用于高速介电泳血浆提取与疾病标志物检测的微流控芯片

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血浆是最可靠、最方便的疾病诊断生物标志物来源,广泛用于即时诊断。然而,在进一步分析生物标志物之前,需要从血液中提取血浆,血浆的提取是许多临床测试的先决条件。血浆中含有多种蛋白质标志物,因此检测血浆中的蛋白质是最直观可靠的。使用微流体技术可以显著降低分析成本,并使分析设备小型化,使生物样本分析过程变得更加简单。介电泳技术是一种主动分离法,和离心、过滤等传统方法相比该技术操作简单,生物危害少。介电泳在微流控技术中具有免标记、非接触分离细胞的优势,因此受到人们越来越多的青睐。现有的微流控介电泳芯片中的电极设计仅限于在腔室底部图案化的平面金属薄膜,这会限制腔室深度,因此会导致注入样本的流速较低,相比之下,利用三维立体电极可以大大提高流速。前人所用的3维电极材料包括铜、钛、铬等金属,通过溅射、激光刻蚀、真空喷镀等方法制作电极,然而这些材料以及加工方法价格昂贵,且工艺复杂,不利于操作。本文研究了一种在高电导率下利用负介电泳(negative DEP)力分离血浆的微流控芯片。银-聚二甲基硅氧烷(Ag-PDMS)制成的3维电极可以在流道中产生连续高效的负介电泳力来分离出血细胞,提取血浆,并且该材料成本较低,易于加工。本课题中设计的3维电极微流控芯片在0.08-0.12ml·h-1相对较高的流速下,对血浆的分离效率达到了91.7%。本课题探讨了芯片在不同电压、不同流量、不同细胞浓度下的分离效率,同时结合免疫荧光检测法检测血浆中的Ig G蛋白,并将生物分子检测功能区集成在微流控芯片上,从而实现了该微流控芯片分离检测一体化的目标。
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