[发明专利]一种微流控芯片及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种微流控芯片，属于微流控技术领域；所述芯片包括基片，所述基片表面包括至少1个反应区；所述反应区内设置有靶标分子结合物，用于捕获和/或结合待测液体样品中的靶标分子并在所述反应区内发生结合反应；按液体流动方向，所述反应区内，和/或，紧挨着反应区的下游位置设置有至少1个控速区，所述控速区内设置有疏水剂，用于将所述靶标分子拦截在所述反应区内使其充分反应，但又不完全阻碍液体样品继续流动，从而实现对液体样品流速的控制。本发明还提供所述芯片的应用及其制备方法。本发明芯片具有重复性好、灵敏度高、成本低廉等优势。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种微流控芯片及其制备方法与应用。

背景技术

微流控技术是一种以微米尺度空间对流体操控为主要特征的科学技术，微流控芯片具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的能力，又称芯片实验室(Labon Chip)。近十多年来，该技术逐步应用于分析检测领域，具有节约成本、节省时间、操作简便、高通量检测等优势。

微流控技术涉及诸多学科交叉，因其使用领域或研究方向不同，微流控芯片制作方法和制作材料呈现多样性。如专利CN104155462A、专利CN103278643A等以PDMS为基材，以光刻、模注法制备PDMS材质微流控芯片，该方法工艺简便、成本低、便于与其他材质如玻璃、硅键合，具有良好的化学惰性等特点，广泛应用于实验室微流控科学研究。但因PDMS芯片表面疏水且其表面改性后维持时间较短，PDMS芯片无法批量产业化应用。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等热塑性聚合物，具有成本低、易于加工成型和批量生产等优点，采用热压或微注塑法制备微流控芯片已有大量报道(专利CN103464230A、CN101468506A等)。热压或微注塑法制备热塑性聚合物，具有可设计复杂通道实现其分离或混匀等功能、芯片易于批量生产等优势，但存在模具精度高且费用昂贵、需生产百万片以上才能均摊降低成本等缺点，成为热塑性聚合物微流控芯片产品开发困扰之一。

发明内容

基于本领域上述现有芯片客观存在的成本昂贵、无法量产等缺陷，本发明提供了一种无侧壁、毛细力驱动的微流控芯片及其制备方法，其结构设计合理，生产成本低廉，是一种效果好、可量产的新型微流控芯片。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种微流控芯片，包括基片，所述基片表面包括至少1个反应区；所述反应区内设置有靶标分子结合物，用于捕获和/或结合待测液体样品中的靶标分子并在所述反应区内发生结合反应；本发明的芯片最大的特征在于：按照液体流动方向，所述反应区内，和/或，紧挨着反应区的下游位置设置有至少1个控速区，所述控速区内设置有疏水剂，用于将所述靶标分子拦截在所述反应区内使其充分反应，但又不完全阻碍液体样品继续流动，从而实现对液体样品流速的控制。

本发明的芯片创新地利用疏水剂在反应区内形成控速区域，从而使流经反应区的液体样品的流速得以有效的控制从而使液体样品在反应区内得以充分反应，利用简单常见、成本低廉的材料解决了本领域长期以来未能解决的成本高、反应速度慢、样品用量大等问题；经实验验证，具备上述特征的微流控芯片与现有市场在售同类芯片相比较，在相同的待测样品、反应条件下，本发明的芯片产品性能显著优于现有市场在售同类产品，在保证同等重复性的前体下，本发明的芯片反应效率更高、反应时长更短、样品用量更小、灵敏度更高，且生产中不需高精密模具，适于批量生产，具有显著的成本优势及巨大的经济效益。

只要基于控制液体样品流速目的在微流控芯片中设置了疏水剂的芯片产品均落入本发明请求保护的范围。所述结合反应可以是生物领域的免疫结合反应，也可以是化学领域的结合反应，例如络合反应等。