一種微流控芯片及在線自動化芯片磁固相微萃取系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種微流控芯片及在線自動化芯片磁固相微萃取液相色譜電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含恒流注射泵、無菌注射器、聚乙烯泵管、石英毛細(xì)管、高效液相色譜、色譜分析柱、電感耦合等離子體質(zhì)譜、自制芯片氣閥控制、微流控芯片、磁鐵、六通閥和定量環(huán)組成，由恒流注射泵推動無菌注射器經(jīng)聚乙烯泵管將樣品和試劑導(dǎo)入微流控芯片，在芯片上完成樣品處理后經(jīng)石英毛細(xì)管、六通閥和定量環(huán)導(dǎo)入液相色譜電感耦合等離子體質(zhì)譜進(jìn)行檢測，并使用自制芯片氣閥控制對芯片上的處理過程予以控制。該體系具有低的試劑/樣品消耗量、重現(xiàn)性好、高集成化和自動化的特點(diǎn)，十分適用于細(xì)胞樣品中痕量元素形態(tài)分析的研究。
【專利說明】
-種微流控巧片及在線自動化巧片磁固相微萃取系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，設(shè)及一種微流控忍片及一種在線自動化忍片磁固 相微萃取系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 元素形態(tài)分析一般通過高效的分離技術(shù)與高靈敏的元素特異性檢測技術(shù)聯(lián)用實(shí) 現(xiàn)。在諸多的元素特異性檢測器中，電感禪合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)具有突出的優(yōu)勢，不僅 靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬，而且還能提供同位素相關(guān)信息。將其與色譜技術(shù)（如 HPLC、GC、CE)聯(lián)用是元素形態(tài)分析的常用手段。其中，HPLC與ICP-MS聯(lián)用是隸形態(tài)分析中研 究最多、應(yīng)用最為廣泛的分析技術(shù)。然而，采用常規(guī)的HPLC-ICP-MS對細(xì)胞中的隸形態(tài)進(jìn)行 直接檢測還是存在著一些問題：（1)細(xì)胞樣品體積較少，無法與常規(guī)HPLC進(jìn)樣體積相匹配；
[2] 細(xì)胞基質(zhì)會造成基質(zhì)干擾及多原子離子干擾；（3)儀器的靈敏度不足W滿足少量細(xì)胞中 超痕量的元素形態(tài)分析的需要。小孔柱(small-bore columns)HPLC使用柱尺寸和固定相粒 徑更小的色譜柱，運(yùn)使得小孔柱具有進(jìn)樣體積小、色譜分離度高、背壓高和液體流速更低的 特點(diǎn)。因此，能更好地與細(xì)胞樣品的體積相匹配，同時減少有機(jī)相和鹽的引入對ICP離子源 穩(wěn)定性和離子化效率會造成的影響。Wmicro column為例，4化L mirTi的流動相流速減少了 引入離子源的基質(zhì)并且大大降低了試劑的使用量和鹽及有機(jī)溶劑的引入量，更有利于等離 子體的穩(wěn)定。然而，要解決后兩個問題，則需要在microHPLC-ICP-MS檢測前輔W合適的樣品 前處理方法對其進(jìn)行基質(zhì)的去除和目標(biāo)分析物的富集。
