常見腫瘤標(biāo)志物篩查用的十五通道微流控芯片裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種常見腫瘤標(biāo)志物篩查用的十五通道微流控芯片裝置，屬于分析測試領(lǐng)域。PDMS即聚二甲基硅氧烷如用來制作普適型十余種腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測用微流控芯片的基片，有優(yōu)勢，也有難題；本案針對該難題。本案要點(diǎn)是，基片選定具有原生態(tài)表面的PDMS，并將其夾持臂上附設(shè)有微型超聲波換能器的彈力夾以彈力咬合定位在該微流控芯片的試樣液流終端其近鄰位置，以超聲波降低界面張力，同時利用PDMS對超聲波的強(qiáng)吸收能力，達(dá)成超聲波強(qiáng)度在短距離內(nèi)快速遞減，從而在該芯片的兩端形成界面張力差異，該差異提供一種驅(qū)趕試樣液流沿疏水毛細(xì)通道向該終端方向流動的力量，該力量并且同時與結(jié)構(gòu)中包含的微泵其機(jī)械性泵送力量協(xié)同運(yùn)作。

Fifteen channel microfluidic chip device for screening common tumor markers

The invention relates to a fifteen channel microfluidic chip device for screening common tumor markers, belonging to the field of analysis and testing. PDMS, that is, poly two methyl siloxane, is used as a basis for making more than ten kinds of tumor markers, and it has advantages and difficulties in detecting microfluidic chips. This case is aimed at the problem. The main point of the scheme is selected, the substrate has original surface PDMS, and clip with a miniature ultrasonic transducer of the elastic clip with elastic occlusal positioning terminal near the position in the sample flow liquid of the microfluidic chip attached to the arm, ultrasonic to reduce the interfacial tension, while using the PDMS of ultrasonic strong absorption ability. An ultrasonic intensity decreases rapidly in a short distance, thereby forming interfacial tension difference at both ends of the chip, the difference provides a sample driven liquid flow along the hydrophobic capillary channel flow to the terminal in the direction of the strength of the strength and at the same time and structure contained in the micro pump mechanical pump power cooperative operation.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
