[发明专利]用于循环肿瘤细胞捕获的纳米结构微流控芯片及其制备方法

摘要

一种用于循环肿瘤细胞捕获及治疗的纳米结构微流控芯片及其制备方法，属于生物检测技术领域。本发明设计了两种纳米结构，硅纳米线阵列和SiO2及TiO2反蛋白结构的光子晶体，纳米结构具有粗糙的表面形貌，尺寸上能与循环肿瘤细胞表面结构有效接触，对循环肿瘤细胞进行倒置捕获。在芯片的组装过程采用简易的胶水封装，使得芯片的制作过程更加简单易行。此外，结合纳米磁性复合材料的光动力治疗作用，在芯片内实现循环肿瘤细胞的原位治疗，为了进一步实用化，我们设计并在芯片内嵌入光纤，导入激光，方便的实现芯片内循环肿瘤细胞的原位治疗。最后，我们还进一步提出微流控芯片可植入的开放设想。

主权项

1.一种用于循环肿瘤细胞捕获的纳米结构微流控芯片的制备方法，其步骤如下：(1)纳米结构的制备硅纳米线阵列的制备：将硅片超声清洗10～30min，再用去离子水冲洗后放入浓硫酸和过氧化氢组成的piranha溶液中浸泡2～12h，取出的硅片用去离子水冲洗后，放入硝酸银和氢氟酸组成的刻蚀溶液中避光反应1～3h；然后再将刻蚀后的硅片放入体积分数为15～30％的硝酸水溶液中浸洗1～2h，从而在硅片表面得到垂直于硅片表面生长的硅纳米线阵列，硅纳米线的直径为50～100nm，长度5～50μm，单位面积内纳米线的密度是30～40个/μm2；反蛋白石结构光子晶体的制备：将20～30ml MMA用100～200ml、浓度为0.03～0.04mol/L的氢氧化钠水溶液清洗3～4遍，将2～5ml清洗过的MMA和30～50ml去离子水混合后加热，在80～90℃条件下加入10～20mg的K2S2O8反应60～100min，得到单分散的PMMA纳米球溶液，PMMA纳米球的尺寸为200～600nm；将干净的载玻片垂直插入单分散的PMMA纳米球液体中，在30～40℃条件下保持20～24h，烘干，再在100～120℃条件下烘40～60min，从而在载玻片表面上得到PMMA蛋白石结构；该蛋白石结构为紧密排列的球阵列，厚度为130～900nm，球心间距为200～600nm；将SiO2或TiO2前驱体溶液逐滴滴到PMMA蛋白石结构表面，然后在450～550℃进行热处理2～4h，在载玻片表面得到380～980nm光子带隙的反蛋白石结构光子晶体，为规则的反蛋白石结构，反蛋白石结构为原PMMA球紧密堆积的蛋白石结构在渗入TiO2或SiO2前驱体溶液后，经热处理后PMMA纳米球被去除，剩下围绕球堆积轮廓的TiO2或SiO2的结构，反蛋白石结构的孔中心之间的距离为130～420nm；(2)对所得的纳米结构进行抗体修饰：将硅纳米线阵列或反蛋白石结构光子晶体依次放入体积分数为4％的MPTS溶液、1μM的GMBS溶液、10μg/mL链和亲霉素的磷酸缓冲盐溶液、10μg/mL生物素化的EpCAM抗体的磷酸缓冲盐溶液，反应时间分别为30～60min，从而获得修饰抗体的纳米结构基板；(3)芯片封装：将步骤(2)制备的修饰抗体的纳米结构基板和载玻片或嵌入光纤的PDMS之间用单层封口膜进行隔离，使用封口膜形成的芯片高度为120μm～1mm；然后用胶水将基板和载玻片或嵌入光纤的PDMS的较长边一侧封装，待胶水完全固化、芯片结构固定后取出封口膜，再用胶带将进样管和出样管分别粘贴在基板和载玻片或嵌入光纤的PDMS的较短边一侧，并用胶水将整个芯片进行封装，从而制备得到用于循环肿瘤细胞捕获的纳米结构微流控芯片。