[发明专利]基于微流控芯片的免疫团聚检测方法、芯片及系统

说明书

技术领域

本发明涉及免疫检测技术领域，具体涉及基于微流控芯片的免疫团聚检测方法、芯片及系统。

背景技术

近年来，食品安全、环境卫生、现场快速疾病诊断等越来越多的受到人们的关注，开发一套便携、实时、操作简便的检测系统显得愈发重要。在众多检测方法中，免疫检测因其抗原-抗体结合的特异性好而备受关注。最常用的免疫检测策略是酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)，主要方式有：通过夹心法锁定抗原，借助抗体标记实现信号放大和检测。标准的ELISA方法操作复杂，基于微流控芯片进行免疫检测时，一般需要固化抗体、引入样品反应、清洗、引入二抗、清洗、引入反应底物等多步操作、多种试剂。实际操作中为了提高检测的灵敏度，通常还要进行信号放大，导致试剂种类进一步增加、操作程序更加繁琐，难以满足便携、操作简便的现场检测系统的需求。

乳液免疫团聚检测方法是免疫检测的另一种方式。通过在微球表面修饰抗体，当样品中有抗原存在时，微球会在抗原的桥接作用下发生团聚，引起反应体系特性的变化，通过检测这种变化，就能得到样品中的抗原信息。免疫团聚反应只需要抗体修饰的微球一种试剂，反应也只需要样品和微球混合一步操作，相对ELISA等检测方式大大简化了操作流程，有利于实现基于微流控芯片的检测，为开发便携、实时、操作简便的免疫检测系统提供了可靠的途径。

常规的乳液免疫团聚检测，最简单的方法是通过肉眼观察团聚产生的沉降，但是这种方法只能定性判断抗原的有无，不能定量分析。另一种方法是通过测量反应体系的浊度实现抗原的定量检测，具体的光学检测方法包括透射光检测和散射光检测。虽然免疫团聚检测操作简便，但是直接检测反应体系的透射光或者散射光光强变化的方法灵敏度比较低，不能满足低浓度抗原的检测需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种微流控芯片、基于微流控芯片的免疫团聚检测方法及系统，利用磁珠塞提高了局部磁珠的浓度，提高了反应速率；并采用判断单个或团聚磁珠进行计数统计的方法，有利于降低检测限，实现低浓度抗原的检测。

第一方面，本发明提供了一种基于微流控芯片的免疫团聚检测方法，所述方法包括：

利用微流控芯片，通过控制磁场在所述芯片微沟道的特定区域动态富集磁珠，形成磁珠塞；

控制样品液循环流过所述磁珠塞，使所述样品液中待测物被所述磁珠捕获；

被所述磁珠捕获的待测物与另一磁珠结合，形成两个或以上的磁珠的团聚；

通过检测所述磁珠的散射光信号，统计单个磁珠和团聚磁珠的数量，获得样品中待测物的浓度。

优选地，所述磁珠修饰有免疫探针。

优选地，所述检测所述磁珠的散射光信号，包括：

激光器或LED输出的光束经所述光束整形透镜组后，汇聚成一个光斑；

所述光斑照射到微流控芯片的检测区，所述检测区的散射光经过所述成像透镜组汇聚到所述光阑；

所述散射光经所述光阑的过滤，汇聚到所述光电探测器的感光区域。

第二方面，本发明提供了一种微流控芯片，包括柔性聚合物层和基片，柔性聚合物层和基片键合在一起，

所述芯片中设有微沟道系统，所述微沟道系统包括缓冲液入口、样品入口、磁珠入口、废液出口、微阀、微泵区、磁珠塞区、循环区及检测区。

优选地，所述柔性聚合物为聚二甲基硅氧烷的聚合物层，所述基片为有机玻璃透明聚合物或玻璃。

优选地，所述微阀包括：缓冲液入口微阀、样品入口微阀、磁珠入口微阀、废液出口微阀和循环区微阀。

优选地，所述缓冲液入口、所述样品入口、所述磁珠入口及所述废液出口均设有贯穿所述柔性聚合物层的垂直通孔。

优选地，所述微泵区为环形蠕动泵或直线蠕动泵。

第三方面，本发明提供了一种基于微流控芯片的免疫团聚检测系统，所述系统包括：上述的微流控芯片、微泵驱动装置、微阀驱动装置、磁珠塞控制装置及光学检测模块；

微泵驱动装置，用于为微泵提供驱动力；

微阀驱动装置，位于所述微流控芯片上方，用于控制微阀的打开和关闭；

磁珠塞控制装置，用于在所述微流控芯片微沟道的特定区域产生动态磁场；

光学检测模块，用于采集所述微流控芯片的检测区的磁珠散射光信号。

优选地，所述光学检测模块包括：激光器或LED、光束整形透镜组、成像透镜组、光阑和光电探测器。