[發明專利]可控制進樣體積的微流控芯片篩分電泳分析方法

無效

• 申請號: 200810059080.2
• 申請日: 2008-01-09
• 公開（公告）號: CN101216458A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 殷學鋒;戚麗雅;張磊
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447;G01N35/08;B01D57/02
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 盛輝地

技術領域

本發明涉及微流控芯片篩分電泳分析技術，特別是涉及微流控芯片篩分電泳中，改變進樣體積的分析技術。

背景技術

自從1990年提出微全分析系統概念以來，微流控芯片技術在醫學和生命科學等領域開辟了廣闊的發展空間。微通道中充填篩分介質的微流控芯片篩分電泳，已廣泛地用于分離不同長度的DNA片段和不同分子量的蛋白質。

在微流控芯片篩分電泳分析中，由于微通道中充填篩分介質后流體阻力很大，目前普遍采用電動夾流進樣方法進樣。即在注樣階段，在樣品池(S)和樣品廢液池(SW)之間加一組直流電壓，在緩沖液池(B)和緩沖廢液池(BW)間加一組夾流電壓，使樣品溶液在進樣通道和分離通道的交叉處形成穩定的樣品塞；在分離階段，通過同時切換上述二組電壓，使在微流控芯片交叉處已形成皮克級的樣品塞被電滲流帶入分離通道分離測定。但是這類進樣方法的一個特點是進樣體積固定。變換進樣體積時通常需采用加工不同芯片的方法來實現。例如，“雙T”通道構型的芯片與“十”字通道構型的芯片相比，具有更大的進樣體積。通過改變“雙T”通道的間距，可改變進樣體積。??用“多-T”或“雙十字”型微流控芯片可在局部范圍內改變進樣體積，但該方法需要使用多路高壓電源和多個電極，進樣設備復雜，操作繁雜。并且電動進樣時有“歧視效應”，即正負離子在電場中遷移速度不一致，導致樣品塞的組成與樣品溶液的組成不一致。同時，分析生物樣品時芯片通道表面性質的變化會改變電滲流的大小，使進樣的精密度大大降低；嚴重時電滲流方向也會改變，使樣品無法進入進樣和分離通道，導致無法進行微流控芯片篩分電泳。

發明內容

本發明目的是提供一種操作方便、進樣量可任意控制、無“歧視效應”和使用設備簡單的微流控芯片篩分電泳進樣技術。克服目前微流控芯片篩分電泳進樣量固定，進樣速度慢，進樣需用多路電源和復雜控制系統等的不足。

本發明提供的可控制進樣體積的微流控芯片篩分電泳分析方法，由微流控芯片、微型真空泵、真空瓶、電觸點真空表、三通電磁閥和單路高壓電源組成的裝置控制，其特征是：所述微流控芯片從緩沖廢液池(BW)到微流控芯片十字交叉口這一段分離通道中，充填篩分介質；微流控芯片的其他通道，包括進樣通道(S-SW)和緩沖液池(B)到通道十字交叉口之間的分離通道充填電泳緩沖液；單路高壓電源的兩極分別與分離通道兩端儲液池(B)和(BW)中的溶液相連。

本發明微流控芯片上有緩沖液池(B)、緩沖廢液池(BW)、樣品池(S)、樣品廢液池(SW)。微流控芯片進樣通道為(S-SW)，分離通道為(B-BW)。電觸點真空表作為控制微型真空泵的開關并用于指示真空瓶內壓力，真空瓶通過聚四氟乙烯管與三通電磁閥c端口相接，三通電磁閥a端口直接與大氣相通，三通電磁閥b端口通過聚四氟乙烯管和硅橡膠管與微流控芯片樣品廢液池(SW)相通。高壓電源的兩極分別與分離通道兩端的儲液池(B)和廢液池(BW)中的溶液相聯結。

本發明提供微流控芯片篩分電泳分析方法，由注樣和分離二個階段組成，分析步驟如下：

●將篩分介質加在緩沖廢液池(BW)中，并通過加壓使篩分介質充填在從緩沖廢液池(BW)到微流控芯片十字交叉口這一段分離通道中，微流控芯片的其他通道，包括進樣通道(S-SW)和緩沖液池(B)到通道十字交叉口之間的分離通道充填電泳緩沖液；

●在微流控芯片上的樣品儲液池(S)中加入樣品溶液，在儲液池(B)、(SW)加入不同體積的電泳緩沖液，保持樣品儲液池(S)中液面的高度小于緩沖液池(B)的液面高度，樣品廢液池(SW)中的液面高度小于樣品池(S)中液面的高度；

●設定電觸點真空表的最大真空度和最小真空度后，使三通電磁閥b端和a端連通，c端截止，接通微型真空泵電源，使真空瓶內形成負壓，當瓶內真空度達到設定真空度上限時，電觸點真空表關閉微型真空泵電源，當瓶內真空度低于設定真空度下限時，電觸點真空表啟動微型真空泵，使瓶內真空度穩定在設定的范圍內；

●將高壓電源的二極分別與分離通道二端儲液池B和BW中的溶液相連接；

●注樣階段：三通電磁閥b端口與c端口連通，使微流控芯片樣品廢液池與真空瓶相連接；在負壓的作用下，緩沖液池(B)中的緩沖溶液通過微流控芯片交叉處流入廢液，樣品池(S)中的樣品也通過微流控芯片交叉處而流入樣品廢液池(SW)；當樣品溶液中帶電荷的離子在流經微流控芯片交叉處時，被加在分離通道間電場驅動進入充填篩分介質的分離通道中，進入篩分介質的樣品塞長度與注樣階段的持續時間成正比；