專利名稱：用于檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的微流控檢測(cè)芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的微流控檢測(cè)芯片。
背景技術(shù)：
細(xì)胞表面標(biāo)志物是表達(dá)在細(xì)胞表面、通?？捎脕?lái)表征特定細(xì)胞類型的一類具有重要生理意義的蛋白質(zhì)分子。目前，這類表面標(biāo)志物分子已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于基礎(chǔ)研究和臨床實(shí)踐，如用于細(xì)胞免疫原型的確定與疾病的診斷。當(dāng)前檢測(cè)表面標(biāo)志物的主要工具是流式細(xì)胞分析儀，其工作原理是將帶有熒光標(biāo)記的抗體和待檢測(cè)細(xì)胞混合反應(yīng)，通過(guò)對(duì)熒光信息的檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)志物的嚴(yán)格量化，因此流式細(xì)胞分析儀通常被認(rèn)為是檢測(cè)表面標(biāo)志物的最有效的工具之一。但是，流式細(xì)胞分析儀是一個(gè)低通量的分析系統(tǒng)，需要對(duì)待測(cè)蛋白進(jìn)行熒光標(biāo)記，每次分析只能對(duì)一種或數(shù)種標(biāo)志物分子進(jìn)行檢測(cè)，并且整個(gè)分析過(guò)程耗時(shí)很長(zhǎng)，因此其難以適用于對(duì)大量樣本進(jìn)行快速檢測(cè)。同時(shí)，這類儀器通常還具有昂貴的分析成本(如儀器價(jià)格、試劑消耗等)，使得其應(yīng)用普及受到了極大的限制，因此這種分析技術(shù)一般只能在條件比較完善的大型實(shí)驗(yàn)室或檢測(cè)部門才能實(shí)現(xiàn)。
近來(lái)不斷發(fā)展的蛋白微陣列芯片技術(shù)在一定程度上彌補(bǔ)了流式細(xì)胞分析儀的不足。蛋白微陣列芯片是繼基因芯片之后發(fā)展起來(lái)的第二代生物芯片。借助平面微細(xì)加工技術(shù)，可以在固體芯片表面構(gòu)建陣列式的探針單元，將標(biāo)志物溶液浸入芯片表面，通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)技術(shù)即可以實(shí)現(xiàn)有效的檢測(cè)。蛋白微陣列芯片可以對(duì)待檢測(cè)物進(jìn)行快速、高通量的分析，并且分析成本很低，但應(yīng)用蛋白微陣列芯片進(jìn)行表面標(biāo)志物檢測(cè)通常需要復(fù)雜的蛋白純化過(guò)程，并且陣列式芯片本身易受環(huán)境影響(如環(huán)境濕度、清潔度等因素的影響)；同時(shí)，由于陣列式芯片的靜態(tài)檢測(cè)分析難以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的自動(dòng)化，使得分析過(guò)程中某些關(guān)鍵的步驟易受手工操作的影響(如應(yīng)用緩沖液除去芯片上未反應(yīng)物或試劑等)，從而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)需熒光標(biāo)記和純化待測(cè)蛋白、可直接對(duì)細(xì)胞表面標(biāo)志物進(jìn)行快速、高通量的分析檢測(cè)的用于檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的微流控檢測(cè)芯片。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種用來(lái)檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的微流控檢測(cè)芯片，該芯片包括片狀基體，基體上刻有微流槽，基體刻有微流槽的一側(cè)密封貼合有玻璃片，玻璃片與微流槽之間形成用于放置待檢測(cè)細(xì)胞樣品的密閉微流道。
進(jìn)一步，所述基體為片狀聚二甲基硅氧烷。
進(jìn)一步，所述微流槽經(jīng)氧等離子體處理。
進(jìn)一步，所述微流道的基底經(jīng)硅烷化。
