專利名稱：具有多孔柱的微流道裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及用于醫(yī)藥、生物化學及化學分析、化學及生物傳感、合成和檢測的裝置，尤其涉及生物、化學及醫(yī)藥實驗及檢測領域中的具有多孔柱的微流道裝置。
背景技術(shù)：
在化學、生物及醫(yī)藥等工業(yè)和研究中，經(jīng)常要進行化學和生物分離?；瘜W物、混合物和生物分離是純化物質(zhì)的一種重要手段。至今出現(xiàn)了多種分離技術(shù)，包括層析法、毛細管電泳分離法和利用超聲技術(shù)分離法等。
層析法分離技術(shù)又內(nèi)含許多可用來分離混合物內(nèi)在組分的方法，包括對各種混合物中的化合物進行分離、純化、量化和鑒定，屬物理分離方法，既將樣品溶解于流動相，在重力、電場力或外施壓力作用下將樣品液注入含有固定的不混溶的固定相(某種或一些載體)的分離柱內(nèi)，一定時間內(nèi)，由于各樣品組分遷移率的差異，不同樣品組分通過固定相時被彼此分離。
電泳分離法是基于外施電場中，樣品液通過分離柱或流道時離子的遷移率，由于其組分的電泳遷移速率不同而產(chǎn)生的樣品組分分離。
上述的傳統(tǒng)層析法分離裝置基本采用了細管包括毛細管內(nèi)裝填硅球或硅片作為固定相材料方法，需要由許多部件組成，且需要經(jīng)歷許多制造步驟，不很適合為了解決和改進傳統(tǒng)的、繁瑣復雜的生物、化學及醫(yī)藥等實驗室操作過程，包括試樣制備、化學/生物化學轉(zhuǎn)化、樣品分餾、信息信號檢測和數(shù)據(jù)處理等，近幾年才發(fā)展起來的生物芯片制造技術(shù)和芯片實驗室制造技術(shù)，即利用半導體及微加工技術(shù)等在面(體)積微小的芯片上制作微流道、微閥、微反應器、微流量傳感器、微檢測器等功能單元，構(gòu)成微型生化系統(tǒng)，將樣品(試樣)的前處理、生物/化學反應、待測物分離、檢測等全生化/化學過程集成在微小的芯片系統(tǒng)上，操作過程中采用了一些如電化學檢測法和光學檢測法的檢測方法。
中國專利申請公開說明書(公開號CN1511256A)公告了一種具有柱上樣品注射的微流體分離裝置，用于從樣品中分離化學或生物物質(zhì)，該裝置中可以供一個或多個分離通道，又可利用包括聚合物在內(nèi)的各種材料用夾層模版制成，該裝置簡化了上述傳統(tǒng)分離裝置的制造過程，然而仍需要密封、組合等工序。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的在于提出一種簡單的具有多孔柱的微流道裝置，這種裝置可以單獨應用，也可以結(jié)合到任何種類的生物芯片、芯片實驗室系統(tǒng)以及具有微流道的裝置中成為其中的樣品分離部分(或部件)，并且/或者成為其中的多種樣品混合部分(或部件)，從而獲得更好的樣品分離和/或多種樣品混合效果。
本實用新型的技術(shù)方案為在微流體裝置的微流道內(nèi)聚合設置至少一個多孔柱，所選擇的多孔柱的原材料物系之主體材料為可發(fā)泡性高分子材料單體，例如苯乙烯共聚物單體，或可發(fā)泡性高分子材料單體與無機/有機及其它高分子材料/單體的混合/化合物系。將多孔柱的原材料物系置入微流道內(nèi)，可以利用現(xiàn)有技術(shù)，例如自組裝聚合、自由基引發(fā)聚合、光、熱引發(fā)聚合等合適方式，使原材料物系在微流體裝置的微流道內(nèi)聚合，固定在微流道內(nèi)并形成具有多微孔的多孔柱。該多孔柱橫截面外廓大于等于微流道內(nèi)橫截面，長度大于1毫米小于50毫米，微孔率大于50％，微孔直徑大于10納米小于50微米。
樣品液在外驅(qū)動力驅(qū)動下，被輸入樣品液微流道內(nèi)，通過多孔柱，流向樣品液微流道出口。在多孔柱內(nèi)，樣品液被多孔柱內(nèi)微孔反復分離和混合。
對多孔柱的原材料物系之主體材料為不包含親水官能團的材料時，較好地，應對多孔柱內(nèi)微孔表面進行適當方式的親水處理。
從而，具有多孔柱的微流道裝置由于其多孔柱的多微孔、被優(yōu)化的多微孔以及多孔柱的幾何結(jié)構(gòu)、以及親水效應使至該裝置能較高效率和較高速率分離/混合樣品。
本實用新型涉及的具有多孔柱的微流道裝置包括至少一塊具有至少一個微流道的單層或粘合/復合的多層基材，至少一個具有多微孔的多孔柱，該多孔柱由其原材料物系被聚合設置在微流道內(nèi)。該多孔柱橫截面外廓大于等于微流道內(nèi)橫截面，長度大于1毫米小于50毫米，微孔率大于50％，微孔直徑大于10納米小于50微米。


圖1是本實用新型所涉及的具有多孔柱的微流道裝置的作為樣品分離裝置的剖視截面示意圖。
圖2是本實用新型所涉及的具有多孔柱的微流道裝置的作為多種樣品混合裝置的剖視截面示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
如圖1和圖2所示，本實用新型實施例包括基材層1(1)，多孔柱(2)，樣品液微流道(3)，樣品液微流道入口(4)，基材層2(5)，多孔柱內(nèi)微孔(6)，樣品液微流道出口(7)，樣品液1(A)，樣品液2(B)，樣品液3(C)，多孔柱長度(L)。
