[发明专利]一种梯度磁场微流控芯片

说明书

本发明公开了一种梯度磁场微流控芯片，包括盖片和基片，盖片位于基片的正上方，基片的一表面上镀有导电薄膜，基片镀有导电薄膜的表面上设有具有磁性梯度变化的磁性结构，盖片下表面上设有流体沟道，流体沟道上与磁性结构对应的位置处设有捕获区，捕获区呈膨大状，盖片的两端分别设有注入口和排出口，注入口和排出口分别与流体沟道连通，磁性结构的磁场强度从注入口至排出口的方向依次减少或增加，基片和磁性结构均与盖片通过粘结剂层密封连接。该微流控芯片结构简单，便于制作，成本低廉，能够对不同磁力组分进行分选，进而能够对不同蛋白表达量的循环肿瘤细胞进行分型。

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，具体涉及一种梯度磁场微流控芯片及其制备方法，该微流控芯片可用作为肿瘤分型诊断、辅助治疗及生化分析研究的工具。

背景技术

磁控微流控芯片中磁场力的大小受通道表面电荷、溶液pH值、离子强度和温度等条件的限制小，而且磁场可以不与通道内的物质直接接触而实现控制，极大降低了交叉污染的可能。由于磁性粒子与周围介质之间的磁化率有很大差别，因此，利用磁场可以将其方便地与周围介质分离，这一特性使其在微流控芯片分离富集方面的优势显得尤为突出。随着微电子机械系统技术的进步，在微流控芯片中加工微尺度甚至阵列电磁线圈和磁体成为可能，通过磁力捕获磁珠也具有很广泛的运用前景。

磁场的强度是磁珠能否被捕获的一个影响因素，此外磁场的梯度也会对捕获力产生很大的影响。如在一个均匀磁场中，由于磁场的梯度为零，无论磁场强度有多高磁珠仍不能被磁场所捕获，而在一个磁场强度较弱的情况下，增强磁场梯度，可以获得足够大的磁珠捕获力，利用这一原理采用电镀工艺在微流体芯片内部加工出微型镍结构，通过外加磁场磁化微型镍柱进行磁珠捕获，该方法避免了电磁器件的热效应问题，也可以在芯片局部对磁珠进行比较有效的操控(张志凌，余旭，庞代文.发明专利：一种微磁场控制的微流控芯片及其制作方法.专利号：ZL201010196067.9，授权公告日：2012.07.04.)。如专利CN105772123A。施加电流后产生磁场，通过调节电流的大小可以灵活调控磁场强度，同时通过控制电流的开关可以控制磁场的有无，集成度高，但增大电流也会产生焦耳热问题，影响实验结果的准确性。并且目前缺乏简单有效的方法调控磁场的梯度变化，对不同磁性大小的组分进行精确的操控。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种梯度磁场微流控芯片及其制备方法，该微流控芯片结构简单，便于制作，成本低廉，能够对不同磁力组分进行分选，进而能够对不同蛋白表达量的循环肿瘤细胞进行分型。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种梯度磁场微流控芯片，包括盖片和基片，盖片位于基片的正上方，基片的一表面上镀有导电薄膜，基片镀有导电薄膜的表面上设有具有磁性梯度变化的磁性结构，盖片下表面上设有流体沟道，流体沟道上与磁性结构对应的位置处设有捕获区，捕获区呈膨大状，盖片的两端分别设有注入口和排出口，注入口和排出口分别与流体沟道连通，磁性结构的磁场强度从注入口至排出口的方向依次减少或增加，基片和磁性结构均与盖片通过粘结剂层密封连接。

所述的磁性结构包括多个镍阵列，多个镍阵列沿流体沟道的延伸方向依次排列，镍阵列由多个均匀密布且相互平行的镍条构成，各镍条均垂直于流体沟道的延伸方向，各镍条在竖直方向的投影相同，相邻镍阵列中的任意两镍条相互平行，磁性结构呈楔形，磁性结构中镍条的高度从注入口至排出口的方向依次增加，捕获区的个数与镍阵列的个数相同，各捕获区位于对应的镍阵列的正上方。

所述的镍条由多个均匀密布的镍块构成，相邻两镍条中的镍块呈锯齿状分布。

各镍块呈方形，所有镍块的宽度和长度均相等。

磁性结构中镍块的高度为10-60μm，距离注入口最近的镍条中镍块的高度为10μm，距离排出口最近的镍条中镍块的高度为60μm。

所述的捕获区和流体沟道均呈方形，捕获区的宽度大于流体沟道的宽度。