[0003] 忍片磁固相微萃取(MSPME)是由磁固相萃取(MSPE)和微全分析系統(tǒng)(yTAS)技術(shù)上 發(fā)展起來的新型固相微萃取系統(tǒng)。微全分析系統(tǒng)是現(xiàn)代分析化學(xué)的前沿領(lǐng)域之一，其目標(biāo) 是通過分析化學(xué)、微機(jī)電加工、計(jì)算機(jī)、電子學(xué)、材料科學(xué)及生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的交叉實(shí)現(xiàn)化學(xué)分 析系統(tǒng)從樣品處理到檢測的整體微型化、自動化、集成化與便攜化。目前，它已被廣泛的應(yīng) 用于化學(xué)及生物研究之中，特別是細(xì)胞操縱及細(xì)胞分析。微流控忍片作為一種化學(xué)分析工 具，具有許多的優(yōu)勢:低的生物樣品與試劑的使用量(化或nL級）、高通量、快速、高靈敏度和 空間分辨率等。因此，微流控忍片是解決細(xì)胞分析中微型化問題的有力手段。磁性納米粒子 被廣泛用于微流控忍片上的各類操縱和分析體系。忍片為磁性納米粒子提供了優(yōu)越的時間 和空間控制平臺，同時在忍片體系中，由于微型化而帶來的近距離優(yōu)勢也使得控制磁性納 米離子的微型磁部件展現(xiàn)出更強(qiáng)的磁性和隨之而來的更強(qiáng)操縱能力。正是基于運(yùn)些優(yōu)勢， 微流控忍片上的磁操縱技術(shù)被應(yīng)用于許多的分析體系。
[0004] 化等將磁性納米粒子自組裝于微流控忍片上的磁區(qū)通道中，W形成固相萃取微 柱，從而建立了微流控忍片上針對細(xì)胞樣品的固相微萃取平臺。在運(yùn)一體系中，由于微流控 忍片微米級的尺寸特點(diǎn)，樣品所需的細(xì)胞個數(shù)相較于常規(guī)細(xì)胞檢測而言大大減少，考慮到 細(xì)胞異質(zhì)性的存在，運(yùn)一體系的檢測結(jié)果也就比常規(guī)細(xì)胞檢測的結(jié)果更能體現(xiàn)細(xì)胞中元素 及其形態(tài)的真實(shí)情況。Chen等利用橫酸基改性的納米磁性離子填充于忍片通道中，建立微 流控忍片與液相色譜-電感禪合等離子體質(zhì)譜結(jié)合分析酵母細(xì)胞中砸形態(tài)的新方法，為細(xì) 胞中砸形態(tài)分析開拓了新思路。但在該工作中，五種小分子砸形態(tài)(Se切s，MeSe切s，SeMet, SeGlu和SeEt)的萃取效率均不足80%，同時在解吸階段還需要超聲輔助進(jìn)行洗脫，并且由 于離線的操作模式，該方法所需的操作還是較為繁瑣，同時也存在著樣品在萃取后受到污 染的風(fēng)險(xiǎn)，基于此，開發(fā)在線的自動化HPLC-ICP-MS檢測平臺顯得十分有意義。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種微流控忍片，同時建立了一種 磁固相萃取與微柱高效液相色譜-電感禪合等離子體質(zhì)譜在線自動化聯(lián)用體系。該體系具 有低的試劑和樣品消耗量、好的重現(xiàn)性、高集成化和自動化的特點(diǎn)，十分適用于細(xì)胞等微量 生物樣品痕量元素形態(tài)的研究。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案具體如下：
[0007] -種微流控忍片，包括左右對稱的兩條微通道、磁性納米粒子和磁鐵;所述的微通 道包括位于首端的婉艇通道和位于尾端的破膜直通道;兩條微通道各設(shè)有四個微流控忍片 入口，所述的微流控忍片入口包括細(xì)胞進(jìn)樣孔、破膜液進(jìn)樣孔、解吸劑進(jìn)樣孔和磁性納米粒 子進(jìn)樣孔;兩條微通道的尾端各設(shè)有一個排廢出口，且兩條微通道尾端與同一個微流控忍 片出口相連；
