CN111141805B - 一种填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片。所述毛细管电泳芯片包括密封配合的毛细管电泳芯片本体和盖板；毛细管电泳芯片本体上设有若干呈U型的毛细管微通道；盖板上于毛细管微通道的入口和出口处均设有沉孔；沉孔的小径孔的内径大于毛细管微通道的入口和出口的孔径；沉孔的大径孔与小径孔形成的台阶面上密封薄膜；毛细管微通道以及沉孔的小径孔的腔体内填充电泳筛分介质。本发明通过采用玻璃管道表面化学修饰方法、玻璃与塑料粘接工艺和塑料热封工艺，将电泳筛分介质存储于毛细管中。填充电泳筛分介质的毛细管耗材的制备，可以有效减小配套毛细管电泳设备的体积和质量，为便携式毛细管电泳设备的开发奠定基础。

Description

一种填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片。

背景技术

毛细管电泳检测在DNA检测中是一种被广泛应用的技术手段，技术也已十分成熟。检测原理是将电泳筛分介质(即电泳胶)填充入毛细管中，之后在毛细管的一端加入样本，并在两端加上高压电场驱动样本向另一端迁移，不同组分由于迁移速率的差异会在整个电泳过程中逐步分离。其中，对于电泳筛分介质来说，在现有的技术条件下，需要在进行电泳时现场制备并填充入毛细管。对于传统的毛细管电泳仪来说，需要在仪器上配装有相关的空气压缩设备以产生高气压将瓶装电泳胶注入毛细管中。同时，为保证存储于仪器上的瓶装电泳胶不变质，需要将其周围环境温度降低至0～4℃，这相当于在毛细管电泳仪上加装一个小型冰箱。对于制冷模块来说，需要在仪器上安装相关的压缩机、冷凝管、制冷片、散热器等大尺寸零部件组成专门制冷系统；而不论是空压还是液压模块，相关的气缸、泵、阀、活塞等相关组件也是不可或缺的。因此，对于传统的毛细管电泳仪来说，除了相关的光学检测和高压控制模块，电泳胶存储和灌注相关的功能占用了其大量的空间和质量，导致设备庞大而笨重，不易于便携化设计，大幅度提高了仪器的成本，同时也限制了设备的使用环境。

在传统毛细管电泳中，电泳相关试剂的存储与使用是分开的。电泳胶一般存储于玻璃瓶中，在使用时再灌入毛细管中。将电泳胶存储于毛细管中主要面临以下几个困难：①毛细管在使用前需要保证管口的完全密封，否则电泳胶在存储过程中会缓慢蒸干；②需要在毛细管内壁以共价键形式进行表面修饰以抑制电渗流，物理吸附的修饰方式会在长时间存储过程中逐渐脱落，导致电泳时电渗流增大；③毛细管电泳胶在存储过程中必须充满整个毛细管，且在管口端均匀分布，任何一端管口胶量不足都会影响电泳时的电压分布状态。正因为如此，传统的毛细管电泳设备并不使用可替换的存有电泳胶的毛细管作为耗材，而是将电泳胶以瓶装的形式存储于仪器中(小批量)或是冰箱里(大批量)，在实际电泳时再用高压注入管道。

在传统液相色谱领域，填充介质一般为固态，可以直接填充至色谱柱中进行存储，通过两端的密封卡套和压帽进行压紧密封。如此方法对于毛细管电泳并不适用，原因在于毛细管电泳所使用的筛分介质为胶状物，具有较大的含水量和流动性，通过压紧密封会在毛细管内引入气泡，破坏电泳筛分介质的连续分布。另外，对于存储于毛细管内的少量液体来说，巨大的比表面积会加强蒸发效应，对存储环境的密封性要求更加严格。因此，传统液相色谱柱所使用的填充和密封技术在毛细管电泳筛分介质的存储中存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片，本发明利用毛细管微通道表面的化学修饰、粘接工艺以及热封工艺，将电泳筛分介质存储于毛细管微通道内，得到填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片，实现电泳筛分介质的在管存储。

