[发明专利]一种红外微流控芯片液体池以及制备方法以及一种活细胞的FTIR分析方法

说明书

本发明提供一种红外微流控芯片液体池及其制备方法以及一种活细胞的FTIR分析方法，包括：S1：提供一种既可以透过可见光，同时又可以透射或反射红外光的红外材料，超声清洗，氮气吹干，作为基片和盖片；S2：使用光刻胶在基片上进行均匀旋转涂覆，配合光刻掩膜版，在一定温度下曝光一段时间，使用显影液进行显影形成光刻微图形；S3：采用热压键合或可逆键合，将盖片与基片在光刻微图形处进行封接，该红外微流控芯片液体池可为活细胞提供长时间稳定、且精确可控的生存环境，用于活细胞的傅里叶变换红外谱学和红外显微与成像研究。本发明克服了红外材料微加工困难，紫外光刻工艺难度大，键合难度高的问题，实现了活细胞的FTIR分析。

技术领域

本发明涉及微流控领域和傅里叶变换红外光谱分析领域，更具体地涉及一种红外微流控芯片液体池及其制备方法以及一种活细胞的FTIR分析方法。

背景技术

傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术可用于细胞和组织等生物样品的分析。而且，红外光的光子能量低，不会损伤生物样品。所以FTIR技术是一种无损无需标记的表征方法。由于单个细胞的尺寸大多在几微米到几十微米之间，结合FTIR技术、同步辐射(SR)红外光源和红外显微镜，可以进行单细胞级别的红外显微研究。细胞中生物大分子在中红外区域均有典型的红外吸收峰，其中最重要的区域在600～1700cm^-1范围内，包含典型的蛋白质酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带(1500～1700cm^-1)和指纹区(600～1450cm^-1)。高波数区域的红外峰(2550～3500cm^-1)主要包含脂类等物质中C-H，S-H，N-H和O-H等的伸缩振动。

但是，目前大多数FTIR方法针对细胞的研究是对化学固定或者风干的细胞进行的测试。这种情况下，细胞被固定在死亡时的状态。固定或风干会对红外光谱引入人为干扰，比如细胞脱水后，酰胺带、磷酸、核酸等的红外特征峰位置、强度等可能发生变化。所以针对活细胞在正常生理状态下的FTIR研究具有重要意义。FTIR技术难以实现活细胞的测试，主要是由于活细胞生存条件要求水溶液的营养基质。然而，水在中红外区域有严重的吸收，水在红外光路中如果达到一定厚度，它的特征红外吸收峰会将细胞的特征红外吸收峰覆盖。

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。微流控芯片已经和多种检测技术结合在一起，如激光诱导荧光检测、紫外吸收光度检测等等，并广泛应用于细胞学研究中。微流控芯片加工方法主要有光刻法，模塑法，热压法，激光烧蚀等方法；常用的微流控芯片材料有硅材料，玻璃石英，有机聚合物等。

因此，如果能将微流控芯片技术和FTIR技术结合起来，制作红外微流控芯片液体池将有望精确控制水的厚度，为活细胞提供稳定和精确可控的生存环境，并实现活细胞的FTIR研究。但是，常用的微流控芯片材料有各种问题，无法用于红外微流控芯片液体池的加工，用于红外显微与成像研究的红外微流控芯片材料必须同时能够透过可见光和红外光。传统微流控芯片材料，比如硅材料可见光透过率低，无法实现红外显微观测，且厚度较高的硅片，红外透过率低；玻璃石英在红外区域透光范围窄，不能用于细胞的红外光谱测量；有机聚合物在中红外区域有强吸收，不透红外光。用于这些材料的微加工工艺不适用红外材料的微加工。另外，常见的红外材料存在着易碎，易溶解于水，与光刻胶结合力较弱等各种问题，所以紫外光刻和键合难度很大，目前没有针对红外材料成熟的微加工工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外微流控芯片液体池及其制备方法以及一种活细胞的FTIR分析方法，从而解决现有技术中红外材料微加工困难、无法实现活细胞的傅里叶变换红外光谱分析的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：