常見腫瘤標(biāo)志物篩查用的十五通道微流控芯片裝置
本專利技術(shù)涉及一種常見腫瘤標(biāo)志物篩查用的十五通道微流控芯片裝置，屬于分析測試領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
腫瘤標(biāo)志物(tumormarker，TM)是指在腫瘤的發(fā)生和增殖過程中，由腫瘤細(xì)胞本身所產(chǎn)生的或者是由機(jī)體對腫瘤細(xì)胞反應(yīng)而產(chǎn)生的，反映腫瘤存在和生長的一類物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、激素、酶(同工酶)及癌基因產(chǎn)物等?；?yàn)患者血液或體液中的腫瘤標(biāo)志物，可在腫瘤普查中早期發(fā)現(xiàn)腫瘤，并觀察腫瘤治療的療效以及判斷患者預(yù)后。目前臨床上常用的腫瘤標(biāo)志物有(1)甲胎蛋白(AFP)為原發(fā)性肝癌、睪丸癌、卵巢癌等腫瘤的標(biāo)志物；(2)癌胚抗原(CEA)為消化系統(tǒng)腫瘤、肺癌、乳腺癌等腫瘤的標(biāo)志物；(3)糖類抗原125(CA125)為卵巢癌等腫瘤的標(biāo)志物；(4)糖類抗原153(CA153)為乳腺癌等腫瘤的標(biāo)志物；(5)糖類抗原19-9(CA19-9)為消化系統(tǒng)腫瘤的標(biāo)志物；(6)糖類抗原724(CA724)為胃癌、卵巢癌等腫瘤的標(biāo)志物；(7)糖類抗原242(CA242)為消化系統(tǒng)腫瘤的標(biāo)志物；(8)糖類抗原50(CA50)為消化系統(tǒng)腫瘤、乳癌、肺癌等腫瘤的標(biāo)志物；(9)CYFRA21-1(Cy211)為非小細(xì)胞肺癌等腫瘤的標(biāo)志物；(10)神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)為小細(xì)胞肺癌、神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤等腫瘤的標(biāo)志物；(11)前列腺特異性抗原(PSA)為前列腺癌的腫瘤標(biāo)志物；(12)人絨毛膜促性腺激素(HCG)為胚胎細(xì)胞癌、滋養(yǎng)層腫瘤(絨癌、葡萄胎)等腫瘤的標(biāo)志物；(13)甲狀腺球蛋白(TG)為甲狀腺癌的標(biāo)志物；(14)鐵蛋白(SF)為消化系統(tǒng)腫瘤、肝癌、乳腺癌、肺癌等腫瘤的標(biāo)志物；(15)β2-微球蛋白(β2-MG)在慢性淋巴細(xì)胞白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、肺癌、甲狀腺癌、鼻咽癌等患者體液中升高；(16)鱗狀細(xì)胞抗原(SCC)為宮頸癌、肺鱗癌、食管癌等腫瘤標(biāo)志物。目前臨床上檢測的腫瘤標(biāo)志物絕大多數(shù)不僅存在于惡性腫瘤中，也存在于良性腫瘤、胚胎組織、甚至正常組織中。因此，腫瘤標(biāo)志物有動態(tài)檢查和多項(xiàng)聯(lián)合檢查更有價值。那么對于眾多的腫瘤標(biāo)志物，臨床上如何選擇呢？不同的腫瘤會一些相對特異的腫瘤標(biāo)志物，如CA153常出現(xiàn)在乳腺癌；CEA常出現(xiàn)在腸癌、胃癌；CA19-9常出現(xiàn)在腸癌、胰腺癌；CA125常出現(xiàn)在卵巢癌等等。