專利名稱：一種用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微流控芯片裝置，尤其涉及的是一種用于釆用吸收光 度法檢測(cè)的微流控芯片裝置的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
背景技術(shù)：
吸收光度檢測(cè)是一種應(yīng)用廣泛的通用光學(xué)檢測(cè)方法，其檢測(cè)原理是由光源產(chǎn)生復(fù)合光，通過(guò)色散系統(tǒng)，分解為波長(zhǎng)連續(xù)的單色光；單色光通過(guò) 被檢測(cè)的生化樣品時(shí)，生化樣品會(huì)吸收其中某幾種單色光，通過(guò)^r測(cè)出射 光的頻譜，即可判斷其成份；通過(guò)檢測(cè)出射光的強(qiáng)度S和入射光的強(qiáng)度R， 得到透射率T-S/R，其透射率與生化樣品的濃度相關(guān)，從而可以判斷生化樣 品的濃度。該方法具有可測(cè)定的物質(zhì)種類多、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛用于 各種生物化學(xué)分析系統(tǒng)中。傳統(tǒng)上常采用石英晶體樣品池作為光吸收池， 吸收池體積較大， 一般在毫升量級(jí)，試劑及檢測(cè)樣品消耗較多。近幾年發(fā)展起來(lái)的微流控分析系統(tǒng)順應(yīng)了分析儀器和分析科學(xué)的微型 化、集成化與便攜化的發(fā)展趨勢(shì)，已發(fā)展成為當(dāng)前科技前沿領(lǐng)域之一。吸 收光度法是最早用于微流控分析系統(tǒng)的檢測(cè)方法之一，如圖l所示芯片結(jié) 構(gòu)，使檢測(cè)樣本從幾ml級(jí)降至幾十pl級(jí)，但由于目前的微流控分析系統(tǒng)的 檢測(cè)區(qū)都位于厚度只有數(shù)十微米甚至幾微米的微流道10內(nèi)，微流道10的厚 度尺寸有限，不可能做到足夠深，導(dǎo)致其吸收光程短，檢測(cè)的相對(duì)靈敏度 低，其應(yīng)用受到了很大限制。通常，為達(dá)到實(shí)用的檢測(cè)靈敏度，光程最好在l厘米左右，至少應(yīng)該設(shè)置5毫米。在現(xiàn)有技術(shù)的吸收光度檢測(cè)中，如果雜散光進(jìn)入檢測(cè)裝置，將會(huì)干擾 信號(hào)，增加噪聲，大大降低信噪比，危及靈敏度。為了減少雜散光的干擾， 研究人員設(shè)計(jì)制作了帶有光學(xué)狹縫ll的芯片，如圖l。芯片微流道由硅制成， 在芯片的微流道兩側(cè)濺射一層二氧化硅/硅薄膜，能有效地?fù)踝×鞯纼蓚?cè)的雜散光，以降低噪聲，提高靈敏度，請(qǐng)參見(jiàn)[NakanishiH,NishimotoT， AraiA, et al. Fabrication of quartz microchips with optical slit and development of a linear imaging UV detector for microchip electrophoresis systems. Electrophoresis, 2001, 22(2): 230-234.]。在吸收光度法檢測(cè)中，吸光度與吸收池的光程成正比，所以通過(guò)增加 吸收池的檢測(cè)光程，可以使吸收光度檢測(cè)的靈敏度提高。近幾年，研究人 員也研究了幾種通過(guò)增加檢測(cè)區(qū)的吸收光程提高檢測(cè)靈敏度的方法。如采 用在玻璃芯片上鍍鋁膜作為反射鏡面形成多重反射吸收池的技術(shù)如圖2所 示,可參考[Salimi-Moosavi H, Jiang Y T， Lester L， et al. A multireflection cell for enhanced absorbance detection in microchip based capillary electrophoresis devices. Electrophoresis, 2000, 21(7):1291-1299.],需要在所述微流道10的內(nèi) 側(cè)鍍鋁膜，在如此微小的微流道內(nèi)鍍鋁膜，其工藝非常復(fù)雜。如把光纖12 埋植于微流道10內(nèi)，采用與通道液流方向一致的縱向吸收方式，如圖3所示， 請(qǐng)參見(jiàn)文獻(xiàn)[Ro K W， Lim K, Shim B C, et al. Integrated light collimating system for extended optical-path-length absorbance detection in microchip based capillary electrophoresis. Anal. Chem.