[0008] 婉艇通道的首端引出兩條短通道，分別與細(xì)胞進(jìn)樣孔和破膜液進(jìn)樣孔連通，婉艇 通道的尾端通過短通道與破膜直通道首端連通；
[0009] 破膜直通道的首端依次通過短通道與婉艇通道的尾端、解吸劑進(jìn)樣孔和磁性納米 粒子進(jìn)樣孔連通；
[0010] 破膜直通道的尾端引出兩條短通道，一條與排廢出口連通，一條與微流控忍片出 口連通，與排廢出口連通的短通道上設(shè)有控制氣閥；
[0011] 所述的破膜直通道內(nèi)填充有磁性納米粒子，且破膜直通道兩側(cè)均設(shè)有磁鐵。
[0012] 所述的磁鐵為永磁鐵，所述的磁性納米粒子為丫 -琉丙基Ξ甲氧基硅烷修飾的 化3化納米粒子。
[0013] -種在線自動化忍片磁固相微萃取系統(tǒng)，包括上述微流控忍片、恒流注射累及注 射器、六通閥進(jìn)樣器、定量環(huán)、液相色譜累、液相色譜柱，各部件之間通過管道連接;所述的 恒流注射累及注射器與微流控忍片入口相連;所述的六通閥進(jìn)樣器上的閥孔按順時針分為 第一閥孔、第二閥孔、第Ξ閥孔、第四閥孔、第五閥孔、第六閥孔，第一閥孔與微流控忍片出 口相連，第二閥孔與廢液池相連，第Ξ閥孔和第六閥孔與定量環(huán)相連，第四閥孔與液相色譜 累相連，第五閥孔與液相色譜柱進(jìn)樣端相連;手柄位于取樣位置時，第一閥孔與第六閥孔連 通，第二閥孔與第Ξ閥孔連通，第四閥孔與第五閥孔連通;手柄位于進(jìn)樣位置時，第一閥孔 與第二閥孔連通，第Ξ閥孔與第四閥孔連通，第五閥孔與第六閥孔連通。
[0014] 所述的液相色譜柱，其出樣端與電感禪合等離子體質(zhì)譜相連。
[0015] 本實(shí)用新型具有W下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0016] 本實(shí)用新型可同時萃取無機(jī)隸、甲基隸、乙基隸和苯基隸，用于分析細(xì)胞樣品中無 機(jī)隸、甲基隸、乙基隸和苯基隸形態(tài);具有裝置在線分析、分析快速、自動化程度高、重現(xiàn)性 好、樣品基質(zhì)凈化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可適用于微量生物樣品中無機(jī)隸、甲基隸、乙基隸和苯基 隸形態(tài)的分析。
【附圖說明】
[0017] 圖1為微流控忍片的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1、2為微通道，1-U2-1為細(xì)胞進(jìn)樣孔，1-2、 2-2為破膜液進(jìn)樣孔，1 -3、2-3為解吸劑進(jìn)樣孔，1 -4、2-4為磁性納米粒子進(jìn)樣孔，1-5、2-5為 排廢出口，3-1為磁鐵一，3-2為磁鐵二，3-3為磁鐵Ξ，4為微流控忍片出口，5-1、5-2、5-3、5- 4為控制氣閥。
[0018] 圖2為在線自動化忍片磁固相微萃取液相色譜電感禪合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)分 析狀態(tài)示意圖，其中：6為微流控忍片，7為電感禪合等離子體質(zhì)譜，8為液相色譜柱，9為液相 色譜累，10為定量環(huán)，11-1為解吸劑恒流累及注射器，11-2為細(xì)胞樣品恒流累及注射器，11- 3為細(xì)胞破膜液恒流累及注射器，11-4為細(xì)胞破膜液恒流累及注射器，11-5為細(xì)胞樣品恒流 累及注射器，11-6為解吸劑恒流累及注射器，11-7為磁球填充及憐酸緩沖液恒流累及注射 器，11-8為磁球填充及憐酸緩沖液恒流累及注射器，12為廢液池，13-1、13-2、13-3、13-4、 13-5、13-6依次分別為六通閥的第一閥孔、第二閥孔、第Ξ閥孔、第四閥孔、第五閥孔、第六 閥孔。
