基于離心微流控技術(shù)的乙肝檢測芯片的研究.pdf

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

2、，實現(xiàn)對乙肝的快速診斷、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)免疫吸附測定(ELISA)檢測方法相結(jié)合，設(shè)計基于離心微流控技術(shù)的乙肝檢測芯片，在乙肝檢測芯片進(jìn)行生物實驗，以期建立快速、集成化、高通量和低成本的微流控ELISA乙肝檢測新方法。
　　論文首先對離心式微流控芯片的液體驅(qū)動原理進(jìn)行研究，對微通道內(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)免疫吸附測定法的基礎(chǔ)上提出了離

3、心式微流控乙肝檢測芯片的實驗方案，通過在驅(qū)動設(shè)備上的離心實驗，最終確定芯片的流體整體驅(qū)動過程。并對基于離心微流控技術(shù)的乙肝檢測芯片進(jìn)行了幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　通過對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，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。
　　論文對常見的離心驅(qū)動設(shè)備進(jìn)行總結(jié)和篩選，根據(jù)乙肝檢測所需的功能要求，提出了離心式微流控芯片驅(qū)動設(shè)備的

4、設(shè)計方案。對離心式微流控芯片驅(qū)動設(shè)備自行設(shè)計與加工，搭建了一套離心式微流控芯片驅(qū)動設(shè)備。本文分別對離心式微流控芯片驅(qū)動設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)、硬件電路、控制程序進(jìn)行了分析介紹，實際轉(zhuǎn)速與設(shè)計轉(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發(fā)奠定基礎(chǔ)。
　　根據(jù)傳統(tǒng)的乙肝酶聯(lián)免疫檢測原理，本文在乙肝病毒五項檢測中選擇乙肝病毒表面抗原作為實驗對象，通過芯片上的生物學(xué)實驗來確定芯片乙肝檢測的方法步驟;同時，對于微流控

5、芯片實驗結(jié)果的光學(xué)檢測做了設(shè)計研究，搭建了光路系統(tǒng)，研制了基本的光學(xué)檢測電路，設(shè)計了相關(guān)軟件。文章最后進(jìn)行了相關(guān)實驗，對實驗結(jié)果進(jìn)行擬合，將乙肝病毒檢測芯片的性能與傳統(tǒng)ELISA檢測方法進(jìn)行了比較，比較兩種方法的檢測效果，檢測時間由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和穩(wěn)定檢測需求，為后續(xù)集成與光學(xué)檢測設(shè)備結(jié)合的乙