具有吸光度檢測(cè)用的流通池的微流控芯片及包括該微流控芯片的吸光度檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有吸光度檢測(cè)用的流通池的微流控芯片及包括該微流控芯片的吸光度檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在吸光度檢測(cè)方法中，吸光度A可用比爾定律(Beer’s law)表達(dá)，如下式I。
[0003][式I]
[0004]A= ε XbXC
[0005]即，吸光度A與摩爾吸光系數(shù)ε (L/ (moI.cm))、光程b (cm)、摩爾濃度c (mol/L)成正比。摩爾吸光系數(shù)由待分析物質(zhì)或者顯色反應(yīng)后的產(chǎn)物決定，因此，為了提高吸光檢測(cè)靈敏度，需要制造具有長光程的裝置。
[0006]以往的微流控芯片為了延長光程，將微流控通道或者液芯光導(dǎo)管作為用于連續(xù)的吸光度檢測(cè)的流通池使用。其中，微流控芯片是指具有由幾十微米至幾百微米寬度形成的通道的流體芯片。
[0007]其第一例使用了微流控通道，且被制造成光源的光線通過光學(xué)纖維入射，并經(jīng)過直線排列的微流控通道和光學(xué)纖維進(jìn)入檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)(美國專利第0180963號(hào))。因此，需要在微流控芯片內(nèi)精細(xì)地排列“用于檢測(cè)吸光度的流通池”和“光學(xué)裝置”，其制造復(fù)雜及困難，延長微流控通道的長度，即延長光程也受到限制。而且，由于光源與檢測(cè)器隔著微流控通道直線排列的結(jié)構(gòu)，隨著外部光與光源的散射光(以下稱為“雜光(stray light)”)直接進(jìn)入檢測(cè)器，檢測(cè)靈敏度下降，檢量線顯示直線性的濃度范圍縮小。
[0008]在第二例中，將液芯光導(dǎo)管作為吸光度檢測(cè)的流通池使用。光源的光線通過全反射經(jīng)由液芯光導(dǎo)管傳輸?shù)綑z測(cè)器。射入采用折射率低于溶液折射率的物質(zhì)制造或者內(nèi)外壁被施以鍍覆的管子的一端的光線，沿著管子內(nèi)的溶液全反射而移動(dòng)到另一端。曾經(jīng)有報(bào)道提供將所述液芯光導(dǎo)管長度設(shè)為4.5m，分析nM濃度的鐵(II )離子的研宄結(jié)果。但是，隨著使用快流速(0.3mL/min)和幾米長短的液芯光導(dǎo)管，試樣與試劑的消耗也變大。而且，隨著為了流體的注入和排出以及與光學(xué)裝置的連接而使用內(nèi)部體積大的“T”字型連接器(T-connector)，在各構(gòu)件連接的部分會(huì)產(chǎn)生死體積(dead volume)和氣泡。特別是，由于不易去除所述“T”字型連接器內(nèi)產(chǎn)生的氣泡，向檢測(cè)器移動(dòng)的光線散射，從而導(dǎo)致檢測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確度下降，且難以使用裝置(美國專利第0188042號(hào))。
[0009]這種以往的具有吸光度檢測(cè)用的流通池的微流控芯片具有如下的缺點(diǎn):用少量的試樣及試劑難以進(jìn)行吸光度檢測(cè)，且由于受限的光程和進(jìn)入檢測(cè)器的雜光，吸光度的檢測(cè)靈敏度低，檢量線顯示直線性的濃度范圍縮小。而且，需要將光源、與檢測(cè)器連接的光學(xué)纖維或者透鏡及狹縫等的小型光學(xué)裝置直接插入微流控芯片內(nèi)并需要精細(xì)地排列，因此具有其制造復(fù)雜及困難的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種具有流通池的微流控芯片及吸光度檢測(cè)裝置，該微流控芯片和吸光度檢測(cè)裝置能夠使用少量的試樣及試劑，來實(shí)現(xiàn)高效且高靈敏度的吸光度檢測(cè)。
[0011]本發(fā)明的一方面的具有流通池的微流控芯片包括:第一基板，形成有試樣注入口、與所述試樣注入口連通的入光口及與所述入光口相隔配置的檢測(cè)口 ；第二基板，具有入光部和檢測(cè)部，所述入光部與所述入光口相對(duì)且供光源的光線透射，所述檢測(cè)部與所述檢測(cè)口相對(duì)且供光源的光線透射，所述第二基板與所述第一基板結(jié)合；以及流通池，其一側(cè)端部與所述入光口連接，另一側(cè)端部與所述檢測(cè)口連接，所述第一基板與所述第二基板由可吸光材料形成。
[0012]所述第一基板和所述第二基板可由具有可吸光顏色的物質(zhì)形成，或者被著色成可吸光顏色。在所述入光口及所述檢測(cè)口可形成有能夠拆卸地結(jié)合所述流通池的結(jié)合部。
[0013]所述入射部和檢測(cè)部可由透明材料形成以使光線能夠透射。而且，所述流通池可由液芯光導(dǎo)管形成，所述流通池被彎曲設(shè)置，所述流通池的兩側(cè)端部朝向所述第二基板設(shè)置。
[0014]在所述第一基板上可形成有試劑注入口、為了混合試樣和試劑而與所述試樣注入口及所述試劑注入口連通的反應(yīng)通道、與所述檢測(cè)口連接的溶液排出通道及與所述溶液排出通道連接的溶液排出口，所述反應(yīng)通道可與所述入光口連接。