臨床醫(yī)生會根據(jù)不同的腫瘤檢查不同的標(biāo)志物。同一種腫瘤或不同類型的腫瘤可有一種或幾種腫瘤標(biāo)志物異常；同一種腫瘤標(biāo)志物可在不同的腫瘤中出現(xiàn)。為提高腫瘤標(biāo)志物的輔助診斷價值和確定何種標(biāo)志物可作為治療后的隨訪監(jiān)測指標(biāo)，可進(jìn)行腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測，合理選擇幾項(xiàng)靈敏度、特異性能互補(bǔ)的腫瘤標(biāo)志物組成最佳組合，進(jìn)行聯(lián)合檢測。一般來說腫瘤標(biāo)志物的聯(lián)合檢測可提高對腫瘤診斷的正確率。僅就多種腫瘤標(biāo)志物其聯(lián)合檢測的相關(guān)技術(shù)背景其本身的概貌或總覽而言，可以參見以下中國專利技術(shù)專利申請案：CN200410041175.3、CN200510026780.8、CN200610040051.2、CN200910064647.X。僅就微流控芯片技術(shù)其本身的整體概貌而言，可以參見著名微流控專家林炳承先生不久前出的專著“圖解微流控芯片實(shí)驗(yàn)室”，該專著已經(jīng)由科學(xué)出版社出版，該專著對于微流控技術(shù)的過去、現(xiàn)在，以及，未來展望等等方面，都有著詳盡的、深入到具體細(xì)節(jié)的長篇論述。那么，下面要談?wù)劚景柑貏e關(guān)注的焦點(diǎn)問題。微流控芯片的基本架構(gòu)，包括刻蝕有微小液流通道的基片以及與之貼合在一起的蓋片，所述基片上的微小液流通道，在裝配上蓋片之前，表觀上看就是一些微槽道，要等到在其上覆蓋了蓋片之后，才真正閉合形成所述微小液流通道，該微槽道的槽道內(nèi)表面連同包繞著該微槽道的那部分蓋片一起構(gòu)成所述的微小液流通道；那么，顯然，裝配完成了之后的該微小液流通道，它的內(nèi)表面面積的主要部分是那個微槽道的內(nèi)表面面積，換句話說，該微槽道內(nèi)表面的狀態(tài)或性質(zhì)基本上決定了該微小液流通道的整體狀態(tài)或性質(zhì)；因此說，這個構(gòu)建在基片上的微槽道的內(nèi)表面狀態(tài)或內(nèi)表面性質(zhì)是關(guān)鍵因素；原則上講，任何的能夠保持或基本保持其固體形態(tài)的材料，都能夠用來制作基片及蓋片，比如，能夠用作基片及蓋片的材料可以是單晶硅片、石英片、玻璃片、高聚物如聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等等；當(dāng)然，基片的選材和蓋片的選材可以相同，也可以不相同；從材料耗費(fèi)、制作難度以及應(yīng)用普及前景等等方面來看，這些材料之間存在不小差異，尤其是那個基片的選材，影響較大。在各種基片制作材料中，聚二甲基硅氧烷，即PDMS，相對而言十分容易成型，在這樣的基片上制作微槽道極其簡單，并且該材料成本低廉，以該聚二甲基硅氧烷材料制作基片，在其上壓制或刻蝕微槽道，并與玻璃或聚丙烯或其它塑料片等廉價材料制作的蓋片相配合，貌似是一種比較理想的選擇；當(dāng)然，蓋片材料也可以選擇使用廉價的聚二甲基硅氧烷材料：那么，這種基片選材為聚二甲基硅氧烷材料的方案，材料極便宜，制作極簡易，看似也應(yīng)當(dāng)極易于普及、推廣。但是，事情并非如此簡單。