本发明所提供的填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片具有如下结构：

包括密封配合的毛细管电泳芯片本体和盖板；

所述毛细管电泳芯片本体上设有若干毛细管微通道，所述毛细管微通道呈U型；

所述盖板上于所述毛细管微通道的入口和出口处均设有沉孔；

所述沉孔的小径孔的内径大于所述毛细管微通道的入口和出口的孔径；

所述沉孔的大径孔与小径孔形成的台阶面上密封薄膜；

所述毛细管微通道以及所述沉孔的小径孔的腔体内填充电泳筛分介质。

所述的毛细管电泳芯片中，所述毛细管微通道的入口和出口的孔径均为0.6～2.5mm，高度为0.3～2mm，其长度可根据具体需要确定；

所述沉孔的小径孔的内径比所述毛细管微通道的入口或出口的孔径大1～4mm；

所述沉孔的大孔径的内径比所述小孔径的内径大1～6mm；

所述小径孔的高度为0.5～1mm，所述大孔径的高度小于10mm；

即所述小径孔的腔体体积不大于12μL，以免影响对所述台阶面的密封。

所述的毛细管电泳芯片中，所述盖板可为塑料材质，具体可通过密封胶的方式实现粘接，所述密封胶可为液态固化胶(如导热硅胶、环氧树脂型密封胶、聚氨酯粘接剂、紫外固化胶等)，也可使用带有密封性能得双面粘接胶带。

所述的毛细管电泳芯片中，所述薄膜可为热封薄膜，采用热封的方式密封所述台阶面。

所述的毛细管电泳芯片中，可在所述沉孔的大径孔的腔体内填充电泳试剂，如电泳缓冲液、甲酰胺、内标、毛细管电泳所需的试剂，此时为了保证密封性，需要密封所述大径孔。

本发明毛细管电泳芯片可按照下述方法进行制备：

(1)对所述毛细管电泳芯片本体上的所述毛细管微通道的表面进行抑制电渗流的共价键修饰；

(2)向所述毛细管微通道内灌注电泳筛分介质，然后密封所述毛细管微通道的出口和入口；

(3)将所述毛细管电泳芯片本体与所述盖板密封配合，所述盖板上的所述沉孔与所述毛细管微通道的入口和出口的位置相对应；

(4)去除所述毛细管微通道的入口或出口的密封，向所述沉孔的小径孔的腔体内灌注所述电泳筛分介质，然后密封所述沉孔的大径孔与小径孔形成的台阶面；

(5)重复步骤(4)直至密封全部的所述毛细管微通道的入口和出口。

上述的制备方法中，步骤(1)中，所述毛细管电泳芯片本体可采用传统的湿法、干法刻蚀技术进行制备；

所述共价键修饰的方法由所填充的电泳筛分介质决定，如采用线性聚丙烯酰胺作为电泳筛分介质时，首先依次采用碱性溶液和酸性溶液浸泡处理所述毛细管电泳芯片本体，然后采用3-三甲氧基硅基-甲基丙烯酸丙酯的水相溶液对毛细管微通道表面进行硅烷化修饰(使其表面转化为丙烯基团)，然后将丙烯酰胺单体溶液注入至毛细管微通道中，在无氧环境下进行反应。

通过所述共价键修饰，可保证毛细管微通道表面在长期存储后仍不失效以及进行毛细管电泳时抑制毛细管微通道表面的电渗流。

上述的制备方法中，步骤(2)中，通过所述毛细管微通道的入口灌注所述电泳筛分介质时，采用密封膜密封所述毛细管微通道的出口，且所述密封膜上设有通孔；

所述通孔的直径优选小于0.3mm，其作用在于形成一个微小尺寸的通气口，能够在电泳筛分介质进行灌注操作时将所述毛细管微通道内部的空气排出；同时，由于所电泳筛分介质为粘稠流体，表面张力较大，直径小的所述通孔能够保证当电泳筛分介质已经灌注到出口位置时，会在所述通孔处形成一个较大的表面张力阻止胶体从出口孔溢出。如此设置，只需要保证灌胶压力不超过电泳筛分介质(电泳胶)在所述通孔处自然形成的表面张力即可防止多余的胶料溢出弄脏芯片表面；

所述灌注步骤完成后去除所述密封膜。

上述的制备方法中，步骤(2)中，再次密封所述毛细管微通道的出口和入口，即临时性封堵(该封堵措施施行后会将所有电泳筛分介质密封于毛细管微通道内，不再进行扎破操作)，可作为后续热封粘接的保护层，防止电泳筛分介质在热封时承受高压而发生流动，从而保证毛细管微通道内的压力平衡，进一步达到电泳筛分介质能够在毛细管微通道中均匀存储的目的。

