[發明專利]采用裂縫進樣的便攜式高效毛細管電泳芯片的設計和制作

無效

• 申請號: 200710134527.3
• 申請日: 2007-10-31
• 公開（公告）號: CN101424660A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 鞠熀先;翟春
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N27/453
• 分類號: G01N27/453
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明屬于微流控芯片領域中的電泳芯片的制備方法。它用熔硅石英毛細管為分 離管道，聚二甲基硅烷彈性體為基體，首次利用熔硅石英毛細管柱上構建的裂縫作為 進樣通道，電化學檢測的電極固定通道或槽直接成型加工在聚二甲基硅烷基體中，光 檢測通過芯片上加工的可調大小的光檢測孔。該芯片集合了石英玻璃芯片與聚二甲基 硅烷等塑料芯片的優點，在藥物、食品、生化快速分離分析，海關、公安、法醫現場 快速檢驗、鑒定以及臨床床旁快速檢驗等領域都有廣闊的應用前景。

二、背景技術

微流控電泳芯片由于其分離快速、高效、樣品消耗少而日益受到重視。電泳芯片 按基體材料可以分為玻璃芯片和塑料芯片兩大類。玻璃芯片性能優良，特別是石英玻 璃芯片由于無紫外吸收更符合各種光檢測的需要。然而玻璃芯片由于其加工工藝復 雜，制作過程往往需要超凈環境，管道需要氫氟酸刻蝕形成，芯片封合麻煩且耗時， 產品易碎且易堵塞而報廢^[1，2]，造成制作費時且成本高昂，不利于微流控芯片的發展 與實際應用。鑒于此，以聚二甲基硅烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸 酯(PC)為代表的塑料芯片由于其加工簡單、制作快速、成本低^[3]，有望制作低成本 的一次性芯片和利于產業化而引起了人們的廣泛研究和應用。其中PDMS芯片由于化學 性質穩定、無毒、透明、彈性好而最具有代表性。但是，塑料芯片的缺點也很突出。 主要表現在管道強度低、易變形或塌陷；管道電滲流不穩定而導致分離重現性差；管 道為強疏水性^[4]，極易吸附樣品而導致分離效率下降，因此許多有關塑料芯片的研究 多集中在管道的處理和修飾以提高芯片的親水性、重現性和實際應用能力^[1，4]。

鑒于兩種芯片的優缺點，許多研究者嘗試將玻璃和塑料結合，構建雜化(hybrid) 芯片。典型的做法是用PDMS構筑微通道，然后將之貼合在玻璃基板上^[5]，這樣芯片封 合相對簡單，管道強度、親水性有所提高，相對于玻璃芯片成本降低很多。但是，這 種方法沒有從根本上解決塑料芯片通道的問題反而由于管道材料的不一致引出了新 的問題，即由于兩種材料電滲流的不一致導致樣品區帶加寬而使分離效率下降^[6]。 本發明設計了一種采用裂縫進樣的便攜式高效毛細管電泳芯片，以價廉易得且性能優 越的熔硅石英毛細管作為分離管道，以PDMS為基體，首次利用熔硅石英毛細管柱上構 建的裂縫作為進樣通道，將石英玻璃芯片的管道性能優良的特點與PDMS芯片加工簡 單、成本低廉的特點有機結合起來，為制作高效、便攜式、低成本、用戶友好的實用 和商品化電泳芯片提供了一個切實可行的途徑。

[1]Dang，F.；Kakehi，K.；Cheng，J.；Tabata，O.；Kurokawa，M.；Nakajima，K.；Ishikawa，M.；Baba， Y.Anal.Chem.2006，78，1452-1458..

[2]Effenhauser，C.S.；Bruin，G.J.M.；Paulus，A.；Ehrat，M.Anal.Chem.1997，69，3451-3457.

[3]Duffy，D.C.；McDonald，J.C.；Schueller，O.J.A.；Whitesides，G.M.Anal.Chem.1998，70， 4974-4984.

[4]Vickers，J.A.；Caulum，M.M.；Henry，C.S.Anal.Chem.2006，78，7446-7452.

[5]Martin，R.S.；Gawron，A.J.；Lunte，S.M.；Henry，C.S.Anal.Chem.2000，72，3196-3202.

[6]Ross，D.；Johnson，T.J.；Locascio，L.E.Anal.Chem.2001，73，2509-2515.

三、發明內容