， 2005, 77(16):5160-5166.],其沿微 流道10長(zhǎng)度方向作為檢測(cè)光程，并在微流道內(nèi)存有與所述微流道同向的光 纖12,解決了在微流道內(nèi)的光傳輸透射；在所述微流道上設(shè)置兩個(gè)狹縫， 一為入射狹縫13,和， 一出射狹縫14,垂直與所述微流道設(shè)置，并在所述 微流道上設(shè)置有光孔，用于透光，在所述入射狹縫和所述出射狹縫之間設(shè) 置有流通池，使光穿越一段孩i流道，由此可以增加檢測(cè)光程，但該方法的工藝難度依然非常復(fù)雜，成本高。此外，現(xiàn)有技術(shù)的上述各方案由于微流道尺寸的限制，無(wú)法保證待測(cè) 液體的充分混合，這樣其檢測(cè)結(jié)果往往偏差很大，準(zhǔn)確性很低。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷而有待于改進(jìn)和發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置， 在明顯提高檢測(cè)的靈敏度的同時(shí)，簡(jiǎn)化制作工藝，降低成本。本發(fā)明技術(shù)方案包括一種用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置，其包括一芯片主體，用于 埋植一用于檢測(cè)液體的微流道；其中，所述芯片主體設(shè)置在一基片上，并 且在所述微流道的出口處設(shè)置為垂直于所述基片的微孔，并對(duì)應(yīng)該^f敞孔的 位置在所述基片上設(shè)置有光出射孔，用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述出口處微流道的光線 進(jìn)行檢測(cè)。所述的用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置，其中，所述芯片主體設(shè) 置為不透明材料。所述的用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置，其中，所述微孔內(nèi)還設(shè) 置有一 不透明材料支撐的中空管，用于對(duì)應(yīng)所述光出射孔的檢測(cè)。本發(fā)明所提供的一種用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置，由于采 用了在芯片中垂直開(kāi)口設(shè)置的微流道作為檢測(cè)光程，方便了檢測(cè)，同時(shí)簡(jiǎn) 化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的吸光度^:測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)的另 一吸光度檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 圖3為現(xiàn)有技術(shù)的再一吸光度檢測(cè)芯片的立體透視示意圖；圖4為本發(fā)明的吸光度檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，將對(duì)本發(fā)明的各較佳實(shí)施例進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明所提供的一種用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置，如圖4所 示，其基本的結(jié)構(gòu)改進(jìn)是在于，在一基片201上設(shè)置芯片主體202，并在該 芯片主體202中支撐一微流道l 10。把微流控芯片吸光度檢測(cè)區(qū)IOO置于微流 控芯片的上溶液出口處，所述微流道110在所述芯片內(nèi)彎折設(shè)置，在出口處 根據(jù)不同的芯片材料選用不同的方法制作出垂直開(kāi)口的微孔l 12,試劑與樣 品在前段反應(yīng)區(qū)lll內(nèi)反應(yīng)完畢后，輸送到該出口處微孔內(nèi)，進(jìn)行吸收光度 法檢測(cè)。這樣，待測(cè)液體就可以在前段的微流道內(nèi)得到充分反應(yīng)和混合， 因此其檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。為了解決雜散光的干擾問(wèn)題，本發(fā)明芯片裝置可采用不透明的材料制 作微流控芯片或者在垂直開(kāi)口的微孔內(nèi)插入用不透明材料制作的中空管， 將檢測(cè)的光線通過(guò)該不透明材料形成的管道，這樣，就減少了經(jīng)過(guò)所述微 流道出口處的光線所受的外部散射光干擾。本發(fā)明的用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置可以通過(guò)調(diào)整所述芯 片主體的厚度實(shí)現(xiàn)所述微流道光程的延長(zhǎng)，因?yàn)槠湓O(shè)置改變非常容易，且 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低。