一种基于光子晶体微球的微管式生物芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种基于光子晶体微球的微管式生物芯片，由上盖、带孔眼板架、平底试管以及独立的软橡胶盖所组成。平底试管内装载有作为检测载体的微球，该微球具有光子晶体编码，可用光纤光谱仪测反射峰位置解码或者通过肉眼区分颜色解码。在微球的表面固定有探针，可以是核酸或者蛋白质。经过预处理的带有不同编码的微球可以在试管底部自由移动。本发明专利技术以光子晶体编码液相芯片技术为基础，将其整合入微管式芯片装置中，避免了光子晶体微球在实验操作中的损坏与丢失，提高了实验数据的重复性与准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于光子晶体微球的微管式生物芯片。它可以用来检测蛋白质、核酸等生物分子，能够广泛应用于临床检测、环境监测、检验检疫、微生物鉴定、药物筛选以及核酸和蛋白功能分析等领域。
技术介绍
目前，酶免疫分析以其操作简便，不需昂贵设备，不污染环境，酶标试剂易制备、性质稳定、有效期长等优点，已经成为目前临床检验中应用最为广泛的免疫分析技术。但是作为酶免疫分析的主要载体96微孔板，其每孔只包被一种抗原或者抗体，导致一种试剂盒只能检测一种抗体或者抗原。若检测不同的抗体或者抗原，则需要不同的试剂盒，而分析所用的试验步骤基本上是一致的，这样既浪费人力物力又延长了诊断时间。因此，用同一份样品同时测定两种或者两种以上的多元免疫分析方法引起越来越多的关注。液相芯片技术的出现使多元检测技术在临床实际应用以及蛋白组学研究中崭露头角。液相芯片技术的发展也可以看作是其编码技术的发展，其编码技术包括:光子晶体编码、荧光染料编码、形状编码、量子点编码、条形码编码等方式。其中，光子晶体编码因其检测信号的无干扰性以及出色的编码稳定性获得了青睐。在基于光子晶体编码微球的多元检测重复实验中，通过肉眼难以分辨微球，所以在未芯片化的检测模式中，经常出现人为损坏微球，或者微球丢失的情况。而实验数据是取多个微球测得数据的平均值，因此微球的损失在很大程度上会影响实验数据的准确性和重复性。同时，未芯片化的检测模式所带来的不同操作员之间的随机实验误差不可控，进一步影响方法的准确性与重复性。
技术实现思路
技术问题:为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种不损失微球、提高检测准确性的微管式生物芯片。技术方案:本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现:该生物芯片由上盖、带孔眼板架、平底试管以及独立的软橡胶盖所组成。如图2、图3所示，平底试管中部有两处对称的凹槽，而在板架与之相对应的位置有两处凸起，可以将试管固定在板架上，确保在摇晃时试管充分固定，不会在板架里晃动而影响搅拌效果。试管底部与板架平行，便于从底部直接观察颜色变化。平底试管配套有与管子分开的独立盖子，盖子材质为软橡胶，针头加样后软橡胶可恢复原状，保证了体系的密闭性。平底试管底部铺有作为检测载体的光子晶体微球，该微球具有用光纤光谱仪测反射峰位置解码或者可通过肉眼以颜色区分解码的光子晶体编码，在微球的表面固定有核酸或蛋白质。平底试管内封装有PDMS软性材料，经过处理的不同编码的微球可以在试管底部自由移动。所述的光子晶体微球材料是聚苯乙烯或二氧化硅，微球的大小在180μπι?2500 μ m 之间。有益效果:根据本专利技术，利用微管式检测芯片进行样品注样，反应，洗涤和检测的连续化操作，以光子晶体微球为固相载体具有以下优点:(I)避免微球损失:由于微球被封装于平底试管底部，在操作过程中不会碰触，所以降低了肉眼操作的难度，使其在实验过程中不会破碎、丢失，提高了实验数据的准确性和重复性；(2)实现多元检测:光子晶体微球经过处理具有编码，可以编码多元生物分子检测。ELISA实验中每块微孔板只能检测一个指标，若检测多个指标，则需要多块96板，操作不便且浪费。而光子晶体编码微球能同时检测同一个样品中的多个指标，非常适合用于临床指标的分析。并且球形载体具有可以滚动、比表面积大等特点，其反应样品需要量少、灵敏度高、反应速度快；(3)平底试管中部有两处对称的凹槽，板架与之相对应的位置有两处凸起，将试管固定在板架上，保证体系在振荡过程中试管不会在板架内运动，影响振荡效果；(4)可自动化程度高:由于芯片化的检测模式使得实验操作的规范化程度高并且分析方法简单，使得配套实验仪器的研发难度大大降低。【附图说明】图1为板架示意图(以96孔为例)。图2为板架上一个孔眼的俯视图。图3为平底试管加入光子晶体微球后盖上橡胶塞的剖面图。图4为平底试管插入板架后的剖面图。