[0019] 圖3是在線自動化忍片磁固相微萃取液相色譜電感禪合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)萃 取狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 如圖1所示，一種微流控忍片，包括左右對稱的兩條微通道、磁性納米粒子和磁鐵； 所述的微通道包括位于首端的婉艇通道和位于尾端的破膜直通道;兩條微通道各設(shè)有四個 微流控忍片入口，所述的微流控忍片入口包括細(xì)胞進(jìn)樣孔、破膜液進(jìn)樣孔、解吸劑進(jìn)樣孔和 磁性納米粒子進(jìn)樣孔;兩條微通道的尾端各設(shè)有一個排廢出口，且兩條微通道尾端與同一 個微流控忍片出口相連；
[0023] 婉艇通道的首端引出兩條短通道，分別與細(xì)胞進(jìn)樣孔和破膜液進(jìn)樣孔連通，婉艇 通道的尾端通過短通道與破膜直通道首端連通；
[0024] 破膜直通道的首端依次通過短通道與婉艇通道的尾端、解吸劑進(jìn)樣孔和磁性納米 粒子進(jìn)樣孔連通；
[0025] 破膜直通道的尾端引出兩條短通道，一條與排廢出口連通，一條與微流控忍片出 口連通，與排廢出口連通的短通道上設(shè)有控制氣閥；
[00%]所述的破膜直通道內(nèi)填充有磁性納米粒子，且破膜直通道兩側(cè)均設(shè)有磁鐵。
[0027] 所述的磁鐵為永磁鐵，所述的磁性納米粒子為丫 -琉丙基Ξ甲氧基硅烷修飾的 化3化納米粒子。
[0028] PDMS微流控忍片的設(shè)計(jì)：該忍片上集成有左右對稱的兩個微通道1和2,四個控制 氣閥5-1、5-2、5-3、5-4 W及磁鏈生長、細(xì)胞破膜和目標(biāo)分析物解吸Ξ大模塊。微通道的高度 為50μπι，寬度為400μπι，氣閥通道的高度為50μπι，寬度為60化m。圖1中婉艇曲線為細(xì)胞破膜 區(qū)，婉艇的通道有助于細(xì)胞樣品與破膜液之間的混合，加速細(xì)胞裂解過程，四個入口 1-U1- 2、2-1、2-2分別由恒流注射累引入兩路細(xì)胞樣品和兩路破膜液。圖1中從上至下與直通道相 連的依次為解吸劑進(jìn)樣孔、磁性納米粒子進(jìn)樣孔，在萃取過程中磁性納米粒子進(jìn)樣孔也作 為緩沖清洗液的入口，在兩條平行的通道上下分別固定Ξ塊永磁體(1.0*0.5*0.2cm)。
[0029] PDMS微流控忍片的加工:娃模板的制作采用軟光刻方法，使用AZ-50XT光刻膠。流 體通道制作:將GE RTV 615 (PDMS)的A組分(預(yù)聚體)和B組分（固化劑）W質(zhì)量比10:1混合， 攬拌均勻，置于真空干燥器中使用油累抽真空lOmin，取出后靜止待氣泡消失。將PDMS溶膠 誘注在娃模版上，將模型輔助用的永磁鐵放置于圖2所示的3-1磁鐵一、3-2磁鐵二、3-3磁鐵 一處，75 °C固化化，將固化的PDMS從娃模版上剝離，在通道入口和出口端打孔。
