CN113702476A - 基于电泳技术的样品进样芯片和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于电泳技术的样品进样芯片及进样方法，所述样品进样芯片包括基底和电极，所述基底采用绝缘材料；还包括：暂存模块设置在所述基底上，用于暂存样品；所述电极呈环形，并环绕所述暂存模块设置。本发明具有所需样品少等优点。

Description

基于电泳技术的样品进样芯片和方法

技术领域

本发明涉及污染监测，特别涉及基于电泳技术的样品进样芯片和方法。

背景技术

毛细管电泳是一种广泛使用且高效的检测技术，可以应用于多种无机和有机物质的分离和检测。毛细管电泳进样过程是影响分析重现性和灵敏度的重要步骤之一，其中电进样是广泛使用的方式。在电进样的过程中，需要将金属电极深入到待测液体中，施加电压后使得带电物质能够迁移到分离管道内，实现进样的过程。受限于现有的电进样方式，待检测的物质体积需大于10微升，而实际毛细管电泳的进样量只需要1-10纳升，因此会出现以下问题：

1.对一些较为昂贵的样品的浪费；

2.不能对微量样品进行分析；

3.难以小型化毛细管电泳仪；

4.无法与上游微量反应体系相连接(微流控)。

还有，电进样需要在待测样品中加入电极，使得在进样时能够与毛细管形成通路，实现待测样品的进样。电进样的方式主要有：

1.SCIEX在毛细管进样端间隔2mm左右位置放置了一个电极，在进样时电极和毛细管一同深入到待测液中，实现电进样，但是此方法不适用于微量液体的分析；

2.赛默飞采用将毛细管尖端固定金属套管的方式实现电极和毛细管一同进入到样品中，但是由于套管的体积较大导致微量待测液体会吸附到套管影响后续分析；

3.将液滴放在金属板上进行毛细管电进样，但是由于金属板对很多的生物反应都有较强的抑制作用，限制了与上游不同反应的衔接。

基于微流控芯片的方法可以实现微反应体系的毛细管电泳分析，但是此种芯片大多需要精度较高的注射泵作为动力源辅助微量样品的注入，此方法不仅需要额外的设备且重复性也不好。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种基于电泳技术的样品进样芯片。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

基于电泳技术的样品进样芯片，所述基于电泳技术的样品进样芯片，所述样品进样芯片包括基底和电极，所述基底采用绝缘材料；所述样品进样芯片还包括：

暂存模块，所述暂存模块设置在所述基底上，用于暂存样品；

所述电极呈环形，并环绕所述暂存模块设置。

本发明的目的还在于提供了样品进样方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

根据本发明的样品进样芯片的样品进样方法，所述样品进样方法为：

带电的毛细管的底端接触暂存模块内的样品；

所述毛细管和电极间形成电场，暂存模块内的样品接触所述电极；

在所述电场作用下，所述样品进入所述毛细管内。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.样品使用量少；

利用暂存模块和电极的设置，使得样品仅需纳升级就可以暂存在暂存模块，需要进样时，使用毛细管电泳技术即可，显著地降低了样品使用量；

2.高通量；

在同一芯片上设计多个暂存模块，存在不同样品，配合毛细管电泳阵列实现多个样品同时分析，显著地提高了分析通量；

3.结构简单、成本低；

利用毛细管电泳技术实现了纳升样品的进样，无需昂贵的泵，降低了结构复杂度和成本。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明实施例的基于电泳技术的样品进样芯片的结构简图。

具体实施方式

图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1给出了本发明实施例的基于电泳技术的样品进样芯片的结构简图，如图1所示，所述基于电泳技术的样品进样芯片包括：