【具体实施方式】实施例一:使用本专利检测血液中乙肝病毒(HBV)和艾滋病病毒(HIV):1、分别在560nm和600nm编码的光子晶体微球上包被乙肝病毒表面抗原和艾滋病病毒合成肽抗原，在450nm编码的光子晶体微球上包被牛血清白蛋白做为对照。三种包被过的编码微球分别用磷酸盐缓冲液(PBS)洗两次，加入1%的牛血清白蛋白(BSA)封闭。磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤两次后，将三种包被过的编码微球混合，得到不同特异性的多元免疫微球。2、用PDMS将平底试管填充，在70°C下经过45分钟后固化取出形成芯片主体部分。表面亲水处理后，将包被后的混合编码微球加入平底试管底部。3、将待测血清注射入平底试管中，37°C孵育30分钟，吸去反应液，PBS洗涤两次后加入荧光FITC标记的羊抗人IgG，37°C孵育30分钟，PBS洗涤两次。4、在荧光显微镜下观察微球表面的荧光强度，并用光纤光谱仪测定微球的反射光-1'TfeP曰。实施例二:使用本专利检测风疹病毒和单纯孢疹病毒:1、分别在480nm和600nm编码的光子晶体微球上包被风疹病毒抗原和单纯孢疹病毒抗原，在600nm编码的光子晶体微球上包被牛血清白蛋白做为对照。三种包被过的编码微球分别用磷酸盐缓冲液(PBS)洗两次，加入I %的牛血清白蛋白(BSA)封闭。磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤两次后，将三种包被过的编码微球混合，得到不同特异性的多元免疫微球。2、用PDMS将平底试管填充，在70°C下经过45分钟后固化取出形成芯片主体部分。表面亲水处理后，将包被后的混合编码微球加入平底试管底部。3、将待测血清注射入平底试管中，37°C孵育30分钟，吸去反应液，PBS洗涤两次后加入辣根过氧化物酶标记的羊抗人IgG，37°C孵育30分钟，PBS洗涤两次。加入辣根过氧化物酶显色底物TMB溶液，37°C催化反应20分钟，加入2M的硫酸终止反应。4、在酶标仪上测定吸光度，并用光纤光谱仪测定微球的反射光谱。【主权项】1.一种基于光子晶体编码微球的微管式生物芯片，其特征是:由软橡胶上盖、带孔眼板架以及平底试管所组成。平底试管内装载有作为检测载体的光子晶体编码微球，该微球具有用光纤光谱仪测反射峰位置解码或者可通过肉眼以颜色区分解码的光子晶体编码，在微球的表面固定有核酸或蛋白质。平底试管内封装有PDMS软性材料，经过处理的不同编码的微球可以在试管底部自由移动。2.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体微球的微管式生物芯片，其特征是:平底试管中下部有两处对称的凹槽，而在板架与之相对应的位置有两处凸起，可以将试管固定在板架上，确保在摇晃时试管充分固定，不会在板架里晃动而影响搅拌效果。3.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体微球的微管式生物芯片，其特征是:平底试管的材质可以是聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等。4.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体微球的微管式生物芯片，其特征是:平底试管配套有与管子分开的独立盖子，盖子材质为软橡胶，加样针头可以突破盖子将反应液送入试管内，针头拔出后软橡胶盖可恢复原状，保证了体系的密闭性。5.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体微球的微管式生物芯片，其特征是:试管底部与板架平行，便于从底部直接观察颜色变化。6.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体微球的微管式生物芯片，其特征是:平底试管的容量可设计在200 μ L-1.5mL范围内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光子晶体编码微球的微管式生物芯片，其特征是：由软橡胶上盖、带孔眼板架以及平底试管所组成。平底试管内装载有作为检测载体的光子晶体编码微球，该微球具有用光纤光谱仪测反射峰位置解码或者可通过肉眼以颜色区分解码的光子晶体编码，在微球的表面固定有核酸或蛋白质。平底试管内封装有PDMS软性材料，经过处理的不同编码的微球可以在试管底部自由移动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾忠泽，杨子学，赵祥伟，徐永智，张文冬，朱勇，
申请(专利权)人：南京东检生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32