專利名稱：集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置，具體地說，是將恒溫裝置直接集成在毛細(xì)管電泳芯片系統(tǒng)，發(fā)揮恒溫器高效恒溫的優(yōu)勢(shì)，該集成系統(tǒng)適用于各種芯片檢測(cè)技術(shù)(如光學(xué)檢測(cè)、電化學(xué)檢測(cè)和質(zhì)譜檢測(cè)等)，屬于化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微全分析系統(tǒng)是目前分析科學(xué)的研究前沿?zé)狳c(diǎn)之一。微全分析系統(tǒng)是將實(shí)驗(yàn)室整個(gè)分析過程如樣品處理、樣品過濾、樣品分離以至樣品檢測(cè)等集成在一小塊芯片上進(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)分析過程的自動(dòng)化和微型化。
微全分析系統(tǒng)領(lǐng)域中一個(gè)重要的熱點(diǎn)就是研究集成電泳芯片的微全分析系統(tǒng)。目前，芯片電泳分析一般是在室溫下進(jìn)行的。缺少溫控裝置，一方面，限制了電泳芯片的分析范圍，如需要在特定溫度下進(jìn)行反應(yīng)和分離；另一方面，溫度的變化會(huì)影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性以及可靠性。因此，提高芯片電泳溫度可控性，可進(jìn)一步拓寬電泳芯片的研究領(lǐng)域，同時(shí)可以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性和檢測(cè)靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出了集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置。
本發(fā)明的目的還在于提供一種體積小巧、恒溫或控溫方便、工作可靠的集成高效恒溫或控溫系統(tǒng)，此裝置可通過循環(huán)液的選擇，實(shí)現(xiàn)微管道內(nèi)溫度的控制，從而研究溫度對(duì)分離的影響，同時(shí)可以極大地提高實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性和靈敏度。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置，包括一個(gè)微型恒溫器，一個(gè)微型三維調(diào)節(jié)器組成。在底座平臺(tái)的一側(cè)固定微型三維調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器夾住工作電極，可以精確定位，進(jìn)行柱端電化學(xué)檢測(cè)。恒溫器由上下兩個(gè)微型金屬恒溫箱，金屬恒溫箱設(shè)有溫控工質(zhì)循環(huán)管道。上下微型金屬恒溫箱之間平臺(tái)上放置微流控芯片，兩個(gè)微型恒溫箱之間設(shè)有支撐且螺旋調(diào)節(jié)螺母，使兩個(gè)微型恒溫箱之間高度與芯片厚度相當(dāng)。所述微型金屬恒溫箱是由兩個(gè)方形微型銅(或鋁)制恒溫箱，也可以是表面防府處理的鋼制、不銹鋼等金屬材料制成。
本發(fā)明的特點(diǎn)是，本發(fā)明是集成恒溫器的微流控芯片一體化裝置，金屬恒溫箱內(nèi)或外部溫控工質(zhì)容器內(nèi)設(shè)有電加熱器，可以通過PID等方式對(duì)溫控工質(zhì)進(jìn)行精確控溫，通過泵或自然對(duì)流的方式使溫控工質(zhì)循環(huán)。使用該裝置可使實(shí)驗(yàn)在一個(gè)設(shè)定的溫度下進(jìn)行，消除體系內(nèi)外溫度擾動(dòng)對(duì)微分析系統(tǒng)的影響，大大提高了實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性，并拓寬了電泳芯片的應(yīng)用和研究范圍。本裝置平臺(tái)將恒溫、分離、檢測(cè)三部分集成為一體，溫度可控性好，微型化程度高。


圖1為本發(fā)明的集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片電化學(xué)檢測(cè)一體化裝置透視示意2為本發(fā)明的集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片電化學(xué)檢測(cè)一體化裝置截面示意3為本發(fā)明的集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片電化學(xué)檢測(cè)一體化裝置俯視示意中1，方形微型恒溫箱；2，微流控芯片；3，微型三維調(diào)節(jié)器；4，恒溫系統(tǒng)的進(jìn)液口和出液口；5，調(diào)節(jié)兩微型恒溫箱之間高度的螺母；6，工作電極；7，電解池；8，底座；9，電泳高壓電極孔(有分離正端、進(jìn)樣正端和進(jìn)樣負(fù)端)；10，工作電極孔；11，電泳高壓電極孔(分離負(fù)端)；12，對(duì)電極孔；13，參比電極孔。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2和3所示，本發(fā)明提供的制作集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置(以電化學(xué)檢測(cè)為例)包括以下3個(gè)步驟(1)首先制作恒溫系統(tǒng)平臺(tái)和電解池(1兩個(gè)方形微型恒溫箱，4恒溫系統(tǒng)的進(jìn)液和出液孔，5調(diào)節(jié)兩微型恒溫箱之間高度的螺母，7電解池，8底座，9電泳高壓電極孔(分離正端、進(jìn)樣正端和進(jìn)樣負(fù)端)，11電泳高壓電極孔(分離負(fù)端)，12對(duì)電極孔，13參比電極孔)；(2)再在底座另一側(cè)固定微型三維調(diào)節(jié)器(3微型三維調(diào)節(jié)器，6工作電極)；(3)在方形中空微型恒溫箱內(nèi)平臺(tái)上放置芯片(2微流控芯片)。
