普查腫瘤標志物用十五通道微流控芯片裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種普查腫瘤標志物用十五通道微流控芯片裝置，屬于分析測試領域。PDMS即聚二甲基硅氧烷如用來制作普適型十余種腫瘤標志物聯合檢測用微流控芯片的基片，具有明顯優勢，但也存在若干需要克服的難題；本案針對所述難題。本案要點是，基片選定具有原生態表面的PDMS，并將裝設有微型超聲波換能器的鏈環式電磁夾具套接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，固液兩相之間的界面相容性因此大幅增加，同時利用PDMS對超聲波的強吸收能力，達成超聲波強度在短距離內快速遞減，從而在該芯片的兩端形成界面張力差異，藉此促成試樣液流沿著原本疏水的毛細管通道向該終端方向流動。該裝置免用微泵。

Fifteen channel microfluidic chip device for screening tumor markers

The invention relates to a fifteen channel microfluidic chip device for screening tumor markers, which belongs to the field of analysis and testing. PDMS, namely poly two methyl siloxane, has obvious advantages for making over ten kinds of universal tumor markers and microfluidic chips for detection. However, there are still some problems to overcome. The main point of the scheme is selected, the substrate surface has the original ecology of PDMS, and will be equipped with miniature ultrasonic transducer link type electromagnetic fixture is sheathed in the positioning terminal flow position the neighbor sample liquid microfluidic chip based on ultrasonic, reducing the interfacial tension between the solid-liquid interface compatibility therefore increased significantly, while the use of 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, thereby enabling sample flow along the capillary channel originally hydrophobic to the terminal in the direction of flow. The device is free of micropump.

【技術實現步驟摘要】
普查腫瘤標志物用十五通道微流控芯片裝置
本專利技術涉及一種普查腫瘤標志物用十五通道微流控芯片裝置，屬于分析測試領域。
技術介紹
腫瘤標志物(tumormarker，TM)是指在腫瘤的發生和增殖過程中，由腫瘤細胞本身所產生的或者是由機體對腫瘤細胞反應而產生的，反映腫瘤存在和生長的一類物質，包括蛋白質、激素、酶(同工酶)及癌基因產物等。化驗患者血液或體液中的腫瘤標志物，可在腫瘤普查中早期發現腫瘤，并觀察腫瘤治療的療效以及判斷患者預后。目前臨床上常用的腫瘤標志物有：(1)甲胎蛋白(AFP)為原發性肝癌、睪丸癌、卵巢癌等腫瘤的標志物；(2)癌胚抗原(CEA)為消化系統腫瘤、肺癌、乳腺癌等腫瘤的標志物；(3)糖類抗原125(CA125)為卵巢癌等腫瘤的標志物；(4)糖類抗原153(CA153)為乳腺癌等腫瘤的標志物；(5)糖類抗原19-9(CA19-9)為消化系統腫瘤的標志物；(6)糖類抗原724(CA724)為胃癌、卵巢癌等腫瘤的標志物；(7)糖類抗原242(CA242)為消化系統腫瘤的標志物；(8)糖類抗原50(CA50)為消化系統腫瘤、乳癌、肺癌等腫瘤的標志物；(9)CYFRA21-1(Cy211)為非小細胞肺癌等腫瘤的標志物；(10)神經元特異性烯醇化酶(NSE)為小細胞肺癌、神經內分泌腫瘤等腫瘤的標志物；(11)前列腺特異性抗原(PSA)為前列腺癌的腫瘤標志物；(12)人絨毛膜促性腺激素(HCG)為胚胎細胞癌、滋養層腫瘤(絨癌、葡萄胎)等腫瘤的標志物；(13)甲狀腺球蛋白(TG)為甲狀腺癌的標志物；(14)鐵蛋白(SF)為消化系統腫瘤、肝癌、乳腺癌、肺癌等腫瘤的標志物；(15)β2-微球蛋白(β2-MG)在慢性淋巴細胞白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、肺癌、甲狀腺癌、鼻咽癌等患者體液中升高；(16)鱗狀細胞抗原(SCC)為宮頸癌、肺鱗癌、食管癌等腫瘤標志物。