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

1、數(shù)字PCR(digital PCR)是公認的第三代PCR技術(shù)，而微流控芯片技術(shù)(microfluidic chip)為其應(yīng)用發(fā)展提供了極好的實現(xiàn)平臺。在諸多數(shù)字PCR微流控芯片中，本研究組具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自吸分液式數(shù)字PCR微流控芯片不僅與國際知名商品數(shù)字PCR儀器具有同樣的核酸絕對定量功能，而且操作簡便，無需外接動力源，即可實現(xiàn)待測溶液在芯片上的進樣與分配，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)新的提出了一種負壓自保持芯

2、片，采用ParyleneC薄膜沉積技術(shù)，將芯片負壓驅(qū)動保持時間大幅度延長至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間短，便攜應(yīng)用困難的難題。進而還將這一改進制作為負壓驅(qū)動泵，應(yīng)用在了蛋白免疫檢測的芯片中。本論文內(nèi)容具體包括:
　　1、設(shè)計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，實現(xiàn)了防止水分蒸發(fā)的目的?；诓此煞植紝?shù)字PCR的統(tǒng)計學原理進行理論分析，并計算其動態(tài)范圍與不確定度。每張芯片上可同時進行三個樣本的檢測。同時，芯片的反應(yīng)腔室與流通通道的高度相同，這也大大簡化了模具的制作流程。該芯片最低可實現(xiàn)濃度為10copies/μL的目標DNA分子的檢測;
　　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)了負壓自保持自吸分液式數(shù)字PCR芯片。實現(xiàn)了長時間保持微

4、流控芯片負壓驅(qū)動能力的目標，并對PDMS芯片可以實現(xiàn)負壓驅(qū)動的原理進行了理論分析與實驗驗證。Parylene C薄膜具有透明、致密、氣體低滲透等特點，不會對芯片內(nèi)的生化反應(yīng)以及結(jié)果檢測造成影響。同時，Parylene C的氣相沉積過程在真空腔中進行，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，即可同時完成芯片抽真空以及沉積Parylene C薄膜兩項工作。經(jīng)過Parylene C薄膜沉積的PDMS微流控芯片可以將負壓驅(qū)動能力

5、從1天延長至30天以上，同時還可以保持正常進行數(shù)字PCR檢測的能力，為真正實現(xiàn)芯片的便攜式應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);
　　3、擴展Parylene C薄膜的應(yīng)用范圍，將Parylene C薄膜沉積在PDMS塊體表面，制作負壓驅(qū)動泵，并應(yīng)用在蛋白檢測微流控芯片出口，利用負壓驅(qū)動泵提供動力，實現(xiàn)試劑與待測溶液的進樣與沖洗。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)計并制作了PD