[发明专利]一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片及其应用

权利要求书

1.一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片，其特征在于，包括衬底（9）以及微流道系统（10），所述微流道系统（10）分布在衬底（9）表面，所述微流道系统（10）依次包括进样口（1）、通路（2）、反应池（3）、分离磁区域（4）、收集池（5）、固定磁区域（6）和出样口（7）；所述进样口（1）通过通路（2）与反应池（3）连通，所述通路（2）经过反应池（3）后分出两个支路，其中第一支路与收集池（5）连通，第二支路与出样口（7）连通，所述分离磁区域（4）位于第一支路的一侧，所述固定磁区域（6）环绕收集池（5）；所述反应池（3）内分布有磁性纳米颗粒标记的抗体作为探针，其中磁性纳米颗粒与抗体之间通过光致裂解分子连接。

2.根据权利要求1所述的一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片，其特征在于，所述生物芯片是通过微流道系统（10）转移至衬底（9）表面，对准并键合固定而成。

3.根据权利要求1所述的一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片，其特征在于，所述衬底（9）的制备包括以下步骤：

（1）清洗衬底，再在衬底表面均匀涂覆一层光刻胶；

（2）利用紫外光刻技术制备磁性区域光刻胶图案，利用薄膜沉积技术，磁控溅射将磁性薄膜材料沉积于图案表面，结合剥离技术获得磁性区域，薄膜厚度为0.5μm~10μm；

（3）在衬底表面再均匀涂覆一层光刻胶，结合紫外光刻技术制备反应池与收集池的光刻胶图案；

（4）使用深硅刻蚀或离子束刻蚀等技术刻蚀衬底，获得反应池与收集池结构；反应池与收集池的深度为100-500μm。

4.根据权利要求1所述的一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片，其特征在于，所述微流道系统（10）的制备和集成包括以下步骤：

（1）利用紫外光刻技术在硅片表面制备微流道凸模，凸出结构高度50-500μm；

（2）将微流道材料浇筑在凸模表面并固化，脱模后获得微流道结构；

（3）对微流道结构表面进行亲水处理，获得具有超亲水性质的微流道系统。

5.根据权利要求1所述的一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片，所述衬底（9）为硅片或石英片制成；所述微流道系统（10），其材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS）或SU-8胶。

6.根据权利要求1所述的一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片，其特征在于，所述磁性纳米颗粒的材料为Fe₃O₄纳米颗粒、SiO₂包裹的Fe₃O₄纳米颗粒、FeCo纳米颗粒、FePt纳米颗粒以及Co纳米颗粒等中的一种；尺寸为5-50nm。

7.根据权利要求1所述一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片，其特征在于，所述光致裂解分子包括邻硝基苄基衍生物，所述光照的波长为200-400nm。

8.根据权利要求1所述的一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片，其特征在于，所述分离磁区域（4）以及固定磁区域（6），均由Fe₃O₄、FeCo、CoPt材料中的任意一种组成。

9.根据权利要求1所述的一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片，其特征在于，所述肿瘤标志物包括甲胎蛋白及其异质体、癌胚抗原、白介素-6、血清癌抗原、细胞角蛋白中的一种或多种。

10.权利要求1~9任一项所述的一种实现肿瘤标志物富集的生物芯片的应用，其特征在于，包括以下步骤：

（1）首先利用注射泵或蠕动泵将待测样本通过微流道系统（10）输送至芯片的反应池（3）中并稳定1-12小时，以使待测样本中的目标肿瘤标志物与探针充分结合；

（2）继续利用注射泵或蠕动泵将溶液输送至微流道出口，在输送过程中，探针可以受分离磁区域（4）的吸引而进入收集池（5）中；

（3）在收集池（5）中施加光照，促进探针中的光致裂解分子断裂，分离磁性纳米颗粒以及肿瘤标志物；

（4）收集已富集的肿瘤标志物溶液并进行后续处理。