由于本發(fā)明芯片包括片狀基體，基體上刻有微流槽，基體刻有微流槽的一側(cè)密封貼合有玻璃片，玻璃片與微流槽之間形成用于放置待檢測(cè)細(xì)胞樣品的密閉微流道，在微流道內(nèi)泵入基底生物探針，再將待檢測(cè)細(xì)胞泵入微流道，用緩沖液沖洗微流道內(nèi)的未反應(yīng)細(xì)胞后，對(duì)微流道內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)行分析即得到檢測(cè)結(jié)果，無(wú)需熒光標(biāo)記和純化待測(cè)蛋白，并且通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置還可實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞表面標(biāo)志物進(jìn)行直接、快速、高通量的分析檢測(cè)。另外，所述微流道的基底經(jīng)硅烷化，使玻璃基底表面經(jīng)修飾后更好的結(jié)合生物探針；


圖1為采用本發(fā)明芯片的檢測(cè)系統(tǒng)的原理框圖；圖2為采用本發(fā)明芯片的檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明微流控檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為待檢測(cè)細(xì)胞泵入微流槽后的示意圖；圖5為待檢測(cè)細(xì)胞泵入微流槽用緩沖液沖洗后的示意圖；圖6為用該發(fā)明系統(tǒng)拍攝的微流體芯片內(nèi)細(xì)胞的反應(yīng)圖像。
具體實(shí)施例方式如圖1、2所示，本發(fā)明用來(lái)檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的細(xì)胞生物微系統(tǒng)由微流控檢測(cè)芯片1和集成的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備2組成；所述微流控檢測(cè)芯片1包括基體11，基體11為片狀聚二甲基硅氧烷，其上采用光刻技術(shù)與快速原樣制備法刻有微流槽，本實(shí)施例中的微流槽寬100μm，高50μm，基體11刻有微流槽的一側(cè)面密封貼合有玻璃片13，該微流槽經(jīng)氧等離子體處理后使得微流槽與玻璃基底密封，玻璃片13與微流槽之間形成密閉微流道12，如圖3所示，并且所述微流道12的基底經(jīng)硅烷化，將3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)的丙酮(Acetone)溶液按照ATPES∶Acetone＝1∶49的體積比導(dǎo)入微流道12，靜止5分鐘，再用純丙酮緩沖液沖洗，烘干；所述集成的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備2由光源3、凸透鏡4、鏡頭5、反射鏡6、攝像機(jī)7組成，光源3、凸透鏡4、微流體檢測(cè)芯片1、鏡頭5、反射鏡6從上到下依次設(shè)置于系統(tǒng)座8上，并且光源3的中心與凸透鏡4、微流控檢測(cè)芯片1、鏡頭5、反射鏡6的幾何中心在一條直線上；光源3采用LED光源，該LED光源及凸透鏡4分別設(shè)置于圓柱形固定架31、41內(nèi)腔；所述攝像機(jī)7為CCD攝像機(jī)即電荷耦合器件攝像機(jī)；所述微流控檢測(cè)芯片1設(shè)置于芯片支撐臺(tái)14上，芯片支撐臺(tái)14通過(guò)兩滑塊15可相對(duì)支撐面16水平移動(dòng)，支撐面16固定于系統(tǒng)座8的垂直面上，支撐面16上設(shè)有芯片支撐臺(tái)螺桿17，通過(guò)該螺桿17可使芯片支撐臺(tái)14在水平方向移動(dòng)；芯片支撐臺(tái)14下方設(shè)有鏡頭支架51，鏡頭支架51上設(shè)有鏡頭5；所述反射鏡6及攝像機(jī)均設(shè)置于矩形槽9內(nèi)，該矩形槽固定于系統(tǒng)座8的底面上，所述反射鏡6的反射面與水平面成45°夾角，所述攝像機(jī)水平設(shè)置于矩形槽9內(nèi)并與反射鏡6的反射面相對(duì)應(yīng)，并且攝像機(jī)靶面的幾何中心與反射鏡的幾何中心在同一水平面內(nèi)。
