[發(fā)明專利]毛細(xì)管電泳分離和化學(xué)發(fā)光檢測(cè)的微芯片分析系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910154433.1
• 申請(qǐng)日: 2009-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN101692048A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷學(xué)鋒;王修中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/76
• 分類號(hào): G01N21/76;G01N1/28
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 盛輝地

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微全分析系統(tǒng)，特別是涉及集成芯片毛細(xì)管電泳分離和化學(xué)發(fā)光檢測(cè)的便攜 式微芯片分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)

自從1990年提出微全分析系統(tǒng)概念以來，微流控芯片技術(shù)在化學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué) 和食品科學(xué)等領(lǐng)域開辟了廣闊的發(fā)展空間。由于芯片毛細(xì)管電泳具有分離效率高、易攜帶、 試劑消耗少、分析時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，是微芯片分析系統(tǒng)中常用的分離技術(shù)。但是芯片毛細(xì)管電 泳的檢測(cè)體積小、光程短，與其聯(lián)用的檢測(cè)器必需具有極高的靈敏度。

由于激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器靈敏度高，與芯片毛細(xì)管電泳聯(lián)用的技術(shù)難度小，因此，到目 前為止，激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器在微流控芯片分析系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，它也是目前在商品化 微流控芯片分析系統(tǒng)中唯一被采用的檢測(cè)器。但是激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)器體積較大，結(jié)構(gòu)較復(fù) 雜、成本較高，難以微型化。

化學(xué)發(fā)光檢測(cè)法，因其無需激發(fā)光源、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高和易于微型化等特點(diǎn)，理論 上是芯片毛細(xì)管電泳最具吸引力的檢測(cè)方法之一。但是，芯片毛細(xì)管電泳需要采用多路電源 將皮升級(jí)的樣品引入微流控芯片的分離通道，進(jìn)行分離分析。而化學(xué)發(fā)光法又需要增置額外 的注射泵、蠕動(dòng)泵或電滲流(泵)將化學(xué)發(fā)光試劑引入檢測(cè)通道，通過與芯片毛細(xì)管電泳分 離后的待分析物在檢測(cè)通道內(nèi)發(fā)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，才能對(duì)待測(cè)物進(jìn)行定性定量分析。由于這 些泵和多路電源價(jià)格昂貴，體積大，從而增加了微芯片分析系統(tǒng)的成本和微型化的難度。且 在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)必須嚴(yán)格控制發(fā)光試劑的流速和流向，使它不能倒流進(jìn)入芯片毛細(xì)管電泳的分 離通道而影響分離效率。但由于微流控芯片的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，操作難度很大。因此，與激光誘導(dǎo) 熒光檢測(cè)器相比較，化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器在微流控芯片分析系統(tǒng)未得到廣泛的應(yīng)用，也未見集成 芯片毛細(xì)管電泳分離和化學(xué)發(fā)光檢測(cè)的商品化儀器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是為了提供一種操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小和價(jià)格低的集成芯片毛 細(xì)管電泳分離和化學(xué)發(fā)光檢測(cè)的便攜式微芯片分析系統(tǒng)，目的之二是利用本發(fā)明的微芯片分 析系統(tǒng)進(jìn)行毛細(xì)管電泳分離和化學(xué)發(fā)光檢測(cè)。

本發(fā)明提供的集成芯片毛細(xì)管電泳分離和化學(xué)發(fā)光檢測(cè)的微芯片分析系統(tǒng)，由微流控芯 片、單路高壓電源、微型真空泵、三通閥、針形調(diào)節(jié)閥、U型管壓力計(jì)、光電倍增管、真空 瓶、電接點(diǎn)真空表和時(shí)間繼電器組成；所述微流控芯片中的微通道按功能可分為進(jìn)樣通道， 分離通道，鞘流通道和檢測(cè)通道；進(jìn)樣通道與分離通道相交點(diǎn)和分離通道與鞘流通道相交點(diǎn) 之間的通道是有效分離通道，有效分離通道中有微孔塞；分離通道終端和廢液池之間的通道 是檢測(cè)通道；光電倍增管直接置于檢測(cè)通道下方，用于檢測(cè)化學(xué)發(fā)光反應(yīng)發(fā)出的光強(qiáng)度；各 微通道的二端有儲(chǔ)液池，它們分別是緩沖液儲(chǔ)液池、樣品儲(chǔ)液池、樣品廢液池、鞘流儲(chǔ)液池、 廢液池；負(fù)壓源由真空瓶與電觸點(diǎn)真空表和微型真空泵連接構(gòu)成；真空瓶通過連接管與微型 三通閥的a端口相連接，微型三通閥的c端口直接與大氣相通，三通閥的公共端口b通過聚 四氟乙烯管和硅橡膠管和樣品廢液池相連，插入廢液池的聚四氟乙烯管和硅橡膠管高于廢液 池內(nèi)的電泳緩沖液的液面，始終保持不與樣品廢液池內(nèi)的電泳緩沖液的液面相接觸，同時(shí)保 證接口的氣密性；針型調(diào)節(jié)閥的一端和廢液池連接，針型調(diào)節(jié)閥的另一端與真空瓶相連接； 時(shí)間繼電器精確控制進(jìn)樣階段的時(shí)間。

本發(fā)明的微芯片分析系統(tǒng)電泳分離電場(chǎng)連接于緩沖液儲(chǔ)液池和其中一個(gè)鞘流儲(chǔ)液池之 間，由于單路高壓電源所施加的電泳分離電場(chǎng)不經(jīng)過檢測(cè)通道，電泳分離的穩(wěn)定性和結(jié)果的 重現(xiàn)性好，并適用各種化學(xué)發(fā)光體系，包括不導(dǎo)電的非水發(fā)光體系。當(dāng)化學(xué)發(fā)光試劑是不導(dǎo) 電的非水溶液時(shí)，使化學(xué)發(fā)光試劑的非水溶液在其中一條鞘流通道中流動(dòng)，而在另一條鞘流 通道加入電泳緩沖液，并將芯片毛細(xì)管電泳的分離電場(chǎng)通過電泳緩沖液流過的鞘流通道施加 在分離通道上。當(dāng)化學(xué)發(fā)光試劑是導(dǎo)電的水溶液時(shí)，將芯片毛細(xì)管電泳的分離電場(chǎng)通過化學(xué) 發(fā)光試劑流過的鞘流通道施加在分離通道上。