[發明專利]一種三維磁場平行混合微流控裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201911286523.6
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110947438B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 鐘潤濤;葉永佳;王添樂;王夢雨;趙英博;王少華;孫野青
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N35/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發明公開了一種三維磁場平行混合微流控裝置及使用方法，屬于微流控芯片技術領域。本裝置包括相對應的兩個平行設置的長方形平板，和長平板末端的連接結構，所述連接結構位于長平板的一端或兩端；所述長平板上分別設置有若干磁體；所述磁體在每個長平板上以“S”形均勻排布，并且所述磁體在垂直位置上相互交錯。本發明所述裝置具有便攜化、自動化、低成本、低功耗等特點，使用方便、應用靈活，可適應不同通量樣品的高效混合與反應要求，并易于集成其他功能單元，有利于進一步構建多樣品實時現場分析系統，應用前景廣泛。

技術領域

本發明涉及一種三維磁場平行混合微流控裝置及其使用方法，屬于微流控芯片技術領域。

背景技術

磁珠種類繁多、尺寸和功能各異，從納米級到微米級，表面可包被各種功能基團、抗原或抗體等，已廣泛應用于各種樣品(如細胞、核酸、蛋白質等)的處理和分析中。例如，免疫磁珠(immunomagnetic bead,IMB)技術，是一種以特異的抗原抗體反應為基礎的免疫學分離和檢測技術。它是以抗體包被的磁珠為載體，通過抗體與反應液中特異性抗原結合，形成抗原-抗體復合物，此復合物在外加磁場的作用下發生定向移動，從而達到分離特定抗原的目的。它將磁場操控方法的靈活性與免疫學反應的高度特異性結合于一體，在細胞分離、生物分子純化和免疫檢測等方面應用廣泛。涉及磁珠的各種應用中，需要解決的關鍵問題之一就是磁珠與樣品的混合效率以及處理通量。常規的磁珠混合技術要么通量雖高，但混合效率偏低，最終影響樣品分析檢測的效果；要么采用較復雜的裝置實現高效磁珠混合(如回旋儀混合器等)，但裝置體積較大、成本較高、通量偏低，且難以集成其他操作單元，從而降低了該方法的效率和實用性。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種三維磁場平行混合微流控裝置及其使用方法，該裝置尤其適用于構建多樣品并行分析微流控系統，并可應用于多樣品現場快速處理及微重力等特殊環境。

本發明提供了一種三維磁場平行混合微流控裝置，具體的，包括相對應的兩個平行設置的長平板，和長平板末端的長平板連接結構，所述長平板連接結構位于長平板短邊的一端或兩端；所述長平板上分別設置有若干磁體；所述磁體在每個長平板上以“S”形均勻排布，并且所述磁體在垂直位置上相互交錯。

具體的，所述的三維磁場平行混合微流控裝置，所述磁體嵌合于長平板中，在每個長平板上沿長邊方向以“S”形均勻排布，且在垂直位置上相互交錯。由于磁體在上、下長平板上沿長邊方向以“S”形均勻排布，且在垂直于板面的位置上相互交錯，因此，各磁體與位于兩個長平板之間的各混合池的相對位置均不相同且呈規律性變化；在兩個長平板沿長邊方向往復移動的過程中，引起位于磁場區域內的芯片混合池中產生循環變化的三維磁場，進而引起磁珠在磁場中沿X軸、Y軸和Z軸方向進行往復運動，由此達到磁珠與樣品實現高效混合的目的。

具體的，所述的三維磁場平行混合微流控裝置，還包括固定支架，所述固定支架與下長平板底端連接。

具體的，還包括與所述固定支架配合的驅動電機，所述固定支架在驅動電機的驅動下做水平方向上的一維往復運動。

具體的，所述的三維磁場平行混合微流控裝置，還包括用于固定微流控芯片的夾具。

此外，本發明還提供了一種三維磁場平行混合微流控裝置的使用方法，包括以下步驟：

①分別在微流控芯片上并行排列的混合池中加入樣品和磁珠；

②將上述微流控芯片固定，使各混合池均位于三維磁場平行混合微流控裝置的磁場區域中；

③通過驅動電機帶動上、下長平板進行水平方向一維往復運動，從而帶動嵌合于長平板上交錯排布的磁體進行水平方向一維往復運動，進而在兩個長平板之間的區域產生周期性的三維磁場，從而驅動混合池中的磁珠進行三維運動，同時實現每個混合池中的樣品與磁珠的并行、高效混合與反應。

本發明所述裝置的微流控芯片上可設置多個混合池，每個混合池中可加入不同樣品，可實現多樣品同時混合。