其一，這個聚二甲基硅氧烷材料，即縮寫字母PDMS所指代的材料，其本身是一種強(qiáng)烈疏水的材料，在這一材料上構(gòu)建微槽道，如果不進(jìn)行針對該微槽道表面的改性操作，那么，整體裝配完成之后，即蓋上蓋片后，因結(jié)構(gòu)中的所述微槽道其內(nèi)表面占據(jù)了大部分的液流通道的內(nèi)表面，那么，該P(yáng)DMS微槽道內(nèi)表面其強(qiáng)烈的疏水特性，是決定性因素，它會使得類似于水溶液的極性液體微細(xì)液流的通過變得十分困難，其流動阻力之大，甚至一般的微泵都難以推動，當(dāng)然，如果蓋片也選擇使用該P(yáng)DMS材料，那么，問題基本上一樣，大同小異；因此，在現(xiàn)有技術(shù)之中，特別針對該P(yáng)DMS材料上的微槽道內(nèi)表面進(jìn)行改性修飾，是必須的操作；那么，這個針對PDMS微槽道內(nèi)表面的改性操作很麻煩嗎？那倒也不是這個問題，構(gòu)成嚴(yán)重技術(shù)困擾的，是另一個問題：這個PDMS材料基片其體相內(nèi)部的PDMS聚合物分子具有自動向表面擴(kuò)散、遷移的特性，這種基片體相內(nèi)部PDMS聚合物分子自動向表面擴(kuò)散、遷移的特性，將使得經(jīng)過表面改性修飾的那個微槽道其內(nèi)表面的改性之后的狀態(tài)并不能維持足夠長的時間，那個經(jīng)表面改性之后的微槽道其內(nèi)表面狀態(tài)的維持時間大致僅夠完成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部測試實(shí)驗(yàn)的時間需要；換句話說，經(jīng)過表面改性或表面修飾的該P(yáng)DMS微槽道內(nèi)表面，其改性之后或曰修飾之后所形成的表面狀態(tài)并不能持久，而是很快地自動趨于或曰變回表面改性之前的表面狀態(tài)，在較短的時間里就回到那種原本的強(qiáng)烈疏水的表面狀態(tài)，那么，試想，這樣的微流控芯片能夠大量制作、大量儲存、廣泛推廣嗎，答案很明顯，那就是，不可能。這個PDMS材料上的微槽道，不做表面修飾的話，類似于水溶液的極性溶液微細(xì)液流無法泵送通過，芯片也就沒法使用；而如果做了表面修飾，又無法持久保持其修飾之后的狀態(tài)，還是同樣無法推廣應(yīng)用。那么，如何做到既能夠利用廉價的PDMS材料來制作基片，而又能夠解除所述微槽道內(nèi)表面修飾狀態(tài)無法持久、芯片無法大量制作、大量儲備進(jìn)而廣泛推廣這樣一個令本領(lǐng)域眾多專業(yè)人員長期糾結(jié)的困擾，就是一個明擺著的其技術(shù)障礙不可小覷的高難度問題。該高難度問題已經(jīng)存在很多個年頭了，迄今為止，尚未得到妥善解決。其二，未經(jīng)表面修飾的PDMS材料，上文已經(jīng)述及，其表面強(qiáng)烈疏水，這種強(qiáng)烈疏水的材料表面并本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
常見腫瘤標(biāo)志物篩查用的十五通道微流控芯片裝置，其特征在于，該裝置的結(jié)構(gòu)包括微流控芯片，該微流控芯片的結(jié)構(gòu)包括相互貼合裝設(shè)在一起的基片和蓋片，所述基片和蓋片均為板狀物或片狀物，該基片的面向該蓋片的那個面含有經(jīng)由模壓工藝或刻蝕工藝形成的槽道結(jié)構(gòu)，相互貼合安裝在一起的該基片與該蓋片共同構(gòu)建成了含有管道結(jié)構(gòu)的微流控芯片，該管道的結(jié)構(gòu)位置位于該基片與該蓋片相互貼合的交界區(qū)域，該管道的兩端分別與該微流控芯片的進(jìn)樣端以及終端連接，該進(jìn)樣端是該微流控芯片試樣溶液的注入端，該終端是該微流控芯片實(shí)際進(jìn)樣測試時其芯片內(nèi)試樣溶液流動的終端，該終端與該進(jìn)樣端相互遠(yuǎn)離，該終端與該進(jìn)樣端之間的距離介于3厘米與10厘米之間，在該管道內(nèi)不同位置上依順序或逆序裝設(shè)有工作電極以及對電極以及參比電極，所述順序指的是所述參比電極其結(jié)構(gòu)位置更靠近所述終端位置，所述逆序指的是所述