目前臨床上檢測的腫瘤標志物絕大多數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，腫瘤標志物有動態檢查和多項聯合檢查更有價值。那么對于眾多的腫瘤標志物，臨床上如何選擇呢？不同的腫瘤會一些相對特異的腫瘤標志物，如CA153常出現在乳腺癌；CEA常出現在腸癌、胃癌；CA19-9常出現在腸癌、胰腺癌；CA125常出現在卵巢癌等等。臨床醫生會根據不同的腫瘤檢查不同的標志物。同一種腫瘤或不同類型的腫瘤可有一種或幾種腫瘤標志物異常；同一種腫瘤標志物可在不同的腫瘤中出現。為提高腫瘤標志物的輔助診斷價值和確定何種標志物可作為治療后的隨訪監測指標，可進行腫瘤標志物聯合檢測，合理選擇幾項靈敏度、特異性能互補的腫瘤標志物組成最佳組合，進行聯合檢測。一般來說腫瘤標志物的聯合檢測可提高對腫瘤診斷的正確率。僅就多種腫瘤標志物其聯合檢測的相關技術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專利申請案：CN200410041175.3、CN200510026780.8、CN200610040051.2、CN200910064647.X。僅就微流控芯片技術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“圖解微流控芯片實驗室”，該專著已經由科學出版社出版，該專著對于微流控技術的過去、現在，以及，未來展望等等方面，都有著詳盡的、深入到具體細節的長篇論述。那么，下面要談談本案特別關注的焦點問題。微流控芯片的基本架構，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，該微槽道的槽道內表面連同包繞著該微槽道的那部分蓋片一起構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，它的內表面面積的主要部分是那個微槽道的內表面面積，換句話說，該微槽道內表面的狀態或性質基本上決定了該微小液流通道的整體狀態或性質；因此說，這個構建在基片上的微槽道的內表面狀態或內表面性質是關鍵因素；原則上講，任何的能夠保持或基本保持其固體形態的材料，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、制作難度以及應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，看似也應當極易于普及、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，其本身是一種強烈疏水的材料，在這一材料上構建微槽道，如果不進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，因結構中的所述微槽道其內表面占據了大部分的液流通道的內表面，那么，該PDMS微槽道內表面其強烈的疏水特性，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，當然，如果蓋片也選擇使用該PDMS材料，那么，問題基本上一樣，大同小異；因此，在現有技術之中，特別針對該PDMS材料上的微槽道內表面進行改性修飾，是必須的操作；那么，這個針對PDMS微槽道內表面的改性操作很麻煩嗎？那倒也不是這個問題，構成嚴重技術困擾的，是另一個問題：這個PDMS材料基片其體相內部的PDMS聚合物分子具有自動向表面擴散、遷移的特性，這種基片體相內部PDMS聚合物分子自動向表面擴散、遷移的特性，將使得經過表面改性修飾的那個微槽道其內表面的改性之后的狀態并不能維持足夠長的時間，那個經表面改性之后的微槽道其內表面狀態的維持時間大致僅夠完成實驗室內部測試實驗的時間需要；換句話說，經過表面改性或表面修飾的該PDMS微槽道內表面，其改性之后或曰修飾之后所形成的表面狀態并不能持久，而是很快地自動趨于或曰變回表面改性之前的表面狀態，在較短的時間里就回到那種原本的強烈疏水的表面狀態，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，還是同樣無法推廣應用。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表面修飾狀態無法持久、芯片無法大量制作、大量儲備進而廣泛推廣這樣一個令本領域眾多專業人員長期糾結的困擾，就是一個明擺著的其技術障礙不可小覷的高難度問題。該高難度問題已經存在很多個年頭了，迄今為止，尚未得到妥善解決。其二，未經表面修飾的PDMS材料，上文已經述及，其表面強烈疏水，這種強烈疏水的材料表面并且還有另一個問題，那就是，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