上述的制备方法中，步骤(3)中，采用液态固化胶或双面粘接胶带粘接所述毛细管电泳芯片本体与所述盖板；

所述液态固化胶如导热硅胶、环氧树脂型密封胶、聚氨酯粘接剂、紫外固化胶等。

上述的制备方法中，步骤(4)中，按照下述步骤密封所述台阶面：

将预热的适配器下压至所述台阶面，通过热熔作用将热封薄膜与所述台阶面进行键合形成密封层；

需要灌满所述沉孔的小径孔的腔体，如果不填满，则多余的空气会导致所述电泳筛分介质在存储过程中缓慢流动，造成胶体无法充满所述毛细管微通道的状况发生。

上述的制备方法中，步骤(5)之后，所述方法还包括向所述大径孔的腔体内填充电泳试剂并密封的步骤。

可根据需要可以在所述沉孔的大径孔的腔体中存储电泳试剂(如电泳缓冲液、甲酰胺、内标、毛细管电泳所需的试剂)，也可以空置。如果存储电泳试剂，为保证密封性，需要在密封大径孔。

步骤(5)之后，即获得填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片，可以在4℃长期保存。

使用本发明毛细管电泳芯片时，用电泳电极直接将密封所述台阶面的密封膜戳破从而完成电泳筛分介质与电泳电极的连接。在需要使用电泳缓冲液时，用电泳电极将密封所述大径孔和所述台阶面的密封膜逐一戳破，使电泳缓冲液和所述电泳筛分介质接触，从而形成电流通道；此时，需要将电泳电极加粗以增加其强度，防止电极在戳破密封膜时变形。

本发明通过采用玻璃管道表面化学修饰方法、玻璃与塑料粘接工艺和塑料热封工艺，将电泳筛分介质存储于毛细管中，在毛细管电泳结束后更换毛细管以进行下一次检测。因此，复杂精细的灌胶操作可以由专门的工业化设备在生产线上完成，而填充电泳筛分介质的毛细管可以直接存储于通用冰箱的冷藏室内。填充电泳筛分介质的毛细管耗材的制备，可以有效减小配套毛细管电泳设备的体积和质量，为便携式毛细管电泳设备的开发奠定基础。

附图说明

图1为本发明制备填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片的流程图。

图2为灌胶完成后的管道口胶粘保护的示意图。

图3为本发明制备的填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片中的沉孔的结构示意图。

图4为热封示意图。

图5为本发明制备的填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片的整体示意图。

图6为本发明实施例1制备的填充电泳筛分介质的毛细管在不同存储周期时的毛细管电泳效果图。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。

以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。

实施例1、填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片

制备本发明填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片的实验流程图如图1所示，具体过程如下：

一、玻璃毛细管电泳芯片的制备

1、采用微流控技术制备玻璃毛细管芯片

玻璃毛细管芯片的制备可以采用传统的湿法、干法刻蚀技术进行。其一般制作工艺流程概括如下：首先在玻璃表面上溅射一层惰性金属保护层(如金、铂、钛等)；然后在该保护层上进行匀胶操作将光刻胶均匀涂覆在保护层表面，之后进行光刻、显影等常规步骤完成管道图案的定型；管道显现后先使用对应的金属刻蚀液将暴露出来的金属保护层刻蚀掉，再使用相应的刻蚀工艺刻蚀玻璃形成相对应图形的毛细管道沟槽。对于玻璃芯片(二氧化硅)来说，湿法刻蚀的经典刻蚀液是氢氟酸；干法刻蚀的常用腐蚀剂为三氟甲烷等离子束。刻蚀完成后，将剩余的已固化光刻胶和金属保护层刻蚀去除后，再将带有管道的玻璃芯片与另一片空白玻璃芯片贴合后进行热压键和封装，封装完成后即可完成玻璃毛细管电泳芯片1的制备。

玻璃毛细管电泳芯片上设有若干毛细管微通道4，其为U型管，其中，入口孔和出口孔的孔径均为0.6～2.5mm、高度为0.3～2mm，中间部分的直径为110～300μm，长度为5～10cm(可根据应用场合所要求的分辨率决定长度)。

2、玻璃毛细管微通道表面化学修饰

(1)取步骤1制备的玻璃毛细管电泳芯片，先将浓度为1M的NaOH溶液灌注进入玻璃毛细管，然后将注有NaOH溶液的玻璃芯片加热至60℃，维持15～30min。

(2)完成步骤(1)后，取玻璃毛细管电泳芯片，先用清水清洗玻璃毛细管至碱溶液(即NaOH溶液)完全排出(玻璃毛细管呈中性)，然后加入乙酸溶液浸泡玻璃毛细管使反应环境呈酸性。