參比電極結(jié)構(gòu)位置更靠近所述進(jìn)樣端位置，所述工作電極由導(dǎo)電性電極以及貼附在該導(dǎo)電性電極上的包埋了腫瘤標(biāo)志物抗體的金膠敏感膜構(gòu)成，該管道的構(gòu)造呈現(xiàn)并聯(lián)構(gòu)造，所述呈并聯(lián)構(gòu)造的管道由十五條分支管道并聯(lián)構(gòu)成，所述呈現(xiàn)并聯(lián)構(gòu)造的所述管道其外形輪廓近似于并聯(lián)電路的輪廓，所述工作電極的數(shù)量是十五個，該十五個工作電極的裝設(shè)位置分別位于所述十五條分支管道內(nèi)，以及，該十五個工作電極其表層金膠敏感膜結(jié)構(gòu)中的腫瘤標(biāo)志物抗體分別是對腫瘤標(biāo)志物抗原能特異性結(jié)合的十五種腫瘤標(biāo)志物抗體物質(zhì)，該十五種抗體物質(zhì)分別是腫瘤標(biāo)志物抗體AFP、CEA、CA242、CA125、CA199、CA153、CA724、CA50、NSE、CYFRA21?1、FPSA、TPSA、β?hCG、SCCA以及β2?MG，所述抗原是廣義的抗原，所述抗體是廣義的抗體，所述工作電極其材質(zhì)是金屬銀材質(zhì)、黃金材質(zhì)、碳素材質(zhì)或熱分解導(dǎo)電高分子材質(zhì)，所述工作電極其形貌呈現(xiàn)柱狀、片狀或絲狀，該基片其材質(zhì)是聚二甲基硅氧烷材質(zhì)，該基片其表面是原生形態(tài)的表面，該原生形態(tài)的表面其意思指的是沒有經(jīng)過任何表面化學(xué)修飾或任何表面化學(xué)改性的該材質(zhì)的原生形態(tài)的表面，該裝置的結(jié)構(gòu)還包括彈力夾，該彈力夾的兩個相向的夾持臂咬合定位在該微流控芯片的鄰近所述終端的位置，至少在其中的一個所述夾持臂上貼附固定裝設(shè)有微型超聲波換能器，以及，高頻振蕩電訊號傳輸電纜，該高頻振蕩電訊號傳輸電纜的一端與該微型超聲波換能器連接在一起；該彈力夾提供了一個方便該裝置拆解的功能；該微型超聲波換能器其主要功能是在微流控芯片實(shí)際進(jìn)樣測試時，利用其所發(fā)射的超聲波來降低試樣溶液與該微流控芯片其內(nèi)部通道的內(nèi)壁之間的界面張力，使其能夠相容，并且，利用所述進(jìn)樣端以及所述終端與該微型超聲波換能器裝設(shè)位置之間的距離差異以及其所感受到的超聲波強(qiáng)度上的差異，誘導(dǎo)形成所述進(jìn)樣端其界面張力與所述終端其界面張力之間的差異，該微流控芯片該兩端之間的界面張力差異會在該微流控芯片的該兩端之間形成壓力差異，該壓力差異會驅(qū)動試樣溶液向所述終端流動；該微型超聲波換能器其功能還包括以其所發(fā)射的超聲波遏止試樣中所含有的生物大分子其在該微流控芯片其內(nèi)部通道內(nèi)表面上的吸附，進(jìn)而遏止該聚二甲基硅氧烷材質(zhì)的基片其體相對該生物大分子的吞沒作用；柔軟并具彈性的該聚二甲基硅氧烷材質(zhì)的基片其功能包括以其對超聲波強(qiáng)烈吸收的性質(zhì)，對超聲波進(jìn)行強(qiáng)烈吸收，并藉此在該微流控芯片該終端到該進(jìn)樣端之間的有限的短距離之內(nèi)實(shí)現(xiàn)超聲波強(qiáng)度的快速遞減；以及，微泵，該微泵與該進(jìn)樣端連接；該微泵的功能是，在該試樣溶液與該微流控芯片其內(nèi)部通道的內(nèi)壁之間的界面張力受該超聲波作用而降低、相間相容性增加的前提條件下，以該微泵的機(jī)械性泵送力量來與該超聲波誘導(dǎo)的所述兩端之間的界面張力差異其所帶來的驅(qū)動力量互相支持、互相調(diào)適、互相耦合，以協(xié)同運(yùn)作的方式匯聚成一股驅(qū)動試樣液流向所述終端方向流動的力量。...

