[發(fā)明專利]一種共享雙性電極陰極的電化學(xué)發(fā)光微流控芯片及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910720010.5
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN110412021B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章春筍;賴偉
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76;G01N27/327;B01L3/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 郭煒綿

本發(fā)明公開了一種共享雙性電極陰極的電化學(xué)發(fā)光微流控芯片及其應(yīng)用，芯片上的一體化雙性電極分出若干分支，其中的一個(gè)分支為雙性電極陰極，其他的分支為雙性電極陽極；在一體化雙性電極的四周分布著驅(qū)動(dòng)電極的正、負(fù)極；所述雙性電極陰、陽極與對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電極正、負(fù)極通過反應(yīng)池連通；所述雙性電極陽極的個(gè)數(shù)至少為兩個(gè)?，F(xiàn)有技術(shù)在單元檢測多色電化學(xué)發(fā)光檢測時(shí)(反應(yīng)體系不同導(dǎo)致發(fā)光不同)，多色發(fā)光疊加在同一C?BPE陽極，加大了檢測的困難，降低了準(zhǔn)確性。本發(fā)明微流控芯片的多色ECL發(fā)生在不同的C?BPE陽極上，克服了該缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微流控分析領(lǐng)域，具體涉及一種共享雙性電極陰極的電化學(xué)發(fā)光微流控芯片及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

微流控芯片能把大部分生化分析過程集成到一塊芯片上完成，且具有低消耗樣品和試劑的優(yōu)點(diǎn)，因此它在生物、物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力，已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)高度交叉學(xué)科的新型研究領(lǐng)域。

近幾年來，閉合式雙性電極(C-BPE)-電化學(xué)發(fā)光(ECL)芯片取得了一定發(fā)展，從起初的單一芯片一元檢測到后來的陣列芯片多元檢測，絕大部分芯片需要一對驅(qū)動(dòng)電極對應(yīng)著一對C-BPE陰極和陽極，比如文獻(xiàn)(Anal.Chem.2015,87,530-537)所公開的芯片。這樣的芯片在檢測時(shí)，C-BPE陰極和陽極所在的微通道都要加入反應(yīng)液，加液次數(shù)和加液量都是由C-BPE陰極和陽極的個(gè)數(shù)決定的(加液次數(shù)為C-BPE的個(gè)數(shù)乘以2)。

文獻(xiàn)(Anal.Chim.Acta,2017,983,96-102)公開了一種可以同時(shí)檢測6種樣品的微流控芯片，其電極由6個(gè)工作電極和6個(gè)對電極組成，每一個(gè)半圓環(huán)型對電極圍繞著對應(yīng)的工作電極。該芯片由工作電極和對電極共同驅(qū)動(dòng)，相比于帶有雙性電極的芯片，它需要使用到較昂貴的實(shí)驗(yàn)儀器(如恒電位儀)，電子轉(zhuǎn)移效率低，特別是無法對每個(gè)工作電極進(jìn)行獨(dú)立控制。

文獻(xiàn)(Anal.Chem.2016,88,2884-2890)報(bào)道一種芯片是由兩個(gè)銦錫氧化物(ITO)材料制成的C-BPE陣列和三個(gè)分開的、由聚二甲基硅氧烷(PDMS)加工而成的儲(chǔ)液池陣列組成，儲(chǔ)液池中分別填充緩沖液、三聯(lián)吡啶釕/三丙胺(Ru(bpy)₃²⁺/TPA)混合液和魯米諾(Luminol)溶液，兩個(gè)C-BPE都作為ECL報(bào)告平臺(tái)。該芯片的兩個(gè)C-BPE陽極上ECL響應(yīng)是在不同的支持反應(yīng)池環(huán)境下得到的，比如兩個(gè)C-BPE陰極儲(chǔ)液池中溶液成分的不同可能會(huì)影響對應(yīng)陽極上ECL響應(yīng)。另外，該芯片上兩個(gè)C-BPE是由同一電壓驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致無法保證兩種ECL體系同時(shí)達(dá)到最優(yōu)電壓；兩個(gè)C-BPE以串聯(lián)方式耦合、相互影響，因此檢測的準(zhǔn)確性會(huì)受到一定程度影響。

有些研究小組還提出了一種多色C-BPE-ECL芯片，例如文獻(xiàn)(Anal.Chem.2017,89,8050-8056)報(bào)道了一種通過調(diào)節(jié)C-BPE兩極處的界面電位來實(shí)現(xiàn)ECL選擇性激發(fā)，實(shí)現(xiàn)了同一空間(雙性電極陽極)上多色ECL。然而，同一空間上的多色ECL不僅增加了發(fā)光檢測的難度(因?yàn)橐獧z測不同顏色ECL的強(qiáng)度)，而且還降低了檢測的準(zhǔn)確度(會(huì)存在相互干擾)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于提供一種共享雙性電極陰極的電化學(xué)發(fā)光微流控芯片，該芯片著眼于解決現(xiàn)有技術(shù)的以下幾個(gè)缺陷：

1、加樣次數(shù)多和加樣量大。本發(fā)明采用共享雙性電極陰極后，加樣次數(shù)由目前的“C-BPE的個(gè)數(shù)乘以2”減少為“C-BPE的個(gè)數(shù)加1”，次數(shù)減少了近一半。

2、多元檢測時(shí)，各個(gè)C-BPE陽極所對應(yīng)的支持反應(yīng)池反應(yīng)液不相同，影響了檢測準(zhǔn)確性。對同種物質(zhì)的不同濃度進(jìn)行檢測時(shí)，支持反應(yīng)池環(huán)境需要相同。本發(fā)明微流控芯片共享C-BPE陰極，各C-BPE陽極所對應(yīng)的支持反應(yīng)池反應(yīng)液是一樣的。

3、多元檢測時(shí)，各個(gè)C-BPE的驅(qū)動(dòng)電壓相同，無法針對各個(gè)檢測對象調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電壓。本發(fā)明微流控芯片的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電極陰極獨(dú)立放置，可以在與電源連接時(shí)增加或減少電阻，從而調(diào)節(jié)各個(gè)C-BPE檢測單元的驅(qū)動(dòng)電壓。