[0030] 控制通道制作:將GE RTV 615(PDMS)的A組分和B組分W質(zhì)量比15:1混合，攬拌均 勻，置于真空干燥器中使用油累抽真空lOmin，取出后靜置待氣泡消失。將娃陽模放在勻膠 機(jī)托盤上，誘注PDMS溶膠，開啟勻膠機(jī)，設(shè)置轉(zhuǎn)速參數(shù)(前轉(zhuǎn)60化pm，旋轉(zhuǎn)15s;后轉(zhuǎn)1200rpm， 旋轉(zhuǎn)30s)，利用勻膠機(jī)的旋轉(zhuǎn)在娃陽模表面涂布一層PDMS薄膜，然后將其置于烘箱中，75Γ 固化30min。雙層PDMS忍片的制作:將加工好的含流體通道的PDMS和含控制通道的PDMS薄膜 的娃陽模置于等離子體清洗器中，用氧等離子體處理Imin，取出后立即將二者貼合，使表面 鍵合，并確保流體通道和控制通道位置垂直對應(yīng)。置于烘箱中75Γ固化30min，使鍵合面老 化。然后將該雙層PDMS從陽模上剝離，在控制通道入口端打孔。再將其與玻片放置于等離子 體清洗器中，用氧等離子體處理Imin，取出后迅速鍵合，然后75°C固化lOmin使鍵合面完全 老化。
[0031] 采用共沉淀的方法制備磁固相萃取材料磁性納米粒子Fe3〇4,該方法為現(xiàn)有技術(shù)， 具體步驟如下:稱取11.7g氯化鐵化C13,溶于150血高純水中。加入4.3g氯化亞鐵FeCl2,再加 入50mL高純水。完全溶解后，在化保護(hù)下攬拌加熱回流至85°C，快速加入40mL濃氨水并將攬 拌速度和保護(hù)氣化變大，溶液顏色由橘紅色變?yōu)楹谏?。半小時后，冷卻至室溫，所得磁性納 米粒子化3〇4采用磁分離方法分別用高純水和乙醇洗涂數(shù)次，保存于乙醇中待用。采用堿催 化的方法制備磁性納米娃球Fe3〇4@Si〇2。將上步制備的磁性納米粒子Fe3〇4取一半于干燥燒 杯中，加入lOOmL異丙醇，超聲分散lOmin后，加入至25〇1^的^口燒瓶中，再加入12mL蒸饋 水，滴加7mL濃氨水后滴加8mL四乙氧基硅烷TE0S，化保護(hù)條件下攬拌室溫反應(yīng)12h，分別用 高純水和乙醇洗涂磁性納米娃球Fe3〇4@Si化數(shù)次，保存于乙醇中待用。丫 -MPTS改性磁性納 米娃球的制備:將上步制備的磁性納米娃球Fe3〇4@Si〇2取一半于干燥燒杯中，加入200mL乙 醇，5mL濃氨水，2mL 丫-琉丙基Ξ甲氧基硅烷（丫 -MPTS)后，超聲分散lOmin，加入至500mL的 Ξ 口燒瓶中，的保護(hù)條件下攬拌室溫反應(yīng)12h，分別用高純水和乙醇洗涂磁性納米娃球 Fe3^@Si〇2@細(xì)數(shù)次，保存于乙醇中待用。使用前用0.5mol L-1硝酸在超聲條件下清洗兩次 后，使用乙酸錠洗至中性，最后用高純水清洗Ξ次，待用。磁性納米粒子配制為25mg mL-i的 懸浮液并超聲處理15分鐘，之后在外磁體的作用下，在忍片控制氣閥5-2和5-3關(guān)閉的情況 下W4mL min-i的流速填充于直型通道內(nèi)。
[0032] 實(shí)施例2
[0033] 如圖2所示，一種在線自動化忍片磁固相微萃取系統(tǒng)，包括上述微流控忍片、恒流 注射累、六通閥進(jìn)樣器、定量環(huán)、液相色譜累、液相色譜柱，各部件之間通過管道連接;所述 的恒流注射累與微流控忍片入口相連;所述的六通閥進(jìn)樣器上的閥孔按順時針分為第一 閥孔、第二閥孔、第Ξ閥孔、第四閥孔、第五閥孔、第六閥孔，第一閥孔與微流控忍片出口相 連，第二閥孔與廢液池相連，第Ξ閥孔和第六閥孔與定量環(huán)相連，第四閥孔與液相色譜累相 連，第五閥孔與液相色譜柱進(jìn)樣端相連;手柄位于取樣位置時，第一閥孔與第六閥孔連通， 第二閥孔與第Ξ閥孔連通，第四閥孔與第五閥孔連通;手柄位于進(jìn)樣位置時，第一閥孔與第 二閥孔連通，第Ξ閥孔與第四閥孔連通，第五閥孔與第六閥孔連通。
[0034] 上述在線自動化忍片磁固相微萃取系統(tǒng)，還可W將液相色譜柱的出樣端與電感禪 合等離子體質(zhì)譜相連。
