專利名稱：一種專用微流控芯片及其單次加樣連續(xù)分離電泳方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于應(yīng)用在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、分析化學(xué)的微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，涉 及到一種專用微流控芯片及其單次加樣連續(xù)分離電泳方法，特別涉及到能提高 連續(xù)分離電泳圖譜中峰高穩(wěn)定性的一種電泳方法與配合該方法使用的微流控芯 片。
背景技術(shù)：
微流控芯片(Microfluidic Chip)又稱微全分析系統(tǒng)(Micro Total Analysis System, 一TAS)是將化學(xué)、生物等領(lǐng)域中涉及的樣品制備、生物化學(xué)反應(yīng)、分 離和檢測等過程集成到一塊數(shù)平方厘米大小的芯片上的技術(shù)。當(dāng)電泳分離時， 微溝道兩端施加電壓，在電泳和電滲流復(fù)合作用下控制流體在微溝道中的流動 方向和速率，從而實(shí)現(xiàn)樣品各組分的分離分析。相比于傳統(tǒng)的毛細(xì)管電泳，微 流控芯片上的電泳分離以其分離快速、效率高、樣品消耗少、自動化程度高等 諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)檢測、生物分離以及藥物開發(fā)等領(lǐng)域。尤其當(dāng)進(jìn) 行大量試劑篩選和試劑檢測的工作時，微流控芯片的單次進(jìn)樣連續(xù)電泳分離能 夠顯著提高檢測效率，縮短檢測時間，節(jié)約檢測成本。
但當(dāng)微流控芯片上以目前普遍采用的夾流進(jìn)樣方法進(jìn)行連續(xù)電泳分離實(shí)驗(yàn) 時，會產(chǎn)生緩沖液泄漏，緩沖液通過進(jìn)樣溝道進(jìn)入樣品液池，造成樣品液的稀 釋，導(dǎo)致電泳圖譜里多次樣品峰高波動范圍很大，多次峰高穩(wěn)定性很差，不利 于準(zhǔn)確計算樣品中的成分含量，不便于快速、準(zhǔn)確、批量且經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行連續(xù)分 離電泳實(shí)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能顯著提高單次加樣連續(xù)分離電泳圖譜中樣品多 次峰高穩(wěn)定性的新方法，以及配合該方法使用的微流控芯片。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種專用微流控芯片以傳統(tǒng)微加工方法為基礎(chǔ)，在進(jìn)樣溝道側(cè)壁處增加分 流溝道和與其連通的分流儲液池，分流溝道和原進(jìn)樣溝道相交形成對稱或非對 稱分叉結(jié)構(gòu)；微流控芯片內(nèi)各條微溝道的寬度和深度為40微米到100微米，采用 PMMA、 PDMS聚合物或玻璃材料制作而成。
一種專用微流控芯片的單次加樣連續(xù)分離電泳方法，在專用微流控芯片上 對樣品液進(jìn)行連續(xù)分離電泳時，通過專用高壓電源對專用微流控芯片施加的分 流驅(qū)動電壓，使分別由緩沖液池與樣品液池進(jìn)入進(jìn)樣溝道內(nèi)多余的緩沖液和樣 品液全部通過分流溝道流入分流儲液池。
本發(fā)明的效果和益處是能有效阻止緩沖液泄漏進(jìn)入樣品液池，從而避免對 樣品液造成的稀釋，能明顯增強(qiáng)連續(xù)分離電泳圖譜中樣品多次峰高的重復(fù)性， 提高連續(xù)電泳分離實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。


圖l是專用微流控芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是專用高壓電源的輸出電極在專用微流控芯片上插接方式示意圖。 圖3是進(jìn)樣過程中微溝道內(nèi)液體流動方向的示意圖。 圖4是分離過程中微溝道內(nèi)液體流動方向的示意圖。
圖中1樣品液池；2緩沖液池；3樣品廢液池；4緩沖液廢液池；5分 流儲液池；6分流溝道；7分離溝道；8下層基片；9上層蓋片。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖l所示，專用微流控芯片以傳統(tǒng)微加工方法為基礎(chǔ)，該芯片由上層蓋片
