[實(shí)用新型]一種基于微流控芯片的液相色譜分流裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720158701.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN206515302U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張博;周拙恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門色譜分析儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01N30/10
• 分類號(hào): G01N30/10
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微流控芯片，尤其是涉及一種基于微流控芯片的液相色譜分流裝置。

背景技術(shù)

自上世紀(jì)80年代以來，隨著色譜理論和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，人們開始逐漸意識(shí)到微分離系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)色譜運(yùn)行使用的流動(dòng)相流量趨于微升級(jí)乃至納升級(jí)時(shí)，由于背景溶劑體積減小，可以大幅度提高檢測(cè)靈敏度，從而更加適應(yīng)于微量樣品的分析檢測(cè)。同時(shí)，由于流量降低，單位運(yùn)行時(shí)間內(nèi)所需的有機(jī)溶劑量減少，從而限制有毒溶劑的消耗并節(jié)省運(yùn)行成本。除此之外，在使用液相色譜-質(zhì)譜在線串聯(lián)分析技術(shù)時(shí)，較低的流速可以提高電噴霧離子源的霧化效率從而進(jìn)一步提高質(zhì)譜的檢測(cè)靈敏度，適用于復(fù)雜樣品的定性和定量分析。

微流量的液相色譜通常需要在微升乃至納升級(jí)的流速下運(yùn)行，為了獲得低流速，目前通常使用低流量的泵或者對(duì)流動(dòng)相進(jìn)行分流來實(shí)現(xiàn)，但是由于目前大部分低流量的泵穩(wěn)定性和適用性很難達(dá)到實(shí)用要求，而高精度的低流量泵通常造價(jià)高昂，很難在常規(guī)分析實(shí)驗(yàn)室推廣，因此目前通常使用的方式是對(duì)流動(dòng)相進(jìn)行分流。主要有兩種分流模式：一種是閥后分流即先進(jìn)樣再分流，樣品被進(jìn)樣閥切入流路后會(huì)隨著流動(dòng)相一起流經(jīng)分流器，和流動(dòng)相一道等比例分流至所需流量，這種分流方式無需額外更換進(jìn)樣閥，但由于只有一部分樣品進(jìn)入分離通道，會(huì)帶來一定的樣品損失。另一種是閥前分流即先分流再進(jìn)樣，在進(jìn)樣閥前將流動(dòng)相分流降低至所需流量，然后流經(jīng)進(jìn)樣閥攜帶樣品進(jìn)入色譜柱，這種分流方式雖然需要使用納升級(jí)進(jìn)樣閥，但柱前死體積較小，可適用于等度分離。

目前通常使用的分流裝置均為各實(shí)驗(yàn)室利用一個(gè)三通和兩根空毛細(xì)管自行組裝，這種方式占用體積較大，無法精確控制分流比，需要反復(fù)校準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行條件，且暴露在敞開環(huán)境中的空毛細(xì)管容易斷裂導(dǎo)致系統(tǒng)壓力突然波動(dòng)，對(duì)儀器和色譜柱帶來嚴(yán)重?fù)p害。因此，研制一種微型化，可精準(zhǔn)確定流量比且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定耐用的分流器是本技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供可在常規(guī)液相色譜系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)微升級(jí)及納升級(jí)的運(yùn)行流量，集成化程度高，占用體積小，流量比精確穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單的基于微流控芯片的一種液相色譜分流裝置。

本實(shí)用新型設(shè)有輸出端毛細(xì)管、輸入端不銹鋼管、廢液端毛細(xì)管、輸出端手緊接頭、輸入端手緊接頭、廢液端手緊接頭、輸出端內(nèi)錐式螺旋底座、輸入端內(nèi)錐式螺旋底座、廢液端內(nèi)錐式螺旋底座、蓋片、芯片和底片；

所述輸出端毛細(xì)管、輸入端不銹鋼管和廢液端毛細(xì)管分別穿過輸出端手緊接頭、輸入端手緊接頭和廢液端手緊接頭，所述輸出端手緊接頭、輸入端手緊接頭和廢液端手緊接頭分別旋輸出端內(nèi)錐式螺旋底座、輸入端內(nèi)錐式螺旋底座和廢液端內(nèi)錐式螺旋底座；所述輸出端毛細(xì)管外接毛細(xì)管色譜柱，所述輸入端不銹鋼管外接液相色譜泵，所述廢液端毛細(xì)管外接廢液缸，所述輸出端內(nèi)錐式螺旋底座、輸入端內(nèi)錐式螺旋底座和廢液端內(nèi)錐式螺旋底座設(shè)在蓋片上，蓋片設(shè)在底片上，芯片設(shè)于蓋片與底片之間；蓋片、芯片和底片由螺栓緊固。

所述蓋片與芯片之間可設(shè)O型墊圈。所述芯片內(nèi)部可設(shè)有輸入端流路、輸出端流路和廢液端流路，輸入端流路、輸出端流路和廢液端流路彼此相通并呈螺旋式盤繞。

所述蓋片可采用不銹鋼蓋片；所述底片可采用不銹鋼底片。

所述芯片可采用玻璃芯片。

本實(shí)用新型包括一個(gè)內(nèi)置有螺旋式三通導(dǎo)液通道的玻璃芯片，芯片內(nèi)部包含輸入端、輸出端和廢液端三條液體通道彼此相通，輸出端液體通道成螺旋式盤繞。輸出端流路和廢液端流路的長(zhǎng)度根據(jù)分流比標(biāo)定，流路橫截面積根據(jù)實(shí)際所需流量大小進(jìn)行設(shè)計(jì)加工。玻璃芯片上方三個(gè)打孔處分別置有三個(gè)帶法蘭結(jié)構(gòu)的內(nèi)錐式螺紋底座，外部管路可以通過手緊接頭分別與之相連，芯片開孔處與螺紋底座間設(shè)有O型墊圈用以密封。芯片與螺紋底座一道被夾在兩塊不銹鋼片中，兩塊不銹鋼夾片四周均開有直徑與螺釘大小相近的圓孔，通過螺釘和螺栓結(jié)構(gòu)可以將芯片、螺紋底座和兩塊不銹鋼片鎖緊固定。位于玻璃芯片上方的不銹鋼蓋片上除四周圓孔外還在芯片開孔的對(duì)應(yīng)位置開有三個(gè)圓孔，用以穿過內(nèi)錐式螺紋底座。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果：

1)由于采用微加工技術(shù)將流體通道集成在芯片上，使得分流器體積大幅度減小，同時(shí)消除了由于連接帶來的死體積，從而提高了色譜分離性能。

2)分流比已通過輸出端和廢液端的流路長(zhǎng)度設(shè)置好，精確可控，無需用戶再次調(diào)節(jié)。

3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，液體連接處均采用手緊接頭，可以隨時(shí)拆裝，使用時(shí)靈活方便，無論對(duì)于閥前分流還是閥后分流都有很好的適用性。