[0035] 其中：恒流注射累為TS2-60型恒流注射累(保定蘭格恒流累有限公司，中國），無菌 注射器為lmL(上海金塔醫(yī)用器材有限公司，中國）。高效液相色譜為Ultimate 3000型 (Dionex, Germerring, Germany )，色譜分析柱為RP-ClSmicro 色譜柱（Dionex, ClSAcclaim, 3 μπι，30〇Α, 1.0mm i . d.)，電感禪合等離子體質(zhì)譜為Xseries型ICP-MS(Thermo，USA)。色譜分 離梯度為：l-8min，2 %甲醇-98 %流動相;8-lOmin，換為55 %甲醇-45 %流動相；10-12min， 保持55%甲醇-45%流動相；12-20min，換為2%甲醇-98%流動相。忍片氣閥控制系統(tǒng)為實(shí) 驗(yàn)室自制，由計(jì)算機(jī)控制。
[0036] 細(xì)胞樣品從注射器中由聚乙締累管導(dǎo)入微流控忍片入口 1-1和2-1，細(xì)胞破膜液從 注射器中由聚乙締累管導(dǎo)入微流控忍片入口 1-2和2-2,解吸劑從注射器中由聚乙締累管導(dǎo) 入微流控忍片入口 1-3和2-3,憐酸緩沖液從注射器中由聚乙締累管導(dǎo)入微流控忍片入口 Ι? α 和 2-4 。 在忍片 內(nèi)的婉艇通道完成細(xì)胞破膜 ，在直 型通道完成固 相微萃取過程 ，廢液從忍片 排廢出口 1-5和2-5,解吸液從出樣口 4導(dǎo)入石英毛細(xì)管中，并進(jìn)入定量環(huán)，最終進(jìn)入 microHPLC-ICP-MS進(jìn)行分析檢測。其具體過程如下:0-10分鐘，一份細(xì)胞樣品從忍片入口 1- 1導(dǎo)入，同時細(xì)胞破膜液從忍片入口 1-2導(dǎo)入，進(jìn)入婉艇通道并完成細(xì)胞破膜，之后樣品進(jìn)入 直型通道，樣品中的目標(biāo)分析物被磁性納米材料吸附，此時氣閥5-1打開，5-2、5-3、5-4關(guān) 閉，廢液由排廢出口3-1排出；10-20分鐘，解吸劑從忍片入口 1-3導(dǎo)入，將目標(biāo)分析物從磁性 納米材料上洗脫下來，此時氣閥5-2打開，3-1關(guān)閉，洗脫液由出口 4導(dǎo)入石英毛細(xì)管并進(jìn)入 定量環(huán)，同時另一份細(xì)胞樣品從忍片入口 2-1導(dǎo)入，同時細(xì)胞破膜液從忍片入口2-2導(dǎo)入，進(jìn) 入婉艇通道并完成細(xì)胞破膜，之后樣品進(jìn)入直型通道，樣品中的目標(biāo)分析物被磁性納米材 料吸附，此時氣閥5-3關(guān)閉，5-4打開廢液由排廢出口 3-2排出；20分鐘時，系統(tǒng)由萃取狀態(tài)轉(zhuǎn) 換為分析狀態(tài)并持續(xù)10分鐘，于30分鐘時轉(zhuǎn)換為萃取狀態(tài);20-30分鐘，左側(cè)通道由忍片入 口 1-4引入憐酸緩沖液進(jìn)行清洗，此時氣閥5-1打開，5-2關(guān)閉；30-40分鐘，第Ξ份細(xì)胞樣品 從忍片入口 1-1導(dǎo)入，同時細(xì)胞破膜液從忍片入口 1-2導(dǎo)入，進(jìn)入婉艇通道并完成細(xì)胞破 膜，之后樣品進(jìn)入直型通道，樣品中的目標(biāo)分析物被磁性納米材料吸附，此時氣閥5-1打開， 5-2關(guān)閉，解吸劑從忍片入口2-3導(dǎo)入，將目標(biāo)分析物從磁性納米材料上洗脫下來，此時氣閥 5-3打開，5-4關(guān)閉，洗脫液由出口 4導(dǎo)入石英毛細(xì)管并進(jìn)入定量環(huán)。已上過程往復(fù)進(jìn)行，由于 液相色譜電感禪合等離子體質(zhì)譜分析用時20分鐘，體系樣品通量為3個每小時。細(xì)胞樣品的 萃取、氣閥控制和六通閥切換均可由計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了樣品萃取、解吸和分析的集成化和 自動化。