[0015]本發(fā)明的另一方面的吸光度檢測(cè)裝置，包括:具有流通池的微流控芯片，具備:第一基板，形成有試樣注入口、與所述試樣注入口連通的入光口及與所述入光口相隔配置的檢測(cè)口 ；第二基板，與所述第一基板結(jié)合，具有入光部和檢測(cè)部，所述入光部與所述入光口相對(duì)且供光源的光線透射，所述檢測(cè)部與所述檢測(cè)口相對(duì)且供光源的光線透射；以及流通池，其一側(cè)端部與所述入光口連接，另一側(cè)端部與所述檢測(cè)口連接；光源，與所述入光部相對(duì)配置；檢測(cè)器，與所述檢測(cè)部相對(duì)配置；及阻斷壁，配置在所述光源與所述檢測(cè)器之間，所述流通池被彎曲設(shè)置。
[0016]所述流通池的兩側(cè)端部可朝向所述第二基板設(shè)置，所述第一基板與第二基板可由具有可吸光顏色的物質(zhì)形成，或者被著色成可吸光顏色。
[0017]所述入射部和檢測(cè)部可由透明材料形成，以使光線能夠透射。所述入光口及所述檢測(cè)口可形成有供所述流通池插入的結(jié)合部。
[0018]在所述第一基板上可形成有用于注入試劑的試劑注入口、為了混合所述試樣和所述試劑而與所述試樣注入口及所述試劑注入口連通的反應(yīng)通道、與所述檢測(cè)口連接的溶液排出通道及與所述溶液排出通道連接的溶液排出口，所述反應(yīng)通道與所述入光口連接。所述流通池可由液芯光導(dǎo)管形成。
[0019]在所述檢測(cè)部與所述檢測(cè)器之間可設(shè)置有干涉濾波器，所述干涉濾波器以比所述光源的射出光線的半峰半寬更小的半峰半寬透射光線。
[0020]所述光源、所述檢測(cè)器及所述阻斷壁可設(shè)置在殼內(nèi)，所述具有流通池的微流控芯片配設(shè)在所述殼上，在所述殼的上面形成有位于所述光源上部的入射通道及位于所述檢測(cè)器上部的檢測(cè)通道，所述干涉濾波器設(shè)置在所述檢測(cè)通道與所述檢測(cè)器之間。
[0021]為了防止雜光進(jìn)入檢測(cè)器，本實(shí)施例的具有流通池的微流控芯片采用可吸光材料制作，并利用流通池延長光程，因此在連續(xù)流動(dòng)中能夠進(jìn)行高效且高靈敏度的吸光度檢測(cè)。
[0022]而且，由于流通池被彎曲設(shè)置成兩端朝向同一方向，因此能夠?qū)⒐庠磁c檢測(cè)器隔著阻斷壁并列配設(shè)，從而能夠緊湊(compact)地制造芯片，并且徹底阻斷光源的雜光進(jìn)入檢測(cè)器。
[0023]而且，由于流通池能夠拆卸地結(jié)合于設(shè)置在入光口和檢測(cè)口上的結(jié)合部，因此能夠易于設(shè)置流通池。
【附圖說明】
[0024]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的微流控芯片上板的俯視圖。
[0025]圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的微流控芯片下板的俯視圖。
[0026]圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的微流控芯片的剖視圖。
[0027]圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施例的吸光度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖5是表示在本發(fā)明的第一實(shí)驗(yàn)例的試樣中包含的亞硝酸氮的吸光檢測(cè)結(jié)果的圖表。
[0029]圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)驗(yàn)例的吸光度的圖表。
[0030]圖7是表示本發(fā)明的第三實(shí)驗(yàn)例的吸光度的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員易于實(shí)施。本發(fā)明可由多種形式實(shí)現(xiàn)，并不限于本實(shí)施例。
[0032]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的具有流通池的微流控芯片上板的俯視圖，圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的具有流通池的微流控芯片下板的俯視圖，圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的微流控芯片的剖視圖。
[0033]如圖1至圖3所示，本實(shí)施例的具有流通池的微流控芯片30包括上板(第一基板)10、下板(第二基板)20及結(jié)合于上板10的流通池31。
[0034]上板被設(shè)置成四邊形板狀，在上板10上形成有試樣注入口 11和試劑注入口 12。而且，在試樣注入口 11形成有結(jié)合部32以與試樣注入管52結(jié)合，在試劑注入口 12形成有結(jié)合部34以與試劑注入管53結(jié)合。
[0035]而且，在上板10上形成有試樣通道16、試劑通道17、反應(yīng)通道18及入光口 13。試樣注入口 11與試樣通道16連接，試樣通過試樣通道16移動(dòng)。試劑注入口 12與試劑通道17連接，試劑通過試劑通道17移動(dòng)。試樣通道16和試劑通道17與反應(yīng)通道18連接，試劑和試樣在反應(yīng)通道18中進(jìn)行混合。反應(yīng)通道18被重疊配置，其一側(cè)端部與另一側(cè)端部交互連接形成蛇形形狀。反應(yīng)通道18的一端與入光口 13連接，在入光口 13上設(shè)置有結(jié)合部35，以使流通池31結(jié)合到光射口 13。
[0036]試劑用于檢測(cè)試樣中特定成分，與待測(cè)成分進(jìn)行反應(yīng)而顯示特定顏色。
[0037]在