响应微球表面折射率的变化，固定在微球表面的生物分子探针捕获靶标分子引起微球表面折射率的改变，从而使荧光染料受激辐射模式产生变化，通过生物分子探针与靶标分子结合前后荧光染料受激辐射模式的变化实现靶标分子的非标记检测。