普查腫瘤標志物用十五通道微流控芯片裝置，其特征在于，該裝置的結構包括多通道微流控芯片，該微流控芯片的結構包括相互貼合裝設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由模壓工藝或刻蝕工藝形成的槽道結構，該基片還含有與該槽道結構相連并且洞穿該基片的經由模壓工藝、刻蝕工藝或簡單打孔工藝形成的窗口結構，相互貼合安裝在一起的該基片與該蓋片共同構建成了含有管道結構以及與之相連的液池結構的微流控芯片，該管道的結構位置位于該基片與該蓋片相互貼合的界面區域，該窗口其一側被該蓋片封堵而另一側開放，該窗口的結構位置就是所述液池的結構位置，所述液池有兩種，該兩種液池分別是位于不同結構位置的進樣端液池以及終端液池，該微流控芯片的進樣端位置有一個或一個以上的所述進樣端液池，所述進樣端指的是該微流控芯片實際進樣時被測溶液的注入端位置，在該微流控芯片的終端位置則有一個所述終端液池，所述終端指的是該微流控芯片實際進樣測試時其芯片內液體流動的終端位置，該終端與該進樣端相互遠離，該管道的一端與位于進樣端的所述進樣端液池聯通，該管道的另一端與位于該微流控芯片的所述終端的所述終端液池聯通，以及，順序地或逆序地分別裝設在該管道內不同位置上的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構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構位置更靠近所述進樣端位置，所述工作電極由導電性電極以及貼附在該導電性電極上的包埋了腫瘤標志物抗體的金膠敏感膜構成，該管道的構造呈現并聯構造，所述呈并聯構造的管道由十五條分支管道并聯構成，所述呈現并聯構造的所述管道其外形輪廓近似于并聯電路的輪廓，所述工作電極的數量是十五個，該十五個工作電極的裝設位置分別位于所述十五條分支管道內，以及，該十五個工作電極其表層金膠敏感膜結構中的腫瘤標志物抗體分別是對腫瘤標志物抗原能特異性結合的十五種腫瘤標志物抗體物質，該十五種抗體物質分別是腫瘤標志物抗體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是金屬銀材質、黃金材質、碳素材質或熱分解導電高分子材質，所述工作電極其形貌呈現柱狀、片狀或絲狀，該基片其材質是聚二甲基硅氧烷材質，該基片其表面是原生形態的表面，該原生形態的表面其意思指的是沒有經過任何表面化學修飾或任何表面化學改性的該材質的原生形態的表面，該裝置的結構還包括鏈環式電磁夾具，該鏈環式電磁夾具其結構中共有六個環節，所述環節均呈條狀、桿狀或棒狀，各相鄰環節相互鉸接形成鏈環，該鏈環其外形輪廓呈六邊形環狀結構，該六邊形環狀結構的每個頂角其結構位置均為鉸接結構位置，該六邊形環狀結構其中的兩個處于對邊位置的環節其材質是導磁性材質，該六邊形環狀結構的余下四個環節其材質均是非磁性材質，所述非磁性材質指的是對外加磁場沒有強烈響應的材質，該導磁性材質的兩個環節之中的一個環節上纏繞有勵磁線圈，該纏繞有勵磁線圈的環節在其勵磁線圈的兩側近鄰位置上各裝設有一個導磁性材質的極靴，共有兩個所述極靴，該兩個極靴均指向另一個導磁性材質的環節，該另一個導磁性材質的環節其表面上貼附固定裝設有微型超聲波換能器，依托電磁吸合力量的該鏈環式電磁夾具套接定位在該微流控芯片其所述終端的鄰近位置，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；該鏈環式電磁夾具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際進樣測試時，利用其所發射的超聲波來降低試樣溶液與所述管道的內壁之間的界面張力，使其能夠相容，并且，利用所述進樣端以及所述終端與該微型超聲波換能器裝設位置之間的距離差異以及其所感受到的超聲波強度上的差異，誘導形成所述進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射的超聲波遏止試樣中所含有的生物大分子其在所述管道內表面上的吸附，進而遏止該聚二甲基硅氧烷材質的基片其體相對該生物大分子的吞沒作用；所述聚二甲基硅氧烷材質的基片其功能包括與蓋片及工作電極及對電極及參比電極一同構建該微流控芯片，柔軟并具彈性的該聚二甲基硅氧烷材質的基片其功能還包括以其對超聲波強烈吸收的性質，對超聲波進行強烈吸收，并藉此在該微流控芯片該終端到該進樣端之間的有限的短距離之內實現超聲波強度的快速遞減，該終端液池內填充有一些高吸水樹脂顆粒，該終端液池其敞口端被透氣微孔膜所遮蓋。...