[0037] 其程序指令如下表1中所示：
[0038] 表1在線自動化忍片磁固相微萃取液相色譜電感禪合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)程序 指令
[0039]
[0040] 在最優(yōu)的條件下，考察了本體系的分析性能，如表帥所示，Hg2+，MeHg+，EtHg+和 PhHg+的檢出限分別為：18.8、12.8、17.4和41.8 ng 1/1，本方法對四種目標(biāo)分析物的富集倍 數(shù)分別為:9.5、9.9、9.4和9.6倍
[0041] 表2在線自動化忍片磁固相微萃取液相色譜電感禪合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)的分 析性能
[00421
[0043] a:樣品溶液中四種隸形態(tài)濃度均為為0.25 ng mL-i
[0044] 考察了忍片磁填充柱對四種目標(biāo)分析形態(tài)化2+、MeHg+、化化+和化Hg+的吸附容量每 通道分別為0.80、0.73、0.65 和0.67yg。
[0045] 考察不同忍片通道(在屯塊不同忍片上各任意選擇一條通道)在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下 Hg2+、MeHg\EtHg+和PhHg+的重現(xiàn)性，通過計(jì)算，萃取的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為6.1 %、4.8%、 6.4 %和8.5 % (CHgh，MeHg+, E：tHg+,曲Hg+ =化g mL-i, η = 7)，說明本實(shí)驗(yàn)采用磁性納米粒子 自組裝堆積方法制得的忍片磁固相填充柱具有較好的制備重現(xiàn)性。
[0046] 納米磁娃球固相柱的記憶效應(yīng)和使用壽命也是評價(jià)忍片磁固相填充柱性能的重 要指標(biāo)。
[0047] 實(shí)驗(yàn)中采用單條通道在最優(yōu)條件下對目四種目標(biāo)形態(tài)進(jìn)行萃取，結(jié)果顯示其在一 次萃取完成后，其四種目標(biāo)分析物化2+、MeHg+、EtHg+和PMg+的記憶效應(yīng)分別為：5.8%、 3.6%、1.9%、1.1%;忍片納米磁娃球固相填充柱重復(fù)使用10次后，其萃取效率仍保持在 85-115%。
[004引 W10，000個化pG2細(xì)胞懸浮液為樣品基質(zhì)，考察了方法的加標(biāo)回收情況，在加標(biāo)濃 度為 1. Ong mL-i時，Hg2+、MeHg\化Hg+和曲Hg+的回收結(jié)果分別為：106.5 ±6.0%、103.2 ± 6.4%、98.3±7.4%和99.8±9.8%。
[0049] 最后選用10,100和50化g 種不同濃度的Μ細(xì)gV化2+對化pG2細(xì)胞進(jìn)行解育，在 解育12、18和24小時后將細(xì)胞樣品取出，采用本工作中的〇山口-6日36(1〇11111161111沈〇冊1(：- ICP-MS對細(xì)胞中的隸形態(tài)進(jìn)行分析，每份樣品中包含10000個細(xì)胞。其結(jié)果如表3中所示。
[0050] 表3無機(jī)隸及甲基隸解育化pG2細(xì)胞的本分析體系分析結(jié)果
[0化1 ]
[0化2] a:無法定量