(3)完成步骤(2)后，取玻璃毛细管电泳芯片，先使用3-三甲氧基硅基-甲基丙烯酸丙酯的水相溶液(浓度0.1～10％(v/v))对玻璃毛细管表面进行硅烷化修饰(使其表面转化为丙烯基团)，然后将一定浓度的丙烯酰胺单体溶液(浓度与电泳胶的聚合浓度一致，溶液内混合有催化剂和引发剂)注入芯片上的玻璃毛细管微通道，在无氧环境下进行反应约5～30min。在引发剂与催化剂的作用下，丙烯酰胺单体与玻璃表面的丙烯基团进行交联聚合，反应完成后将废液排出并用去离子水清洗玻璃毛细管，即得到玻璃毛细管表面化学修饰的玻璃毛细管电泳芯片1。

玻璃毛细管电泳芯片上的玻璃毛细管的表面均进行共价键修饰，目的为玻璃毛细管的表面在长期存储后仍不失效和进行毛细管电泳时抑制玻璃毛细管表面的电渗流。

需要说明的是，为保证玻璃毛细管表面在长期存储后仍不失效，必须使用共价键化学反应的方式进行，具体化学修饰方法需要根据所使用的电泳筛分介质决定。

二、灌胶

1、灌胶前

灌胶前需要进行溢胶保护工艺，具体操作为：

(1)将玻璃毛细管电泳芯片除灌胶的注入口(即玻璃毛细管的入口孔)外，将所有玻璃毛细管的出口孔使用密封膜9进行完全封堵。所用的密封措施可以为粘接型密封胶带、压力型密封薄膜，也可以使用硅胶类薄膜(如PDMS)等与玻璃表面通过阳极键合进行玻璃毛细管出口孔的密封封堵。

(2)完成步骤(1)后，使用针状物体将密封膜9扎破形成通孔11，通孔11的等效直径维持在0.3mm以下。通孔11的作用在于形成一个微小尺寸的通气口，能够在电泳胶进行灌注操作时将毛细管微通道4内部的空气排出；同时，由于电泳胶为粘稠流体，表面张力较大，直径小的通孔11能够保证当电泳胶已经灌注到出口位置时，会在通孔11处形成一个较大的表面张力阻止胶体从出口孔溢出。如此一来，只需要保证灌胶压力不超过电泳胶在通孔11处自然形成的表面张力即可防止多余的胶料溢出弄脏芯片表面。

2、灌胶

完成步骤1后，向玻璃毛细管微通道的注入口(即玻璃毛细管的入口孔)灌入线性聚丙烯酰胺(即电泳筛分介质)。

3、灌胶后

待所有毛细管内都灌注有电泳胶后，将出口孔处已经扎破的密封膜9去除。

三、管道口胶粘保护

完成步骤二后，用密封膜9对玻璃毛细管的出口孔和入口孔进行再次密封(如图2所示)(即临时性封堵，该封堵措施施行后会将所有电泳胶密封于毛细管管道内，不再进行扎破操作)。

密封膜9作为后续热封粘接的保护层，防止电泳筛分介质在热封时承受高压而发生流动，从而保证玻璃毛细管内的压力平衡，进一步达到电泳筛分介质能够在玻璃毛细管中均匀存储的目的。

四、盖板粘接

1、制备热封盖板

热封盖板2为塑料材质，其上设置有沉孔结构。每个沉孔(如图3所示)包括大径孔5和小径孔8，均呈圆柱状，小径孔8的直径比玻璃毛细管微通道4的出口或入口的孔径大1～4mm、高度为0.5～1mm，大径孔5的直径比小径孔8的直径大1～6mm、高度小于10mm，孔径和高度的设计上需要满足小径孔8的腔体体积为12μL以下，大径孔5和小径孔8之间形成一个台阶层面7。

小径孔8的腔体体积为12μL以下的原因在于：小径孔8的腔体体积超过12μL，则后续热封接口处线性聚丙烯酰胺太多，从而影响电泳时的电场分布。

2、卡套粘接

将完成步骤三的玻璃毛细管电泳芯片和热封盖板2使用密封胶3进行粘接，得到复合材料芯片，热封盖板2上的沉孔与玻璃毛细管电泳芯片上的玻璃毛细管微通道4的出口和入口位置相对应。