基底11，所述基底11采用绝缘材料，如玻璃；

暂存模块21，所述暂存模块21设置在所述基底11上，用于暂存样品；

电极31，所述电极31设置在所述暂存模块21的外侧。

为了提高进样效率，进一步地，所述电极31呈环形，并环绕所述暂存模块21设置。

为了防止在非进样时间样品与电极接触，进一步地，所述样品进样芯片还包括：

疏水层41，所述疏水层41设置在所述暂存模块21和电极31之间的基底表面。

为了降低样品使用量、芯片结构复杂度及成本，进一步地，所述暂存模块是设置在所述基底表面的亲水层。

为了降低样品使用量，进一步地，所述暂存模块是形成在所述基底上的槽，自下而上地，所述槽的内径变大，所述电极的内径大于所述槽的最大内径。

为了提高样品分析通量，进一步地，所述暂存模块是多个，环绕各个暂存模块的电极连接。

为了提高样品分析通量，进一步地，所述样品进样芯片还包括：

一个或多个第一连接部32，多个暂存模块21分别设置在所述第一连接部32的两侧，环绕暂存模块21的电极31连接所述第一连接部32；

第二连接部33，所述第一连接部32连接所述第二连接部33。

本发明实施例的样品进样方法，也即根据本发明实施例的样品进样芯片的工作方法，所述样品进样方法为：

带电的毛细管的底端接触暂存模块内的样品；

所述毛细管和电极间形成电场，暂存模块内的样品接触所述电极；

在所述电场作用下，所述样品进入所述毛细管内。

实施例2：

根据本发明实施例1的基于电泳技术的样品进样芯片及进样方法的应用例。

在该应用例中，如图1所示，基底11采用绝缘的玻璃，通过溅射等方式在基底11表面形成第一连接部32、第二连接部33和多个环形电极31，多个环形电极31分别处于第一连接部32两侧，并连接第一连接部32，多个第一连接部32连接第二连接部33；

暂存模块21的结构为：在环形电极31内侧的基底11上加工出凹槽，自下而上地，凹槽的内径变大，环形电极31的内径大于所述槽的最大内径(槽的顶端的内径)；在槽的临着电极31的区域设置疏水层41，防止了非进样时样品接触电极31。

可见，利用上述暂存模块21和电极31的设置，实现了纳升级液体样品的进样，无需泵。

本发明实施例的样品进样方法，也即根据本发明实施例的样品进样芯片的工作方法，所述样品进样方法为：

呈矩阵式设置的多个带电的毛细管的底端分别接触基底11上多个暂存模块21内的样品；

所述毛细管和电极31间形成电场，暂存模块21内的样品越过疏水层41接触所述电极31；

在所述电场作用下，所述样品进入所述毛细管内，从而实现了多个毛细管的同时进样，显著地提高了进样通量。

实施例3：

根据本发明实施例1的样品进样芯片的应用例，与实施例2不同的是：

1.暂存模块的结构是：在基底的表面设置呈矩阵式分布的亲水层，在亲水层设置电极，在亲水层和电极之间设置疏水层。

2.电极非环形，如扇形，设置在疏水层的外侧，并连接第一连接部。

Claims (8)

1.基于电泳技术的样品进样芯片，所述样品进样芯片包括基底和电极，所述基底采用绝缘材料；其特征在于，所述样品进样芯片还包括：

暂存模块，所述暂存模块设置在所述基底上，用于暂存样品；

所述电极设置在所述暂存模块的外侧。

2.根据权利要求1所述的样品进样芯片，其特征在于，所述样品进样芯片还包括：

疏水层，所述疏水层设置在所述暂存模块和电极之间的基底表面。

3.根据权利要求1或2所述的样品进样芯片，其特征在于，所述暂存模块是设置在所述基底表面的亲水层。

4.根据权利要求1或2所述的样品进样芯片，其特征在于，所述暂存模块是形成在所述基底上的槽，自下而上地，所述槽的内径变大，所述电极的内径大于所述槽的最大内径。

5.根据权利要求1或2所述的样品进样芯片，其特征在于，所述电极呈环形，并环绕所述暂存模块设置。

6.根据权利要求1所述的样品进样芯片，其特征在于，所述暂存模块是多个，环绕各个暂存模块的电极连接。

7.根据权利要求6所述的样品进样芯片，其特征在于，所述样品进样芯片还包括：

一个或多个第一连接部，多个暂存模块分别设置在所述第一连接部的两侧，环绕暂存模块的电极连接所述第一连接部；

第二连接部，所述第一连接部连接所述第二连接部。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的样品进样芯片的样品进样方法，所述样品进样方法为：

带电的毛细管的底端接触暂存模块内的样品；

所述毛细管和电极间形成电场，暂存模块内的样品接触所述电极；

在所述电场作用下，所述样品进入所述毛细管内。

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