9和下層基片8組成，上層蓋片9上分布著直徑均為3毫米的樣品液池1、緩沖液池 2、樣品廢液池3、緩沖液廢液池4、分流儲液池5;下層基片8上分布著多條微溝 道，其交叉區(qū)域?yàn)殡pT型或十字型，在進(jìn)樣溝道側(cè)壁上增設(shè)一段分流溝道6并與 原進(jìn)樣溝道相交形成分叉結(jié)構(gòu)，該分叉結(jié)構(gòu)可使分流溝道6和原進(jìn)樣溝道成一定 角度的對稱或非對稱分布，其角度大小視實(shí)驗(yàn)情況選擇在3(T到150°之間；將 上述的上層蓋片9和下層基片8鍵合成一體后，各個儲液池通過微溝道相互連通， 每條微溝道末端都處于相應(yīng)的儲液池中。微流控芯片內(nèi)各條微溝道的寬度和深 度為40微米到100微米，制作材料為PMMA、 PDMS聚合物或玻璃。
電泳專用高壓電源的四路高壓輸出電極在專用微流控芯片上的插接方式如 圖2所示，通過高壓電源在微流控芯片上施加的電場進(jìn)行電泳實(shí)驗(yàn)，完整的電泳 實(shí)驗(yàn)分為兩個過程——進(jìn)樣和分離。首先，在樣品液池l中注入所要分析的樣品 液，其他儲液池以及微溝道內(nèi)均注入適量緩沖液。然后采用常規(guī)電動夾流進(jìn)樣 的方法控制進(jìn)樣，即在樣品液池l中施加一定的進(jìn)樣電壓，在緩沖液池2以及緩 沖液廢液池4中施加相應(yīng)的夾流電壓，樣品廢液池3和分流儲液池5懸空，進(jìn)樣時 微溝道內(nèi)液體的流動方向如圖3所示。之后開始分離過程，各個儲液池中所施加 的電壓同時進(jìn)行轉(zhuǎn)換，緩沖液池2中施加分離電壓，而樣品池l中施加相應(yīng)的分 流電壓，其余儲液池均懸空，將分別由緩沖液池2與樣品液池1進(jìn)入進(jìn)樣溝道多 余的緩沖液和樣品液全部通過分流溝道6流入分流儲液池5，分離時微溝道內(nèi)液 體的流動方向如圖4所示。
采用本發(fā)明提出的單次加樣連續(xù)分離電泳方法配合專用微流控芯片進(jìn)行電泳分析實(shí)驗(yàn)，能夠有效阻止緩沖液泄漏進(jìn)入樣品液池l，避免對樣品液造成的稀 釋，從而明顯增強(qiáng)連續(xù)分離電泳圖譜中樣品多次峰高的重復(fù)性，提高連續(xù)電泳分離實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
1.一種專用微流控芯片，其特征是以傳統(tǒng)微加工方法為基礎(chǔ)，在進(jìn)樣溝道側(cè)壁處增加分流溝道(6)和與其連通的分流儲液池(5)，分流溝道(6)和原進(jìn)樣溝道相交形成對稱或非對稱分叉結(jié)構(gòu)；微流控芯片內(nèi)各條微溝道的寬度和深度為40微米到100微米，采用PMMA、PDMS聚合物或玻璃材料制作而成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種專用微流控芯片及其單次加樣連續(xù)分離電泳方法，屬于應(yīng)用在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、分析化學(xué)的微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域。其特征是本發(fā)明包括電泳高壓電參數(shù)的施加方法和配合該方法使用的微流控芯片，通過電泳專用高壓電源對微流控芯片施加的分流驅(qū)動電壓，使多余的緩沖液和樣品液全部通過分流溝道流入分流儲液池；專用微流控芯片上進(jìn)樣溝道側(cè)壁處增加與原進(jìn)樣溝道成分叉結(jié)構(gòu)的分流溝道及與其連通的分流儲液池。本發(fā)明的效果和益處是能有效阻止緩沖液泄漏，避免樣品液的稀釋，能明顯增強(qiáng)連續(xù)分離電泳圖譜中樣品多次峰高的重復(fù)性，提高連續(xù)電泳分離實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
文檔編號G01N27/453GK101275926SQ200710159328
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者沖 劉, 劉軍山, 劉文濤, 征 徐, 杜立群, 王曉東, 剛 陳 申請人:大連理工大學(xué)