密封胶可以是液态固化胶(如导热硅胶、环氧树脂型密封胶、聚氨酯粘接剂、紫外固化胶等)，也可以使用带有密封性能得双面粘接胶带。密封胶的主要作用是粘接热封卡套和玻璃毛细管电泳芯片，同时保证粘接面完全密封。

五、热封

热封示意图如图4所示。

对复合材料芯片中玻璃毛细管微通道出口和入口分别进行热封，具体步骤如下：

1、去除玻璃毛细管微通道出口(图4右侧)处的密封型单面胶。

2、完成步骤1后，向与玻璃毛细管微通道出口对应的下径孔8形成的腔中填满线性聚丙烯酰胺(如果线性聚丙烯酰胺不填满，则多余的空气会导致线性聚丙烯酰胺在存储过程中缓慢流动，造成胶体无法充满管道的状况发生)。

3、完成步骤2后，在台阶层面7上安装热封薄膜6-a。具体的操作依次如下：

(3-1)使用外置热封设备加热适配器10；

(3-2)将完成步骤(3-1)的适配器下压至台阶层面7，通过热熔作用热封薄膜与台阶层面7键合在一起形成完全密封层。

由于玻璃毛细管微通道入口(图4左侧)受到密封型单面胶的阻碍，因此玻璃毛细管的出口处的接口热封时的高温造成的高压被平衡，不会造成胶体流动。

4、完成步骤3后，将玻璃毛细管委托书出口处的接口完全冷却至室温(此时热封的温度和压力所引起的内应力被完全释放)。

5、完成步骤4后，去除玻璃毛细管微通道入口(图4左侧)处的密封型单面胶。

6、完成步骤5后，向与玻璃毛细管入口对应的小径孔8形成的腔中填满线性聚丙烯酰胺(如果线性聚丙烯酰胺不填满，则多余的空气会导致线性聚丙烯酰胺在存储过程中缓慢流动，造成胶体无法充满管道的状况发生)。

7、完成步骤6后，在台阶层面7上安装热封薄膜。具体的操作依次如下：

(3-1)使用外置热封设备加热适配器10；

(3-2)将完成步骤(3-1)的适配器下压至台阶层面，通过热熔作用热封薄膜与台阶层面7键合在一起形成完全密封层。

由于玻璃毛细管微通道出口(图4右侧)受到薄膜的阻碍，因此玻璃毛细管微通道的入口处的接口热封时的高温造成的高压被平衡，不会造成胶体流动。

8、完成步骤7后，将玻璃毛细管微通道入口处的接口完全冷却至室温(此时热封的温度和压力所引起的内应力被完全释放)。

完成步骤8后，即获得填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片。该填充电泳筛分介质的毛细管可以在4℃长期保存。

完成步骤8后，根据需要可以在大径孔5的腔体中存储电泳试剂(如电泳缓冲液、甲酰胺、内标、毛细管电泳所需的试剂)，也可以空置。如果在大径孔5的腔体中存储电泳试剂，为保证密封性，需要在大径孔5的顶部使用密封膜6-b进行热封。

至此，制备完成了填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片，结构如图5所示。

由图5可以看出，本发明填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片具有如下结构：

包括通过密封胶3粘接在一起的玻璃毛细管电泳芯片1和热封盖板2，两者密封配合。其中，玻璃毛细管电泳芯片1上设有若干毛细管微通道4，毛细管微通道4呈U型，热封盖板2于毛细管微通道4的入口和出口处均设有沉孔，且沉孔的小径孔8的内径大于毛细管微通道4的入口和出口的孔径，沉孔的大径孔5与小径孔8形成的台阶面7上密封热封薄膜6-a，毛细管微通道4以及沉孔的小径孔8的腔体内填充电泳筛分介质。在沉孔的大径孔5的腔体内填充电泳试剂，为了保证密封性，需要热封热封薄膜6-b。

使用本发明填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片时，用电泳电极直接将密封膜6-a戳破从而完成线性聚丙烯酰胺与电泳电极的连接。在需要使用电泳缓冲液的应用场合中，可以在沉孔上层中存储电泳缓冲液；使用时，用电泳电极将密封膜6-b和密封膜6-a逐一戳破，使电泳缓冲液和线性聚丙烯酰胺接触，从而形成电流通道；此时，需要将电泳电极加粗以增加其强度，防止电极在戳破密封膜时变形。

