[发明专利]一种微流控血清提取芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片，特别是涉及一种血清提取芯片。

背景技术

基于人体体液例如血液、尿液和唾液的生化医学检测，可以提供反应人们健康状态的重要信息。目前，血液检测是生物医学、临床诊断、卫生检疫诊断中最广泛的样本检测，但是红细胞的存在对血液检测中的光谱分析存在很大的干扰，因此如何快速方便地从全血中分离出血清一直是血液检测研究的热点与难点问题。

目前，绝大多数医院和实验室还是使用大型的离心机分离血清和血细胞，此方法需要从患者体内抽取毫升量的血液样本，而真正用于检测的样本仅仅数十乃至数微升，导致样本的大量浪费；而且此类离心设备体积大，机械结构复杂，血清分离过程和检测是分开独立进行，易引起血液样品的损失和污染，不适合临床诊断和微型分析系统的集成化，不能满足医疗诊断中微型全分析系统发展的需要，因此有必要发展一种新的微分离技术。

近几年来，微流控芯片技术已经在生物、化学、医学等领域获得广泛的研究和应用。由于具有材料成本和加工成本低廉、适合批量生产、设计思想灵活多变等显著特点，一次性的微流控芯片非常适用于医疗器械领域。目前，在微流控芯片平台上，已经实现了低样品消耗、高通量、即时快速的生化医疗检测，如果能够进一步将血清分离的功能单元在微流控芯片上集成，则可以真正发挥微流控芯片“微”而“全”的分析目标，这对于“芯片实验室”的实现，具有极其重要的科学和应用意义。

发明内容

针对上述目前血清分离提取方法的不足之处，本发明的目的在于提出一种微流控血清提取芯片，该芯片由血液进样池、微通道、血清分离腔室和样品收集池构成。

本发明所提供的微流控血清提取芯片，所述的血清提取芯片的材料为玻璃、硅、石英、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷等。

本发明所提供的微流控血清提取芯片，其特征在于，所述的血液进样池、血清分离腔室和样品收集池之间是通过微通道贯穿连通的。

本发明所提供的微流控血清提取芯片，所述的血清分离腔室内部填充有不同孔径大小的两种微球，粒径为10～200微米。微球材料可以是聚碳酸酯、聚乙烯等高分子聚合物，也可以是玻璃、二氧化硅等无机化合物。

本发明所提供的微流控血清提取芯片，所述的微通道宽度和深度为50～500微米，其中连接血清分离腔室下游的微通道宽度和深度应小于微珠的大小，以保证微珠被限制于血清分离腔室中。

本发明所提供的微流控血清提取芯片，其原理为：将全血从进样口加入，血液样品在表面张力或者一定负压作用下沿微通道流经血清分离腔室，血细胞被微球结构截留，血清则从微球间的孔隙流出，最后进入样品收集池。

本发明所提供的微流控血清提取芯片，能够在线、快速地进行血清的提取，操作简便、分离效率高，易于实现和别的操作单元进一步集成。

附图说明

图1.本发明提供的一种微流控血清提取芯片的结构示意图。其中，A为进样口；B为微通道；C为血清分离腔室；D为样品收集池；E为小粒径微珠；F大粒径微珠。

具体实施方案

下面的实施例将结合说明书附图对本发明予以进一步的说明。

实施例1一种聚甲基丙烯酸甲酯血清提取芯片

如图1所示，本发明提供的一种血清提取芯片，由进样池A、微通道B、血清分离腔室C、样品收集池D组成，其中血清分离腔室内填充有两种玻璃微珠(粒径分别为20μm和100μm)。芯片材料为聚甲基丙烯酸甲酯，采用CNC数控机床精密加工出各微结构，微通道的宽度和深度为80μm，芯片最后采用热压法进行封合。

血清分离步骤如下：将全血从进样池加入，血液样品在毛细管作用力或者一定负压作用下流经血清分离腔室，血细胞在前端被截留，血清则从微珠间的孔隙流出，最后进入样品收集池。使用该血清提取芯片，可以在3min内制备得约3μL的血清样品。

实施例2一种聚二甲基硅氧烷血清提取芯片

如图1所示，本发明提供的一种血清提取芯片，由进样池A、微通道B、血清分离腔室C、样品收集池D组成，其中血清分离腔室内填充有两种玻璃微珠(粒径分别为15μm和120μm)。芯片材料为聚二甲基硅氧烷，采用基于光刻模具浇注聚合方法加工出微结构，微通道的宽度和浓度为100μm，最后采用不可逆封合。

血清分离步骤如下：将全血从进样池加入，血液样品在毛细管作用力或者一定负压作用下流经血清分离腔室，血细胞在前端被截留，血清则从微珠间的孔隙流出，最后进入样品收集池。使用该血清提取芯片，可以在3min内制备得约5μL的血清样品。

采用本发明所提供的血清提取芯片进行血清的提取，设备简单、操作简便、分离效率高。而且这种装置可以很容易地和后续的生化检测分析进行整合，实现全自动、高通量的生化检测，具有极其重要的实用价值。