[实用新型]一种高通量毒品检测的微流控芯片

说明书

技术领域

本实用新型属违禁药品的检测领域，涉及一种高通量毒品检测的微流控芯片装置。

背景技术

吗啡(Morphine)、冰毒(Methamphetamine)、摇头丸(MDMA)等化学品虽然问世之初是为了治疗人类疾病，缓解人类疼痛的，但因其在使用后具有严重的副作用，并且具有成瘾性，因此也被列入了毒品名单。毒品的滥用，给人们的生活和生命安全都带来了极大的影响和危害。根据国家禁毒办发布的信息显示，2016年，全国禁毒部门破获毒品刑事案件14万起，抓获毒品犯罪嫌疑人16.8万名，缴获各类毒品82.1吨，查获有吸毒行为人员100.6万人次，其中登记新发现吸毒人员44.5万人，我国面临的国际国内毒品形式仍然严峻复杂。

目前毒品检测的方法主要包括前期的胶体金试纸检测与后期法庭检测所用的气相色谱-质谱和液相色谱-质谱等方法。胶体金试纸检测方法虽然可以快速现场检测，但是单张试纸只能进行单个样本单一毒品的检测，且每张只能读取单一试纸的检测结果。同时，由于毒品种类的繁多，对于样本的需求量也很大。

微流控芯片由于其消耗样本少、成本低、操作简单等优点，日益受到重视，被应用到了多种检测当中。聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)、多聚赖氨酸、玻璃等材料的简单易得，为毒品检测提供了很好的方法。检测对象只需提供少量样本，即可实现多种毒品的检测。同时，单张芯片上可以有多个检测区域，并且可以同时检测结果，大大方便了样本的采集与检测的进行。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高通量毒品检测的微流控芯片，由衬底层1、修饰层2、反应层3构成,反应层3由n(n≥1)个完全相同的反应模块4组成，每个反应模块4由入口5、反应通道6及出口7构成。

该实用新型装置利用多层软光刻技术制作出具有入口5，反应通道6以及出口7的反应模块4，多个反应模块4构成了反应层3。载玻片构成的衬底层1、多聚赖氨酸构成的修饰层2与PDMS制作的反应层3组成了整个芯片装置。

反应通道6的尺寸以及每个反应模块4之间的距离设计时可以调节以改变反应模块4的分布密度与总个数，实现不同数量样本的同时检测。反应通道6宽度优选500μm，高度优选300μm。

衬底层1使用载玻片，材料简单易得。厚度优选1mm，长度优选77mm，宽度优选25mm。

修饰层2为多聚赖氨酸涂层。可以直接选用市面上的多聚赖氨酸载玻片，也可选择普通 载玻片自己包被多聚赖氨酸。多聚赖氨酸具有良好的生物相容性，常用作细胞培养，能够形成亲水的表面，利于待测样本在芯片中的流动。

反应层3选用聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料，PDMS具有生物兼容性好，本身荧光背景低，加工简单、价格低廉等优点，同时PDMS具有很强的蛋白吸附作用，这一吸附作用不需要特殊的表面处理，通过预先吸附特定的抗原或抗体，即可实现对毒品的特异性检测。反应层3的厚度可根据实际需要调节，优选3–5mm。

反应层3与涂有修饰层2的衬底层1之间封接采用等离子体处理反应层3，同时在反应层3底面涂敷甲苯与PDMS的混合液的方式实现封接。

毒品对应的完全抗原首先使用移液枪从入口5加入反应通道6中。37℃烘干超过12h。之后使用同样的方法，在反应通道6中加入含有体积分数0.05％的Tween-20的磷酸盐缓冲液(PBST)封闭液，在湿盒中，37℃保持45min–1h 30min。之后，在每个入口5添加15μL PBST封闭液，从出口7抽出，直到抽干芯片内的液体。

芯片使用时，先将待测样本与荧光乳胶微球溶液混合，之后添加在入口5。在出口7施加负压，将混合溶液吸入反应通道6中。室温下保持1h。之后从出口7把反应通道6中的液体都抽出。在每个入口5添加15μL PBST封闭液，从出口7加负压，将芯片内液体都抽出。

将芯片放在紫外凝胶成像仪或其他有紫外光源的设备中成像，一次成像可以获得所有反应通道6的荧光情况，分析每个通道的荧光强度与标准曲线对比即可获得毒品的检测结果。