摘要
随着技术的创新和家庭便携式检测仪器的兴起，即时检测在疾病的早期筛查、精确诊断和积极治疗的作用越来越明显。与传统实验室的检测相比，即时检测能让病患者自身诊断，在短时间内得到检测结果从而做出治疗决策。微流控技术具有高通量、试剂需求量少和集成化等优点，可以在单一组件中实现流体调节和诊断检测，提高痕量目标分析物的灵敏度和特异性。因此，基于微流控芯片的即时检测是代替传统检测方案的一种大趋势。然而，传统加工微流控芯片的步骤繁琐，制作周期长，灵活性差，已不能满足其集成化和多形化的制作需求。另外，商业化的即时检测技术和检测方法能力有限，亟待发展快捷、灵敏、牢靠检测疾病标志物的即时检测法。为改善芯片制作和检测方法的缺点，本文构建了基于3D打印微流控芯片即时检测的传感方法。具体的研究包括四方面: (1)研究立体光固化成型、选择性激光烧结、熔融沉积和数字光处理这四种3D打印工艺的性能及其机理。利用它们各自商业化典型的3D打印机制出含有不同微通道的测试小样，得出光固化成型的联泰三维Lite600和数字光处理的AccFab-L4K满足微流控芯片的制作精度。 (2)针对数字光处理打印工艺中，树脂模具导致PDMS难以固化的问题，选用TMCS硅烷化、钙，铁系除磷剂处理、光油浸泡和等离子清洗对小样进行表面处理。从固化效果、时间和透光率的角度，得出30min铁系除磷剂处理表面的效果最优。这成功解决数字光处理中树脂材料抑制PDMS固化或与模具牢固粘在一起的现象。 (3)设计一种基于化学发光即时检测的微流控混合芯片实现降钙素原在微通道内的快速检测。从理论上通过仿真软件探究并解释双曲线的离心率越小，其溶液混合效率越好的关系。利用数字光处理打印工艺、PDMS倒模、试剂存储、捕获抗体预包被和微混合器预混合方法，可在15min内得到检测结果，检测信号ACL与浓度之间具有良好的线性关系:y=18959.69x-43922.21，R2=0.975，LOD=0.17ng/mL。这在实现降钙素原商业化的即时检测有巨大的发展潜力。 (4)构建一种酶扩增的磁弛豫开关免疫传感方法，实现甲胎蛋白等肿瘤标志物的低成本、高灵敏的即时检测。它基于酶触发的级联反应，放大水质子的纵向磁弛豫信号，提高检测的灵敏度。利用立体光固化成型打印工艺制出的模具，倒模成型的微流控芯片将繁杂的实验操作简单化，优化反应试剂的参数得到甲胎蛋白与磁弛豫信号最优的线性关系:y=0.646x+1.019，R2=0.97，LOD=0.56ng/mL。最后，在实际样本中用于甲胎蛋白的临床检测，与传统酶联免疫分析法测出的结果表现出优秀的一致性，相关系数为0.97，这极大推动了人全血中靶标即时检测的进程。
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