[0053] b:甲基隸解育的細(xì)胞
[0054] C:無機(jī)隸解育的細(xì)胞
[0055] 建立的在線自動化忍片磁固相微萃取液相色譜電感禪合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng) 將微型化的樣品前處理技術(shù)與微型化的形態(tài)分離檢測技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對微量樣品中元 素形態(tài)的分析。該方法具有低的樣品/試劑消耗量、高集成化自動化、靈敏度高、選擇性好、 重現(xiàn)性好的優(yōu)勢，對少量細(xì)胞的元素形態(tài)分析具有很大潛力。
[0056] 上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述 實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微流控芯片，包括左右對稱的兩條微通道、磁性納米粒子和磁鐵;所述的微通道 包括位于首端的蜿蜒通道和位于尾端的破膜直通道;兩條微通道各設(shè)有四個微流控芯片入 口，所述的微流控芯片入口包括細(xì)胞進(jìn)樣孔、破膜液進(jìn)樣孔、解吸劑進(jìn)樣孔和磁性納米粒子 進(jìn)樣孔;兩條微通道的尾端各設(shè)有一個排廢出口，且兩條微通道尾端與同一個微流控芯片 出口相連； 蜿蜒通道的首端引出兩條短通道，分別與細(xì)胞進(jìn)樣孔和破膜液進(jìn)樣孔連通，蜿蜒通道 的尾端通過短通道與破膜直通道首端連通； 破膜直通道的首端依次通過短通道與蜿蜒通道的尾端、解吸劑進(jìn)樣孔和磁性納米粒子 進(jìn)樣孔連通； 破膜直通道的尾端引出兩條短通道，一條與排廢出口連通，一條與微流控芯片出口連 通，與排廢出口連通的短通道上設(shè)有控制氣閥； 所述的破膜直通道內(nèi)填充有磁性納米粒子，且破膜直通道兩側(cè)均設(shè)有磁鐵。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于:所述的磁鐵為永磁鐵，所述的磁性 納米粒子為γ -巰丙基三甲氧基硅烷修飾的Fe3〇4納米粒子。3. -種在線自動化芯片磁固相微萃取系統(tǒng)，其特征在于:包括權(quán)利要求1或2所述的微 流控芯片、恒流注射栗及注射器、六通閥進(jìn)樣器、定量環(huán)、液相色譜栗、液相色譜柱，各部件 之間通過管道連接;所述的恒流注射栗及注射器與微流控芯片入口相連;所述的六通閥進(jìn) 樣器上的閥孔按順時針分為第一閥孔、第二閥孔、第三閥孔、第四閥孔、第五閥孔、第六閥 孔，第一閥孔與微流控芯片出口相連，第二閥孔與廢液池相連，第三閥孔和第六閥孔與定量 環(huán)相連，第四閥孔與液相色譜栗相連，第五閥孔與液相色譜柱進(jìn)樣端相連;手柄位于取樣位 置時，第一閥孔與第六閥孔連通，第二閥孔與第三閥孔連通，第四閥孔與第五閥孔連通;手 柄位于進(jìn)樣位置時，第一閥孔與第二閥孔連通，第三閥孔與第四閥孔連通，第五閥孔與第六 閥孔連通。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的在線自動化芯片磁固相微萃取系統(tǒng)，其特征在于:所述的液相 色譜柱，其出樣端與電感耦合等離子體質(zhì)譜相連。
【文檔編號】G01N30/28GK205484232SQ201620228337
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】胡斌, 王晗, 陳貝貝, 何蔓
【申請人】武漢大學(xué)