恒溫系統(tǒng)平臺(tái)采用銅(或鋁)質(zhì)金屬材料，微型恒溫箱為方形，芯片在恒溫箱之間平臺(tái)上，利用螺母調(diào)節(jié)恒溫箱之間的高度使之與芯片厚度相當(dāng)。金屬恒溫箱內(nèi)或外部溫控工質(zhì)容器內(nèi)設(shè)有電加熱器，可以通過PID等方式對(duì)溫控工質(zhì)進(jìn)行精確控溫，通過泵或自然對(duì)流的方式使溫控工質(zhì)循環(huán)。實(shí)驗(yàn)過程先將集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片電化學(xué)檢測(cè)一體化裝置按上述步驟組裝；再在顯微鏡下利用微型三維調(diào)節(jié)器使工作電極與微流控芯片的分離管道出口端精確定位，并用螺母調(diào)節(jié)兩個(gè)微型恒溫箱之間高度正好與芯片厚度相同，確保芯片處在一個(gè)恒溫環(huán)境下；然后開通恒溫系統(tǒng)的循環(huán)液，調(diào)節(jié)所需實(shí)驗(yàn)溫度進(jìn)行恒溫。最后在相應(yīng)位置放上電泳高壓電極(分離正端、分離負(fù)端、進(jìn)樣正端和進(jìn)樣負(fù)端)和電化學(xué)檢測(cè)的三電極(工作電極、參比電極和對(duì)電極)，進(jìn)行進(jìn)樣、分離和電化學(xué)檢測(cè)。
制作集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置可按如下步驟進(jìn)行(以電化學(xué)為例)首先制作恒溫系統(tǒng)平臺(tái)和電解池；再在底座另一側(cè)固定微型三維調(diào)節(jié)器；最后在兩個(gè)方形微型恒溫箱之間平臺(tái)上放置微流控芯片，并用螺母調(diào)節(jié)兩個(gè)方形微型恒溫箱之間的高度使之與芯片厚度相當(dāng)，用微型三維調(diào)節(jié)器精確定位工作電極(電泳高壓電極、對(duì)電極、參比電極)，調(diào)節(jié)器對(duì)工作電極可以精確定位，進(jìn)行柱端電化學(xué)檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置，包括一個(gè)恒溫器，一個(gè)微型三維調(diào)節(jié)器組成，在底座平臺(tái)的一側(cè)固定微型三維調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器夾住工作電極，其特征是恒溫器由上下兩個(gè)微型金屬恒溫箱構(gòu)成，金屬恒溫箱設(shè)有溫控工質(zhì)循環(huán)管道，上下微型金屬恒溫箱之間平臺(tái)上放置微流控芯片，兩個(gè)微型恒溫箱之間設(shè)有支撐且螺旋調(diào)節(jié)螺母，使兩個(gè)微型恒溫箱之間高度與芯片厚度相當(dāng)。
2.由權(quán)利要求1所述的集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置，其特征是所述微型金屬恒溫箱是由兩個(gè)方形微型銅、鋁、表面防腐處理的鋼制、或不銹鋼材料制成。
3.由權(quán)利要求1所述的集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置，其特征是金屬恒溫箱內(nèi)或外部設(shè)有的溫控工質(zhì)容器內(nèi)設(shè)有電加熱器，設(shè)有泵使溫控工質(zhì)循環(huán)。
全文摘要
集成高效恒溫系統(tǒng)的微流控芯片一體化裝置，包括一個(gè)恒溫器，一個(gè)微型三維調(diào)節(jié)器組成，在底座平臺(tái)的一側(cè)固定微型三維調(diào)節(jié)器，恒溫器由上下兩個(gè)微型金屬恒溫箱構(gòu)成，金屬恒溫箱設(shè)有溫控工質(zhì)循環(huán)管道，上下微型金屬恒溫箱之間平臺(tái)上放置微流控芯片，兩個(gè)微型恒溫箱之間設(shè)有支撐且螺旋調(diào)節(jié)螺母，使兩個(gè)微型恒溫箱之間高度與芯片厚度相當(dāng)。本發(fā)明是集成恒溫器的微流控芯片一體化裝置，使用該裝置可使實(shí)驗(yàn)在一個(gè)設(shè)定的溫度下進(jìn)行，消除體系內(nèi)外溫度擾動(dòng)對(duì)微分析系統(tǒng)的影響，大大提高了實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性，并拓寬了電泳芯片的應(yīng)用和研究范圍。
文檔編號(hào)G01N31/00GK1687770SQ200510039000
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者夏興華, 劉愛林, 何鳳云, 徐靜娟 申請(qǐng)人:南京大學(xué)