專利名稱：一種基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微流控芯片技術(shù)，特別提供了一種在微流控芯片平臺上以壓力和電動力聯(lián)用的方式實現(xiàn)分析物進(jìn)樣的方法。
背景技術(shù)：
分析物受控進(jìn)入分離通道是微流控分析芯片的重要步驟。除對分析效果產(chǎn)生重大影響的因素如進(jìn)樣區(qū)帶長度、進(jìn)樣速度是良好進(jìn)樣方法的特征外，進(jìn)樣方法的簡單、重復(fù)、易與其他微流控單元集成等特性也不能忽視。現(xiàn)有微流控芯片上樣方法按進(jìn)樣策略可以分為簡單進(jìn)樣[Fan ZH，HarrisonDJ.Anal.Chem.1994，66，177]，收縮進(jìn)樣[Jacobson SC，Hergenroder R，Koutny LB，Warmck RJ，Ramsey JM.Anal.Chem.1994，66，1107]，門進(jìn)樣[Jacobson SC，Koutny LB，Hergenroder R，Moore AW Jr，Ramsey JM.Anal.Chem.1994，66，3472]等。按驅(qū)動力分可以為電動力上樣和電動力取樣，或者為氣動上樣和氣動取樣。上述方法已經(jīng)在微流控芯片上得到廣泛應(yīng)用，其缺點為需要另外提供抑制電壓；與其他氣動相關(guān)器件耦合困難，比如壓力驅(qū)動PCR[Kopp MU，de Melo AJ，Manz A.Science，1998，280，1046]，多相層流擴(kuò)散分離[Weigl BH，Yager P.Science.1999，283，346]等；對于電敏感物質(zhì)進(jìn)樣困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在微流控芯片平臺上以壓力和電動力聯(lián)用的方式實現(xiàn)分析物進(jìn)樣的方法。該方法操作簡單，并且樣品的消耗量較小。
本發(fā)明具體提供了一種基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法，其特征在于以壓力上樣，以電動力取樣。
本發(fā)明基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法中，所述壓力上樣最好采用靜壓力上樣，從而可以大大簡化操作。
本發(fā)明基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法中，當(dāng)以十字型通道的微流控芯片作為操作平臺時，進(jìn)樣通道兩端的液池分別為樣品池(1)和廢液池(2)，分離通道兩端的液池分別為緩沖池I(3)和緩沖池II(4)；首先使樣品池(1)、緩沖池I(3)、緩沖池II(4)所受壓力包括負(fù)壓相同或相差微小，上述三池與廢液池(2)之間產(chǎn)生的壓力差將驅(qū)動樣品池(1)中樣品向廢液池(2)流動，并且十字交叉處的樣品流將在緩沖池I(3)，II(4)的壓力作用下收縮；待十字交叉處穩(wěn)態(tài)流有樣品后，再在兩個緩沖池之間施加高電壓，驅(qū)動十字交叉處樣品流入分離通道，同時該高電壓將抑制進(jìn)樣通道兩端的樣品滲入分離通道。
本發(fā)明基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法中，由于采用壓力上樣和電動力取樣，特別是采用了靜壓力上樣，可以避免使用相關(guān)的氣動器件，并且僅需一個高壓電源，簡化了操作，減少了樣品的用量。


圖1為芯片結(jié)構(gòu)圖；圖2樣品在電滲驅(qū)動下流入水平通道的照片；圖3分離進(jìn)樣通道中的樣品被高電壓頂回進(jìn)樣通道的照片；圖4流體力學(xué)計算流體流動流線；圖5為連續(xù)五次進(jìn)樣的FITC檢測譜圖。
具體實施例方式
以十字型通道的微流控芯片作為操作平臺，垂直通道兩端的液池分別為樣品池(1)和廢液池(2)池，水平通道兩端的液池分別為緩沖池I(3)和緩沖池II(4)，見圖1，以激光誘導(dǎo)熒光的方法進(jìn)行檢測。
在緩沖池I(3)，II(4)和樣品池(1)中分別各加15微升TBE緩沖液，15微升TBE緩沖液，和15微升10-5M FITC。此時，樣品池(1)、緩沖池I(3)、緩沖池II(4)所受壓力相同或相差微小，上述三池與廢液池(2)之間產(chǎn)生的壓力差驅(qū)動樣品池(1)中樣品向廢液池(2)流動。十字交叉處的樣品流在緩沖池I(3)，II(4)的壓力作用下收縮(如圖4示意)，此時緩沖池I(3)和緩沖池II(4)之間沒有電壓施加。
平衡幾分鐘后，在緩沖池I(3)，II(4)之間施加電壓1800V。在距十字交叉處3.5厘米用488nm激光激發(fā)，光電倍增管檢測?？梢娫陔妱恿︱?qū)動下，十字交叉處收縮的樣品區(qū)帶進(jìn)入分離通道，進(jìn)行電泳分離，進(jìn)樣通道的樣品流由該電壓抑制。待第一個信號完全記錄后，只需將高電壓去除，僅保持壓力，停止高電壓10s，重新施加1800V電壓。重復(fù)該過程5次，記錄譜圖見附圖5。
利用熒光顯微鏡成像法驗證了流體在壓力和電動力聯(lián)合作用時，十字通道處流體的流型。將熒光染料加入到樣品池(1)中，染料在壓力作用下向廢液池(2)流動，當(dāng)在水平兩端施加電壓時，十字處的染料在電滲驅(qū)動下流入水平通道(見附圖2)，同時進(jìn)樣通道中的染料被頂回進(jìn)樣通道中(見附圖3)。
權(quán)利要求
1.一種基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法，其特征在于以壓力上樣，以電動力取樣。
2.按照權(quán)利要求1所述基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法，其特征在于所述壓力上樣采用靜壓力。
3.按照權(quán)利要求2所述基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法，其特征在于當(dāng)以十字型通道的微流控芯片作為操作平臺時，進(jìn)樣通道兩端的液池分別為樣品池(1)和廢液池(2)，分離通道兩端的液池分別為緩沖池I(3)和緩沖池II(4)；首先使樣品池、緩沖池I(3)、緩沖池II(4)所受壓力包括負(fù)壓相同或相差微小，上述三池與廢液池(2)之間產(chǎn)生的壓力差將驅(qū)動樣品池(1)中樣品向廢液池(2)流動，并且十字交叉處的樣品流將在緩沖池I(3)，II(4)的壓力作用下收縮；待十字交叉處穩(wěn)態(tài)流有樣品后，再在兩個緩沖池之間施加高電壓，驅(qū)動十字交叉處樣品流入分離通道，同時該高電壓將抑制進(jìn)樣通道兩端的樣品滲入分離通道。
全文摘要
一種基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法，其特征在于以壓力上樣，以電動力取樣。所述壓力上樣采用靜壓力。本發(fā)明基于壓力和電動力聯(lián)用的微流控芯片進(jìn)樣方法中，由于采用壓力上樣和電動力取樣，特別是采用了靜壓力上樣，可以避免使用相關(guān)的氣動器件，并且僅需一個高壓電源，簡化了操作，減少了樣品的用量。
文檔編號G01N21/64GK1584601SQ0313412
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者蓋宏偉, 於林芬, 馬銀法, 林炳承 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所