基于離心微流控技術(shù)的乙肝檢測(cè)芯片的研究.pdf

1、微流控芯片的應(yīng)用正處在從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)推廣的轉(zhuǎn)折時(shí)期，利用微流控技術(shù)能夠在芯片上實(shí)現(xiàn)試劑的進(jìn)樣、流動(dòng)、混合、反應(yīng)和清洗等一系列過(guò)程，將整個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程集成在一張芯片上。而基于離心驅(qū)動(dòng)原理的微流控芯片更具有設(shè)備簡(jiǎn)單、流速可控、方便快捷、技術(shù)要求低和高通量特點(diǎn)，是目前微流控芯片研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。乙肝是我國(guó)近年來(lái)廣泛流行的一種病毒性肝炎，感染率約達(dá)70％，傳統(tǒng)的乙肝檢測(cè)需專業(yè)化檢測(cè)設(shè)備及人員、周期長(zhǎng)、成本高，快速廉價(jià)診斷已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)的迫切需求

2、，實(shí)現(xiàn)對(duì)乙肝的快速診斷、預(yù)防和治療具有重要的意義。
　　本論文通過(guò)將離心微流控技術(shù)與乙肝病毒的傳統(tǒng)酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)檢測(cè)方法相結(jié)合，設(shè)計(jì)基于離心微流控技術(shù)的乙肝檢測(cè)芯片，在乙肝檢測(cè)芯片進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)，以期建立快速、集成化、高通量和低成本的微流控ELISA乙肝檢測(cè)新方法。
　　論文首先對(duì)離心式微流控芯片的液體驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行研究，對(duì)微通道內(nèi)液體突破閥體速度的原理進(jìn)行了理論分析;在傳統(tǒng)乙肝酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法的基礎(chǔ)上提出了離

3、心式微流控乙肝檢測(cè)芯片的實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)在驅(qū)動(dòng)設(shè)備上的離心實(shí)驗(yàn)，最終確定芯片的流體整體驅(qū)動(dòng)過(guò)程。并對(duì)基于離心微流控技術(shù)的乙肝檢測(cè)芯片進(jìn)行了幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　通過(guò)對(duì)微流控芯片的加工方法進(jìn)行了分析，比較了常用的數(shù)控加工、光掩模加工和激光切割加工方法的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了離心式微流控芯片的加工方法，詳述了離心式微流控芯片的制作步驟。
　　論文對(duì)常見(jiàn)的離心驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行總結(jié)和篩選，根據(jù)乙肝檢測(cè)所需的功能要求，提出了離心式微流控芯片驅(qū)動(dòng)設(shè)備的

4、設(shè)計(jì)方案。對(duì)離心式微流控芯片驅(qū)動(dòng)設(shè)備自行設(shè)計(jì)與加工，搭建了一套離心式微流控芯片驅(qū)動(dòng)設(shè)備。本文分別對(duì)離心式微流控芯片驅(qū)動(dòng)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)、硬件電路、控制程序進(jìn)行了分析介紹，實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速偏差控制在5％以內(nèi)，溫度控制滿足微流控芯片的要求，為離心式微流控芯片的開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。
　　根據(jù)傳統(tǒng)的乙肝酶聯(lián)免疫檢測(cè)原理，本文在乙肝病毒五項(xiàng)檢測(cè)中選擇乙肝病毒表面抗原作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過(guò)芯片上的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定芯片乙肝檢測(cè)的方法步驟;同時(shí)，對(duì)于微流控

5、芯片實(shí)驗(yàn)結(jié)果的光學(xué)檢測(cè)做了設(shè)計(jì)研究，搭建了光路系統(tǒng)，研制了基本的光學(xué)檢測(cè)電路，設(shè)計(jì)了相關(guān)軟件。文章最后進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合，將乙肝病毒檢測(cè)芯片的性能與傳統(tǒng)ELISA檢測(cè)方法進(jìn)行了比較，比較兩種方法的檢測(cè)效果，檢測(cè)時(shí)間由145min縮短為60min，樣本消耗量降至常規(guī)方法的2/5，試劑消總耗量由750μL減少至360μL，加標(biāo)回收率在95％～102.3％，滿足乙肝病毒的快速檢測(cè)和穩(wěn)定檢測(cè)需求，為后續(xù)集成與光學(xué)檢測(cè)設(shè)備結(jié)合的乙