本實用新型實施例1(參照圖1)如圖1所示的實施例的具有多孔柱的微流道裝置是作為樣品分離裝置，其基材由基材層1(1)和基材層2(5)組成，基材中的樣品液微流道(3)內(nèi)聚合固定了一個具有若干微孔(6)的多孔柱(2)，多孔柱(2)的原材料物系之主體材料為可發(fā)泡性高分子材料單體，例如苯乙烯共聚物單體，或可發(fā)泡性高分子材料單體與無機/有機及其它高分子材料/單體的混合/化合物系。多孔柱(2)橫截面外廓大于等于微流道(3)內(nèi)橫截面，長度(L)大于1毫米，小于50厘米，微孔(6)率大于50％，微孔(6)直徑大于10納米小于50微米。
在外驅(qū)動力(未圖示)驅(qū)動下，首先將合適溶劑(未圖示)由樣品液微流道入口(4)輸入多孔柱(2)，在多孔柱(2)被濕潤后，將樣品液(未圖示)由樣品液微流道入口(4)注入多孔柱(2)并在適當壓力下將樣品液附著在微孔(6)內(nèi)，再輸入流動相溶劑(未圖示)清除多余樣品，并加壓于流動相溶劑以洗脫樣品液分析物，從而在它們流過固定相材料多孔柱(2)，流向樣品液微流道出口(7)時，不同樣品組分被分離出米。
本實用新型實施例2(參照圖2)如圖2所示的實施例的具有多孔柱的微流道裝置是作為多種樣品混合裝置，其基材由基材層1(1)和基材層2(5)組成，基材中的樣品液微流道(3)內(nèi)聚合固定了一個具有若干微孔(6)的多孔柱(2)，多孔柱(2)的原材料物系之主體材料為可發(fā)泡性高分子材料單體，例如苯乙烯共聚物單體，或可發(fā)泡性高分子材料單體與無機/有機及其它高分子材料/單體的混合/化合物系。多孔柱(2)橫截面外廓大于等于微流道(3)內(nèi)橫截面，長度(L)大于1毫米，小于50厘米，微孔(6)率大于50％，微孔(6)直徑大于10納米小于50微米。
樣品液1(A)，樣品液2(B)和樣品液3(C)在外驅(qū)動力(未圖示)驅(qū)動下，被輸入樣品液微流道(3)內(nèi)，通過多孔柱(2)，流向樣品液微流道出口(7)。在多孔柱(2)內(nèi)，每種樣品液的液流都被微孔(6)進一步分化成許多微小液流(未圖示)，這些微小液流在多孔柱(2)內(nèi)作無規(guī)則流動，互相間反復被混合和分離，以致離開多孔柱(2)的總樣品液(未圖示)具有優(yōu)良的均混效果。
權(quán)利要求1.具有多孔柱的微流道裝置，該裝置包括至少一塊具有至少一個具有至少一個多孔柱的微流道的單層或粘合/復合的多層基材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔柱的微流道裝置，其特征在于所述的多孔柱的橫截面外廓大于等于微流道的內(nèi)橫截面廓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔柱的微流道裝置，其特征在于所述的多孔柱的長度大于1毫米，小于50厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔柱的微流道裝置，其特征在于所述的多孔柱的微孔直徑大于10納米，小于50微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔柱的微流道裝置，其特征在于所述的多孔柱的微孔率大于50％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔柱的微流道裝置，其特征在于所述的多孔柱的材料是可發(fā)泡性高分子材料單體，或可發(fā)泡性高分子材料單體與無機/有機及/或其它高分子材料/單體的混合/化合物系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔柱的微流道裝置，其特征在于所述的多孔柱通過包括自組裝聚合，自由基引發(fā)聚合，光或熱引發(fā)聚合的合適方式，由其原材料物系聚合固定在微流道內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔柱的微流道裝置，其特征在于所述的多孔柱的微孔表面經(jīng)歷適當方式的親水處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多孔柱的微流道裝置，其特征在于所述的基材是非金屬材料，金屬材料或它們的混合/復合材料。
專利摘要本實用新型涉及具有多孔柱的微流道裝置，該裝置包括至少一塊具有至少一個微流道的單層或粘合/復合的多層基材，至少一個具有多微孔的多孔柱。該多孔柱由其原材料物系被聚合設置在微流道內(nèi)，其橫截面外廓大于等于微流道內(nèi)橫截面，長度大于1毫米小于50毫米，微孔率大于50％，微孔直徑大于10納米小于50微米。
文檔編號G01N30/60GK2921832SQ20062002532
公開日2007年7月11日 申請日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月13日
發(fā)明者劉津平 申請人:劉津平