【技術特征摘要】
1.普查腫瘤標志物用十五通道微流控芯片裝置，其特征在于，該裝置的結構包括多通道微流控芯片，該微流控芯片的結構包括相互貼合裝設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由模壓工藝或刻蝕工藝形成的槽道結構，該基片還含有與該槽道結構相連并且洞穿該基片的經由模壓工藝、刻蝕工藝或簡單打孔工藝形成的窗口結構，相互貼合安裝在一起的該基片與該蓋片共同構建成了含有管道結構以及與之相連的液池結構的微流控芯片，該管道的結構位置位于該基片與該蓋片相互貼合的界面區域，該窗口其一側被該蓋片封堵而另一側開放，該窗口的結構位置就是所述液池的結構位置，所述液池有兩種，該兩種液池分別是位于不同結構位置的進樣端液池以及終端液池，該微流控芯片的進樣端位置有一個或一個以上的所述進樣端液池，所述進樣端指的是該微流控芯片實際進樣時被測溶液的注入端位置，在該微流控芯片的終端位置則有一個所述終端液池，所述終端指的是該微流控芯片實際進樣測試時其芯片內液體流動的終端位置，該終端與該進樣端相互遠離，該管道的一端與位于進樣端的所述進樣端液池聯通，該管道的另一端與位于該微流控芯片的所述終端的所述終端液池聯通，以及，順序地或逆序地分別裝設在該管道內不同位置上的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構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構位置更靠近所述進樣端位置，所述工作電極由導電性電極以及貼附在該導電性電極上的包埋了腫瘤標志物抗體的金膠敏感膜構成，該管道的構造呈現并聯構造，所述呈并聯構造的管道由十五條分支管道并聯構成，所述呈現并聯構造的所述管道其外形輪廓近似于并聯電路的輪廓，所述工作電極的數量是十五個，該十五個工作電極的裝設位置分別位于所述十五條分支管道內，以及，該十五個工作電極其表層金膠敏感膜結構中的腫瘤標志物抗體分別是對腫瘤標志物抗原能特異性結合的十五種腫瘤標志物抗體物質，該十五種抗體物質分別是腫瘤標志物抗體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是金屬銀材質、黃金材質、碳素材質或熱分解導電高分子材質，所述工作電極其形貌呈現柱狀、片狀或絲狀，該基片其材質是聚二甲基硅氧烷材質，該基片其表面是原生形態的表面，該原生形態的表面其意思指的是沒有經過任何表面化學修飾或任何表面化學改性的該材質的原生形態的表面，該裝置的結構還包括鏈環式電磁夾具，該鏈環式電磁夾具其結構中共有六個環節，所述環節均呈條狀、桿狀或棒狀，各相鄰環節相互鉸接形成鏈環，該鏈環其外形輪廓呈六邊形環狀結構，該六邊形環狀結構的每個頂角其結構位置均為鉸接結構位置，該六邊形環狀結構其中的兩個處于對邊位置的環節其材質是導磁性材質，該六邊形環狀結構的余下四個環節其材質均是非磁性材質，所述非磁性材質指的是對外加磁場沒有強烈響應的材質，該導磁性材質的兩個環節之中的一個環節上纏繞有勵磁線圈，該纏繞有勵磁線圈的環節在其勵磁線圈的兩側近鄰位置上各裝設有一個導磁性材質的極靴，共有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋岳，
申請(專利權)人：宋岳，
類型：發明
國別省市：浙江,33