[發(fā)明專利]一種納米尺度的微通道內(nèi)流體的驅(qū)動(dòng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210432052.7
• 申請(qǐng)日: 2012-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN102886236A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宏;付廣春;鄭澤致;葛立凱;藍(lán)小凌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J19/00
• 分類號(hào): B01J19/00;B01L3/00
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微流體，特別是涉及一種納米尺度的微通道內(nèi)流體的驅(qū)動(dòng)方法。

背景技術(shù)

微流體芯片是利用各種微加工技術(shù)在芯片材料上加工出具有各種功能的微米尺度的微結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)、分離、檢測(cè)等功能。目標(biāo)是最大限度地把實(shí)驗(yàn)室的功能集成到便攜的芯片上，實(shí)現(xiàn)分析設(shè)備的微型化、集成化、便攜化和自動(dòng)化。

自從首次提出以來（Manz,A.；Graber,N.；Widmer,H.M.Miniaturized?Total?Chemical?Analysis?Systems:A?Novel?Concept?for?Chemical?Sensing,Sens.Actuators,B,1990,1,244-248），已獲得廣泛的研究，并被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域（Dittrich,P.S.，Manz,A.Lab-on-a-chip:Microfluidics?in?Drug?Discovery,Nature?Reviews?Drug?Discovery,2006,5,211-218；Huang,B.;Wu,H.;Bhaya,D.;Grossman,A.;Granier,S.;Kobilka,B.K.;Zare,R.N.Counting?Low-Copy-Number?Proteins?in?a?Single?Cell,Science,2007,315,81-84）。流體的驅(qū)動(dòng)技術(shù)是微流體芯片的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前，微流體芯片常用的驅(qū)動(dòng)方法主要包括壓力驅(qū)動(dòng)（Tsukahara,T.，Mawatari,K.，Hibara,A.，Kitamori,T.Development?of?a?Pressure-Driven?Nanofluidic?Control?System?and?Its?Application?to?an?Enzymatic?Reaction,Anal.Bioanal.Chem.,2008,391,2745-2752）、電滲流驅(qū)動(dòng)（方肇倫等。微流控分析芯片，北京：科學(xué)出版社，2000）、離心力驅(qū)動(dòng)（Li,C.;Li,H.;Qin,J.;Lin,B.Rapid?Discrimination?of?Single-Nucleotide?Mismatches?Based?on?Reciprocating?Flow?on?a?Compact?Disc?Microfluidic?Device,Electrophoresis,2009,30,42704276）以及表面張力驅(qū)動(dòng)（Wang,K.G.;Yue,S.;Wang,L.et?al.Manipulating?DNA?Molecules?in?Nanofluidic?Channels,Microfluid?Nanofluid,2006,2,85-88）等。隨著微流體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，微通道的尺寸進(jìn)一步降低到納米尺度（Sparreboom,W.;van?den?Berg,A.;Eijkel,J.C.T.Principles?and?Applications?of?Nanofluidic?Transport,Nature?Nanotech.,2009,4,713-720）。

采用納米尺度的微通道能進(jìn)一步減少樣品和試劑的消耗，降低成本；高熱導(dǎo)和快速傳質(zhì)提高效率并縮短分析時(shí)間；通道僅為幾個(gè)或幾十個(gè)分子的大小，能實(shí)現(xiàn)單分子檢測(cè)或單細(xì)胞(細(xì)菌、病毒、細(xì)胞器等)分析；加工多個(gè)平行結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高集成度，實(shí)現(xiàn)高通量分析和檢測(cè)（鹿燕，王敏.模板法合成納米通道在微流控系統(tǒng)中的應(yīng)用.分析化學(xué)，2009，37：923-928）。

當(dāng)微通道的尺寸降低到納米尺度時(shí)，其比表面積進(jìn)一步增大，小尺度效應(yīng)、表面效應(yīng)進(jìn)一步顯著增強(qiáng)，通道內(nèi)壁對(duì)液體分子的存在狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式有著決定性的影響，基于連續(xù)介質(zhì)的一些宏觀概念和規(guī)律有可能不再適用。目前應(yīng)用于微流體芯片的驅(qū)動(dòng)方法已經(jīng)不適用于納米尺度的微通道。