实施例2、采用实施例1制备的填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片进行毛细管电泳

取实施例1制备的填充电泳筛分介质的毛细管，4℃分别存储1个月、2个月和3个月，依次得到存储1个月的毛细管、存储2个月的毛细管和存储3个月的毛细管。将该三根毛细管与现场基于传统方法制备的毛细管进行并行电泳实验测试，对比这四根毛细管的电泳结果。电泳测试时使用ROX-500内标作为分型标的。

ROX-500内标所分型获得的DNA片段长度从小至大依次为75bp、100bp、139bp、150bp、160bp、200bp、250bp、300bp、340bp、350bp、400bp、450bp、490bp和500bp。

四根毛细管的电泳结果如图6所示。其中从上至下四条曲线分别是现场灌胶、存储1个月、存储2个月和存储3个月的毛细管电泳结果。如该图可知，基于实施例1所制备的毛细管管道在准确性上与传统毛细管管道基本无异，而其至少能够在三个月以内的存储周期内维持其分离性能。

一、准确性

结果如图6所示，存储1个月、2个月和3个月的毛细管电泳曲线与现场灌胶的电泳曲线基本一致，ROX-500内标的所有片段均被准确分离、检测并识别，出峰形状、起峰时间也能够相互匹配符合。结果表明，所有片段均能够有效的被分离以及检测，分离效果良好。

二、长时间存储性

存储1个月、2个月、3个月的毛细管在分离效果和起峰形状上均无显著差异。且对于ROX-500内标的分离检测也不丢点、不错峰。由此可见，实施例1制备的填充电泳筛分介质的毛细管在冷藏环境下存储3个月以上，活性与功能均没有显著变化，完全可应用于后续的毛细管电泳。

Claims (3)

1.一种填充电泳筛分介质的毛细管电泳芯片，包括密封配合的毛细管电泳芯片本体和盖板，所述盖板为塑料材质，所述毛细管电泳芯片本体与所述盖板通过密封胶实现配合；

所述毛细管电泳芯片本体上设有若干毛细管微通道，所述毛细管微通道呈U型；

所述盖板上于所述毛细管微通道的入口和出口处均设有沉孔；

所述沉孔的小径孔的内径大于所述毛细管微通道的入口和出口的孔径；

所述沉孔的大径孔与小径孔形成的台阶面上密封薄膜；

所述毛细管微通道以及所述沉孔的小径孔的腔体内填充电泳筛分介质；

所述大径孔的腔体内填充电泳试剂，并采用所述薄膜密封；

所述薄膜为热封薄膜。

2.根据权利要求1所述的毛细管电泳芯片，其特征在于：所述毛细管微通道的入口和出口的孔径均为0.6～2.5mm，高度为0.3～2mm；

所述沉孔的小径孔的内径比所述毛细管微通道的入口或出口的孔径大1～4mm；

所述沉孔的大径孔 的内径比所述小径孔 的内径大1～6mm；

所述小径孔的高度为0.5～1mm，所述大径孔 的高度小于10mm。

3.权利要求1或2所述毛细管电泳芯片的制备方法，包括如下步骤：

(1)对所述毛细管电泳芯片本体上的所述毛细管微通道的表面进行抑制电渗流的共价键修饰；

(2)向所述毛细管微通道内灌注电泳筛分介质，然后密封所述毛细管微通道的出口和入口；通过所述毛细管微通道的入口灌注所述电泳筛分介质时，采用密封膜密封所述毛细管微通道的出口，且所述密封膜上设有通孔；

所述灌注步骤完成后去除所述密封膜；

(3)将所述毛细管电泳芯片本体与所述盖板密封配合，所述盖板上的所述沉孔与所述毛细管微通道的入口和出口的位置相对应；

采用液态固化胶或双面粘接胶带粘接所述毛细管电泳芯片本体与所述盖板；

(4)去除所述毛细管微通道的入口或出口的密封，向所述沉孔的小径孔的腔体内灌注所述电泳筛分介质，然后密封所述沉孔的大径孔与小径孔形成的台阶面；

按照下述步骤密封所述台阶面：

将预热的适配器下压至所述台阶面，通过热熔作用将热封薄膜与所述台阶面进行键合形成密封层；

(5)重复步骤(4)直至密封全部的所述毛细管微通道的入口和出口；

步骤(5)之后，所述方法还包括向所述大径孔的腔体内填充电泳试剂并密封的步骤。

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