Parylene C-PDMS負(fù)壓驅(qū)動(dòng)微流控芯片的研制及其在數(shù)字PCR與免疫檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、數(shù)字PCR(digital PCR)是公認(rèn)的第三代PCR技術(shù)，而微流控芯片技術(shù)(microfluidic chip)為其應(yīng)用發(fā)展提供了極好的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。在諸多數(shù)字PCR微流控芯片中，本研究組具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自吸分液式數(shù)字PCR微流控芯片不僅與國(guó)際知名商品數(shù)字PCR儀器具有同樣的核酸絕對(duì)定量功能，而且操作簡(jiǎn)便，無(wú)需外接動(dòng)力源，即可實(shí)現(xiàn)待測(cè)溶液在芯片上的進(jìn)樣與分配，具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文在前期研究工作的基礎(chǔ)上創(chuàng)新的提出了一種負(fù)壓自保持芯

2、片，采用ParyleneC薄膜沉積技術(shù)，將芯片負(fù)壓驅(qū)動(dòng)保持時(shí)間大幅度延長(zhǎng)至30天，徹底解決了前期研制的自吸分液式數(shù)字PCR芯片在常壓下保存時(shí)間短，便攜應(yīng)用困難的難題。進(jìn)而還將這一改進(jìn)制作為負(fù)壓驅(qū)動(dòng)泵，應(yīng)用在了蛋白免疫檢測(cè)的芯片中。本論文內(nèi)容具體包括:
　　1、設(shè)計(jì)并制作了一種自吸分液式數(shù)字PCR芯片。芯片采用蓋玻片作為防蒸發(fā)層，同時(shí)在反應(yīng)區(qū)域周圍添加水槽，很好地克服了聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDM

3、S)材料的透氣性，實(shí)現(xiàn)了防止水分蒸發(fā)的目的?；诓此煞植紝?duì)數(shù)字PCR的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行理論分析，并計(jì)算其動(dòng)態(tài)范圍與不確定度。每張芯片上可同時(shí)進(jìn)行三個(gè)樣本的檢測(cè)。同時(shí)，芯片的反應(yīng)腔室與流通通道的高度相同，這也大大簡(jiǎn)化了模具的制作流程。該芯片最低可實(shí)現(xiàn)濃度為10copies/μL的目標(biāo)DNA分子的檢測(cè);
　　2、提出了一種將Parylene C薄膜沉積在PDMS芯片表面的方法，研發(fā)了負(fù)壓自保持自吸分液式數(shù)字PCR芯片。實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間保持微

4、流控芯片負(fù)壓驅(qū)動(dòng)能力的目標(biāo)，并對(duì)PDMS芯片可以實(shí)現(xiàn)負(fù)壓驅(qū)動(dòng)的原理進(jìn)行了理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。Parylene C薄膜具有透明、致密、氣體低滲透等特點(diǎn)，不會(huì)對(duì)芯片內(nèi)的生化反應(yīng)以及結(jié)果檢測(cè)造成影響。同時(shí)，Parylene C的氣相沉積過(guò)程在真空腔中進(jìn)行，因此將制作好的PDMS微流控芯片放入真空氣相沉積系統(tǒng)中，即可同時(shí)完成芯片抽真空以及沉積Parylene C薄膜兩項(xiàng)工作。經(jīng)過(guò)Parylene C薄膜沉積的PDMS微流控芯片可以將負(fù)壓驅(qū)動(dòng)能力

5、從1天延長(zhǎng)至30天以上，同時(shí)還可以保持正常進(jìn)行數(shù)字PCR檢測(cè)的能力，為真正實(shí)現(xiàn)芯片的便攜式應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);
　　3、擴(kuò)展Parylene C薄膜的應(yīng)用范圍，將Parylene C薄膜沉積在PDMS塊體表面，制作負(fù)壓驅(qū)動(dòng)泵，并應(yīng)用在蛋白檢測(cè)微流控芯片出口，利用負(fù)壓驅(qū)動(dòng)泵提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)試劑與待測(cè)溶液的進(jìn)樣與沖洗。利用PDMS以及多聚賴氨酸(poly-l-lysine，PLL)能夠吸附蛋白的特性，使用PDMS與PLL玻片設(shè)計(jì)并制作了PD