本發(fā)明用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置把微流控芯片吸光度檢 測(cè)區(qū)置于微流控芯片上溶液出口處，這樣吸收光程就不再局限于微流道的 深度，而是取決于芯片的厚度，芯片越厚，所述微流道形成的光程越大。 而芯片厚度往往在毫米或厘米量級(jí)，并且可以隨意調(diào)整，完全能夠滿足長(zhǎng) 吸收光程的要求；同時(shí)，使用不透明的材料制作微流控芯片或者在垂直開(kāi) 口的微孔內(nèi)插入用不透明材料制作的中空管，可用來(lái)解決雜散光問(wèn)題，而 且其制作工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。以下是本發(fā)明用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置的具體應(yīng)用實(shí)施例1. 血液生化4全測(cè)過(guò)程設(shè)置微流控芯片主體是硅膠，其基片是石英玻璃；在該微流控芯片主 體上用中空末端鋒利的鋼管打孔，并插入內(nèi)徑為0.5mm，長(zhǎng)度為5mm的不銹 鋼管；將血液與化學(xué)試劑在微流道內(nèi)混合反應(yīng)后輸送到出口的不銹鋼管內(nèi)， 并進(jìn)行吸光度4全測(cè)。2. 水中重金屬離子檢測(cè)本發(fā)明所述微流控芯片主體和基片材料都是不透明塑料；用激光在微 流控芯片主體上打孔，內(nèi)徑為0.5mm,深度為lcm;待檢測(cè)水與化學(xué)試劑在 微流道內(nèi)混合反應(yīng)后輸送到出口內(nèi)，進(jìn)行吸光度4企測(cè)。本發(fā)明所述用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置的其他結(jié)構(gòu)設(shè)置為 現(xiàn)有技術(shù)所熟知，在此不再贅述。本發(fā)明用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯 片裝置利用了前段的微流道作為充分混合和反應(yīng)的通道，而在出口處的微 流道作為了檢測(cè)的光程通道，并在基片上對(duì)應(yīng)位置設(shè)置了一光出射孔，該 芯片的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，并可方便于對(duì)檢測(cè)光程的設(shè)置，芯片的生產(chǎn)工 藝更為筒單，成本低。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述較為具體，并不能 因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以 所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置，其包括一芯片主體，用于埋植一用于檢測(cè)液體的微流道；其特征在于，所述芯片主體設(shè)置在一基片上，并且在所述微流道的出口處設(shè)置為垂直于所述基片的微孔，并對(duì)應(yīng)該微孔的位置在所述基片上設(shè)置有光出射孔，用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述出口處微流道的光線進(jìn)行檢測(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置，其 特征在于，所述芯片主體設(shè)置為不透明材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置，其 特征在于，所述^:孔內(nèi)還設(shè)置有一不透明材料支撐的中空管，用于對(duì)應(yīng)所 述光出射孔的檢測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于吸收光度法檢測(cè)的微流控芯片裝置，其包括一芯片主體，用于埋植一用于檢測(cè)液體的微流道；其中，所述芯片主體設(shè)置在一基片上，并且在所述微流道的出口處設(shè)置為垂直于所述基片的微孔，并對(duì)應(yīng)該微孔的位置在所述基片上設(shè)置有光出射孔，用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述出口處微流道的光線進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明微流控芯片裝置由于采用了在芯片中垂直開(kāi)口設(shè)置的微流道作為檢測(cè)光程，方便了檢測(cè)，同時(shí)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)G01N21/75GK101256145SQ20081006632
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者王戰(zhàn)會(huì) 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院