【技術(shù)特征摘要】
1.常見腫瘤標(biāo)志物篩查用的十五通道微流控芯片裝置，其特征在于，該裝置的結(jié)構(gòu)包括微流控芯片，該微流控芯片的結(jié)構(gòu)包括相互貼合裝設(shè)在一起的基片和蓋片，所述基片和蓋片均為板狀物或片狀物，該基片的面向該蓋片的那個面含有經(jīng)由模壓工藝或刻蝕工藝形成的槽道結(jié)構(gòu)，相互貼合安裝在一起的該基片與該蓋片共同構(gòu)建成了含有管道結(jié)構(gòu)的微流控芯片，該管道的結(jié)構(gòu)位置位于該基片與該蓋片相互貼合的交界區(qū)域，該管道的兩端分別與該微流控芯片的進(jìn)樣端以及終端連接，該進(jìn)樣端是該微流控芯片試樣溶液的注入端，該終端是該微流控芯片實(shí)際進(jìn)樣測試時其芯片內(nèi)試樣溶液流動的終端，該終端與該進(jìn)樣端相互遠(yuǎn)離，該終端與該進(jìn)樣端之間的距離介于3厘米與10厘米之間，在該管道內(nèi)不同位置上依順序或逆序裝設(shè)有工作電極以及對電極以及參比電極，所述順序指的是所述參比電極其結(jié)構(gòu)位置更靠近所述終端位置，所述逆序指的是所述參比電極結(jié)構(gòu)位置更靠近所述進(jìn)樣端位置，所述工作電極由導(dǎo)電性電極以及貼附在該導(dǎo)電性電極上的包埋了腫瘤標(biāo)志物抗體的金膠敏感膜構(gòu)成，該管道的構(gòu)造呈現(xiàn)并聯(lián)構(gòu)造，所述呈并聯(lián)構(gòu)造的管道由十五條分支管道并聯(lián)構(gòu)成，所述呈現(xiàn)并聯(lián)構(gòu)造的所述管道其外形輪廓近似于并聯(lián)電路的輪廓，所述工作電極的數(shù)量是十五個，該十五個工作電極的裝設(shè)位置分別位于所述十五條分支管道內(nèi)，以及，該十五個工作電極其表層金膠敏感膜結(jié)構(gòu)中的腫瘤標(biāo)志物抗體分別是對腫瘤標(biāo)志物抗原能特異性結(jié)合的十五種腫瘤標(biāo)志物抗體物質(zhì)，該十五種抗體物質(zhì)分別是腫瘤標(biāo)志物抗體AFP、CEA、CA242、CA125、CA199、CA153、CA724、CA50、NSE、CYFRA21-1、FPSA、TPSA、β-hCG、SCCA以及β2-MG，所述抗原是廣義的抗原，所述抗體是廣義的抗體，所述工作電極其材質(zhì)是金屬銀材質(zhì)、黃金材質(zhì)、碳素材質(zhì)或熱分解導(dǎo)電高分子材質(zhì)，所述工作電極其形貌呈現(xiàn)柱狀、片狀或絲狀，該基片其材質(zhì)是聚二甲基硅氧烷材質(zhì)，該基片其表面是原生形態(tài)的表面，該原生形態(tài)的表面其意思指的是沒有經(jīng)過任何表面化學(xué)修飾或任何表面化學(xué)改性的該材質(zhì)的原生形態(tài)的表面，該裝置的結(jié)構(gòu)還包括彈力夾，該彈力夾的兩個相向的夾持臂咬合定位在該微流控芯片的鄰近所述終端的位置，至少在其中的一個所述夾持臂上貼附固定裝設(shè)有微型超聲波換能器，以及，高頻振蕩電訊號傳輸電纜，該高頻振蕩電訊號傳輸電纜的一端與該微型超聲波換能器連接在一起；該彈力夾提供了一個方便該裝置拆解的功能；該微型超聲波換能器其主要功能是在微流控芯片實(shí)際進(jìn)樣測試時，利用其所發(fā)射的超聲波來降低試樣溶液與該微流控芯片其內(nèi)部通道的內(nèi)壁之間的界面張力，使其能夠相容，并且，利用所述進(jìn)樣端以及所述終端與該微型超聲波換能器裝設(shè)位置之間的距離差異以及其所感受到的超聲波強(qiáng)度上的差異，誘導(dǎo)形成所述進(jìn)樣端其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何佳麗，李榕生，干寧，吳大珍，馮小彬，雷克微，
申請(專利權(quán))人：寧波大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33