[實用新型]一種用于集成固相萃取柱的微流控芯片

無效

• 申請號: 200620093790.3
• 申請日: 2006-10-25
• 公開（公告）號: CN200982977Y
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 林炳承;鐘潤濤;戴忠鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N35/08
• 分類號: G01N35/08;G01N35/10;B01D15/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本實用新型涉及微流控芯片，具體地說是一種用于集成固相萃取柱的微流控芯片。

背景技術

固相萃取(SPE)技術廣泛應用于分離/純化、濃縮或富集痕量被測物、除去干擾物(如鹽等)，提高被測物的濃度和檢測靈敏度，是一種常用和重要的樣品預處理方法。SPE技術的微型化，即微流控芯片SPE技術，是指利用芯片微加工技術所形成的微通道結構以及微閥/微泵等控制單元，在微流控芯片平臺上完成SPE操作的一種微型化樣品處理技術。芯片SPE技術具有許多常規SPE技術所不及的優點，比如萃取速度快、樣品/試劑消耗低、可與其他操作單元集成、可陣列化等，是實現微全分析系統(μ-TAS)的一種必不可少的操作單元。

目前，已經出現了多種形式的基于微流控芯片的SPE方法，可應用于從多種小分子到蛋白質、核酸等大分子的分離/富集中。根據固相萃取柱的不同制作方法，這些基于微流控芯片的SPE方法可分為開口管柱、整體柱和填充柱芯片SPE方法三種類型。其中，前兩種方法對芯片制作的要求不高，但它們要么因為較小的比表面積而導致其固定相負載容量偏低，比如文獻[1?Kutter?J?P，Jacobson?S?C，Ramsey?J?M.J?Microcolumn?Sep.2000，12：93-97。2?Broyles?B?C，Jacobson?S?C，Ramsey?J?M.Anal.Chem.2003，75：2761-2767。]；要么因為采用較復雜的聚合反應，限制了其固定相的種類和對有機溶劑的耐受性[3?Yu?C，Davey?M?H，Svec?F，Frechet?J?M?J.Anal.Chem.2001，73：5088-5096。]，或者因采用熱誘導聚合反應而較難使整體柱結構固定在微通道內的特定位置[4?Wolfe?K?A，Breadmorel?M?C，Ferrance?J?P，et?al..Electrophoresis?2002，23：727-733。5?BreadmoreM?C，Wolfe?K?A，Arcibal?I?G，et?al..Anal.Chem.2003，75：1880-1886。]，使其很難成為一種通用的芯片SPE方法，因而在一定程度上限制了這些方法在芯片SPE技術上的應用。采用特殊的微加工技術，可在芯片制作過程中直接在通道內形成特殊的微結構，用以阻擋填充的固定相微粒，從而形成填充型固相萃取柱[6?Oleschuk?R?D，Shultz-Lockyear?L?L，Ning?Y，etal..Anal.Chem.2000，72：585-590。7?Jemere?A?B，Oleschuk?R?D，OuchenF，et?al..Electrophoresis?2002，23：3537-3544。]。由于填充柱萃取效率較高，可利用的填料種類多且填充過程相對簡單，可利用電滲流或壓力引入填充微粒，而且可通過反壓沖出使用過的填充微粒，從而可不斷更新填充柱。但由于該方法采用“差異刻蝕”法制作芯片中的雙圍堰式微結構，需要在同一芯片表面連續兩次進行光刻/蝕刻過程，難度大、周期長、成本高，仍然限制了其廣泛應用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種相對簡便且成本低廉的、帶有雙圍堰式結構的微流控芯片，不僅為芯片SPE技術的廣泛使用提供更多的可能，而且為其進一步集成化打下良好的基礎。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種用于集成固相萃取柱的微流控芯片，芯片由上、下二層基片封接而成，其上層基片設有進樣口、出樣口及微通道，在上層基片的微通道上設有微粒引入通道及其入口，在微粒引入通道的入口與進樣口和出樣口之間分別設有壩結構，壩結構的頂面與下層基片間存有縫隙，二個壩結構形成了一雙圍堰式結構，二個壩結構之間的微通道形成填充柱床通道。

所述芯片材料為石英、玻璃或能以它們為模板的各種聚合物(如：聚二甲基硅氧烷或PDMS)以及它們的復合體；填充柱床通道內填充有固定相微粒。

本實用新型具有如下優點：

1.本實用新型芯片微通道內含有雙圍堰式微結構，可用來阻擋填充的固定相微粒；芯片含有一個微粒引入通道，通過該通道可實現固定相微粒的填充和更新。

2.本實用新型雙圍堰式結構的圍堰深度可控且小于所填充微粒的直徑。其微粒引入通道的長度、寬度和深度可為任何可得到的值。

3.本實用新型提供的用于集成固相萃取柱的微流控芯片，適合填充不同種類和大小的色譜固定相微粒，從而可應用于不同的分析對象。