所述攝像機(jī)7連接有計(jì)算機(jī)10，該計(jì)算機(jī)10連接有待檢測(cè)細(xì)胞驅(qū)動(dòng)裝置20，本實(shí)施例中選用注射泵；所述鏡頭支架51還可設(shè)于鏡頭螺桿上，鏡頭螺桿設(shè)于系統(tǒng)座8上，通過(guò)鏡頭螺桿調(diào)整鏡頭5在垂直水平面方向的位置。
檢測(cè)過(guò)程中，將基底生物探針如抗BSA抗體通過(guò)驅(qū)動(dòng)泵泵入微流控檢測(cè)芯片1的微流道12內(nèi)，靜止反應(yīng)后將待檢測(cè)細(xì)胞泵入微流道12，靜止反應(yīng)5分鐘，計(jì)算流道內(nèi)初始細(xì)胞數(shù)(N0)，如圖4所示；再用緩沖液沖洗細(xì)胞，若細(xì)胞帶有基底生物探針?biāo)茏R(shí)別的標(biāo)志物分子，由于分子之間的特異性反應(yīng)，細(xì)胞會(huì)被探針捕獲，從而保留在流道內(nèi)，如圖5所示；在檢測(cè)過(guò)程中，光源3發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡4后聚焦在微流控檢測(cè)芯片1的微流道12內(nèi)，通過(guò)鏡頭5得到微流道12內(nèi)的反應(yīng)過(guò)程圖像，經(jīng)反射鏡6反射到CCD的靶面上傳輸至計(jì)算機(jī)10，從而可對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的在線分析或后續(xù)的離線分析，得到檢測(cè)結(jié)果；計(jì)算最終細(xì)胞數(shù)(N1)，則芯片的捕獲效率為N1/N0，捕獲效率可以反映芯片檢測(cè)表面標(biāo)志物的能力。
圖6所示為用本發(fā)明系統(tǒng)拍攝的微流控芯片內(nèi)細(xì)胞的反應(yīng)圖像，其中微流道寬100μm，高50μm，圖中細(xì)胞清晰可見(jiàn)，表明該系統(tǒng)可以很好地進(jìn)行表面標(biāo)志物檢測(cè)，所述微流道還可根據(jù)需要設(shè)為其他形狀、其他尺寸。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，該芯片包括片狀基體，基體上刻有微流槽，基體刻有微流槽的一側(cè)密封貼合有玻璃片，玻璃片與微流槽之間形成用于放置待檢測(cè)細(xì)胞樣品的密閉微流道。
2.如權(quán)利要求1所述用于檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，所述基體為片狀聚二甲基硅氧烷。
3.如權(quán)利要求1所述用于檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，所述微流槽經(jīng)氧等離子體處理。
4.如權(quán)利要求1所述用于檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，所述微流道的基底經(jīng)硅烷化。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于檢測(cè)細(xì)胞表面標(biāo)志物的微流控檢測(cè)芯片，該芯片包括片狀基體，基體上刻有微流槽，基體刻有微流槽的一側(cè)密封貼合有玻璃片，玻璃片與微流槽之間形成用于放置待檢測(cè)細(xì)胞樣品的密閉微流道。由于本發(fā)明芯片包括片狀基體，基體上刻有微流槽，基體刻有微流槽的一側(cè)密封貼合有玻璃片，玻璃片與微流槽之間形成用于放置待檢測(cè)細(xì)胞樣品的密閉微流道，在微流道內(nèi)泵入未反應(yīng)生物探針，再將待檢測(cè)細(xì)胞泵入微流道，用緩沖液沖洗微流道內(nèi)的細(xì)胞后，對(duì)微流道內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)行分析即得到檢測(cè)結(jié)果，無(wú)需熒光標(biāo)記和純化待測(cè)蛋白。
文檔編號(hào)C12Q1/02GK1869695SQ20061008665
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者龍勉, 楊帆, 高宇欣, 章燕, 陳娟 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所