(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210962828.X (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 徐丽　余旭　王乐　黄淞　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 专利代理师 孙杨柳 (51)Int.Cl. B01L 3/00(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 集成二氧化钛纳米材料微流控芯片及制备 与应用 (57)摘要 本发明涉及集成二氧化钛纳米材料微流控 芯片及制备与应用， 属于电喷 ‑电纺技术和微流 控技术领域。 利用电喷 ‑电纺技术在玻片上合成 单面凹陷TiO2球。 将单面凹陷TiO2球作为基底， 与“鱼骨”形微流控芯片相结合， 构 建集成TiO2纳 米界面微流控芯片。 利用TiO2与脂质双分子层 上 磷脂之间的相互作用， 单面凹陷TiO2球的尺寸效 应以及微流控芯片的涡旋碰撞作用， 协同用于 sEVs的高灵敏捕获。 该装置体积 小， 可成批制造， 该方法分离sEVs无需抗体、 适配体、 短肽等的修 饰， 简单快速， 高效， 成本低， 且整个分离过程中 无需大型仪器。 同时该装置也可进行抗体、 适配 体、 短肽等的修饰， 达到 特异性捕获某一类sEVs、 循环肿瘤细胞、 病毒、 细菌等病原体的目的。 权利要求书1页 说明书8页 附图6页 CN 115318349 A 2022.11.11 CN 115318349 A 1.集成二氧化 钛纳米材 料微流控芯片的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)以钛酸四正丁酯为原料采用电喷方法制备单面凹 陷TiO2纳米球， 或者以钛酸四异丙 酯为原料采用电纺 方法制备TiO2纳米纤维； (2)制备微通道模板， 所述微通道模板整体为连续的凸起结构， 且表面为凹凸不平结 构； 将预聚物倒入固定 于容器中的微 通道模板上， 除去气泡后进行固化， 得到微 通道； (3)通过预聚物将步骤(2)得到的微通道粘附在步骤(1)得到的单面凹陷TiO2纳米球或 TiO2纳米纤维上， 即得到集成二氧化 钛纳米材 料微流控芯片。 2.如权利要求1所述的集成二氧化钛纳米材料微流控芯片的制备方法， 其特征在于， 步 骤(2)的具体制备过程为： 用匀胶机在硅片上均匀覆盖光刻胶， 经过掩膜和负胶显影后， 得 到微通道模板； 将该微通道模板固定在培养皿中， 采用原 位反应成型法， 将液态预聚物倒在 培养皿中， 预聚物固化后， 将聚合物脱模成型 得到微通道。 3.如权利要求1或2所述的集成二氧化钛纳米材料微流控芯片的制备方法， 其特征在 于， 所述微通道整体为S形。 4.如权利要求1或2所述的集成二氧化钛纳米材料微流控芯片的制备方法， 其特征在 于， 所述步骤(3)之后， 还包括对 所述集成二氧化钛纳米材料微流控芯片进 行修饰， 具体为： 向所述集成二氧化钛纳米材料微流控芯片中注入生物素连接的牛血清白蛋白、 链霉亲和素 和生物素连接的抗体， 或者注入生物素连接的牛血清白蛋白、 链霉亲和素和 生物素连接的 适配体， 或者注入生物素连接的牛血清白蛋白、 链霉亲和素和生物素连接的多肽， 使TiO2与 牛血清白蛋白连接， 链霉亲和素与生物素连接， 以修饰所述集成二氧化钛纳米材料微流控 芯片。 5.如权利要求1 ‑3任一项所述方法制备 得到的集成二氧化 钛纳米材 料微流控芯片。 6.如权利要求5所述 集成二氧化 钛纳米材 料微流控芯片用于分离细胞外囊泡的应用。 7.如权利要求 4所述方法制备 得到的修饰后的集成二氧化 钛纳米材 料微流控芯片。 8.如权利要求7所述修饰后的集成二氧化钛纳米材料微流控芯片用于特异性分离细胞 外囊泡、 肿瘤 细胞、 细菌或病毒的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115318349 A 2集成二氧化 钛纳米材料微流控芯片及制备与应用 技术领域 [0001]本发明属于电喷 ‑电纺技术和微流控技术领域， 更具体地， 涉及集成二氧化钛纳 米 材料微流控芯片及制备与应用。 背景技术 [0002]采用电流体动力学射流技术制备单分散的微/纳 米颗粒和超细纤维成为研究热点 之一。 根据产 物形貌的不同， 可将静电射流分为电喷和电纺两种形式， 前者可制备单分散的 微/纳颗粒， 后者则能制备连续纳米纤维。 目前， 电喷 ‑电纺技术在高性能吸附、 防护、 过滤、 生物医学等众多领域具有广阔应用前 景。 [0003]sEVs作为“液体活检 ”的主要标志物之一是目前研究的热点之一。 由于sEVs含量较 高， 并在所有生理和疾病阶段都持续存在， 同时sEVs固有的稳定性保证了其携带的生物分 子的完整性， 因此sEVs在癌症的早期诊断和癌症治疗疗效监控中受到了广泛地关注。 若想 实现sEVs用于癌症早期诊断和癌症复发的监控， 首先需从基质复杂的生物样本中分离出 sEVs， 以便进行后续分析。 目前， 已经开发了多种技术用于sEVs的分离， 尽管传统的sEVs分 离方法在科学研究中被广泛应用， 但它们不能处理微量样 本、 处理时间长、 得到的sEVs纯度 低、 sEVs具有破损的风险。 微流控技术为微量样品中sEVs的分离提供了一个新的技术平台， 该技术中微米或纳米制 造的通道和结构可用于处理少量液体。 这种 方法具有独特 的优势， 包括试剂和样本消耗少、 分离和分析速度快以及微型化集 成等优势。 因此， 微流控技术越来 越多地被用于sEVs的快速分离和分析中， 以实现对癌症早期诊断和治疗后复发监控的目 的。 发明内容 [0004]本发明解决了现有技术中从标本中分离和富集含量较低sEVs存在的技术难度， 提 供了一种集成二氧化钛纳米材料微流控芯片及制备与用于细胞外囊泡分离， 用于下游核酸 分析的简 便方法。 该装置体积小， 可成批制造， 该方法简单快速， 高效， 成本低， 无需抗体、 适 配体、 短肽等的修饰， 整个分离过程中无需大型仪器。 同时该装置也可进 行抗体、 适配体、 短 肽等的修饰， 达 到特异性捕获某一类sEVs、 循环肿瘤 细胞、 病毒、 细菌等病原体的目的。 [0005]根据本发明第一方面， 提供了集成二氧化钛纳米材料微流控芯片的制 备方法， 包 括以下步骤： [0006](1)以钛酸四正丁酯为原料采用电喷方法制备单面凹陷TiO2纳米球， 或者以钛酸 四异丙酯为原料采用电纺 方法制备TiO2纳米纤维； [0007](2)制备微通道模板， 所述微通道模板整体为连续的凸起结构， 且表面为凹凸不平 结构； 将预聚物倒入固定 于容器中的微 通道模板上， 除去气泡后进行固化， 得到微 通道； [0008](3)通过预 聚物将步骤(2)得到的微通道粘附在步骤(1)得到的单面凹陷TiO2纳米 球或TiO2纳米纤维上， 即得到集成二氧化 钛纳米材 料微流控芯片。 [0009]优选地， 步骤(2)的具体制备过程为： 用匀胶机在硅片上均匀覆盖光刻胶， 经过掩说　明　书 1/8 页 3 CN 115318349 A 3