CN1540335A

CN1540335A - 集成微型电磁泵式毛细管电泳芯片

Info

Publication number: CN1540335A
Application number: CNA2003101084063A
Authority: CN
Inventors: 杨华勇; 谢海波; 刘玲; 傅新
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2003-11-01
Filing date: 2003-11-01
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2023-11-01
Also published as: CN1238713C

Abstract

本发明公开了一种集成微型电磁泵式毛细管电泳芯片。在基体材料B上表面刻蚀有缓冲液槽、废液槽的电泳分离管道，与电泳分离管道相垂直连通的一侧刻蚀有电泳进样管道和废液槽，与电泳分离管道相垂直连通的另一侧刻蚀有微型电磁泵流道和进样槽，在整条微型电磁泵流道两侧壁溅射有电极，基体材料B上表面的进样槽、缓冲液槽、两个废液槽、电极引出点分别与基体材料A上相应出口对准后相键合，在基体材料B电极下面装有永久磁铁。它利用微型电磁泵作为多样品电泳连续检测的进样和快速换样装置，在前一种样品检测完毕后将原有样品排至废液槽，同时也将新样品输送至分离点。该装置可重复使用，简化了检测设备，缩短连续检测时间，降低了检测成本。

Description

集成微型电磁泵式毛细管电泳芯片

所属技术领域

本发明涉及生化检测装置，特别是涉及一种集成微型电磁泵式毛细管电泳芯片。

背景技术

毛细管电泳(Capillary Electrophoresis，简称CE)是80年代初迅速发展起来的一种新型的电泳与色谱相结合的分离分析技术，具有分析效率高、分析速度快、样品用量少、应用范围广等特点，已成为90年代重要的分离分析手段，在生物、化学、医药、环保、食品等领域具有很好的应用前景。90年代以后迅速发展起来的毛细管电泳芯片技术是以微加工工艺为技术依托，以晶体硅、玻璃、塑料(主要是有机玻璃)、陶瓷和硅橡胶为基体材料，借助毛细管电泳技术，将样品进样、反应、分离、检测等过程集成到一起的多功能化的高效、快速、试样用量少的微型实验室技术。迄今为止，毛细管电泳芯片技术已成功的用于一系列化学物质的分离，特别在生化领域，已成功的进行了DNA序列测定、多肽和蛋白质、氨基酸、单细胞和单分子等的分离检测。但是该技术在检测过程中的自动化程度依然存在不足，主要体现在以下两点：

(1)在多种样品连续检测过程中，当一种样品检测完毕后，必须将毛细管电泳芯片从检测装置上取下，并采用人工操作方式将芯片中残留的原样品清洗干净并为下一个样品进行芯片预处理，所花费的时间比较长。同时，当芯片重新换上新的样品后还需与检测装置重新定位，由于毛细管电泳管道尺寸在几十个微米左右，因此重新定位也需要经验要求以及一定的时间，并且重复定位还会导致前后两次检测的重复性变差，影响检测精度。所以。采用人工换样对多样品连续检测的速度和检测精度带来影响，尤其体现在耗费时间过长的问题上；

(2)毛细管电泳芯片是采用电渗进样，工作电压高，稳定性差，同时，电渗流动中不可避免的伴有电泳分离，这一分离过程是不可逆的，影响了所输入的样品质量。

因此，采用电渗进样，对样品检测的准确度带来不利影响；

(3)目前，大多数毛细管电泳芯片都是一次性使用的，存在比较大的浪费，检测成本较高。所以，开发可重复使用的新型毛细管电泳芯片对于毛细管电泳芯片的商品化进程将起到极大的推进作用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足和缺陷，本发明的目的在于提供具有进样及换样功能，并可重复使用的一种集成微型电磁泵式毛细管电泳芯片。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是它包括：分别开有两个电极引线出口、两个废液槽出口、一个缓冲液槽出口、一个进样槽出口的第一块基体材料，第二块基体材料上表面刻蚀有一端有缓冲液槽、另一端有第一废液槽的电泳分离管道，与电泳分离管道相垂直连通的一侧刻蚀有电泳进样管道和第二废液槽，与电泳分离管道相垂直连通的另一侧刻蚀有微型电磁泵流道和进样槽，在整条微型电磁泵流道两侧壁分别溅射电极，第二块基体材料上表面的进样槽、缓冲液槽、第一废液槽、第二废液槽、两个电极引出点分别与第一块基体材料上的一个进样槽出口、一个缓冲液槽出口、两个废液槽出口、两个电极引线出口对准后相键合，在第二块基体材料电极下面装有永久磁铁。

所说的微型电磁泵流道为横截面为矩形的直线型管道；微型电磁泵流道深度大于电泳进样管道和电泳分离管道的深度。

所说的基体材料为有机玻璃或玻璃；电极材料为金。

本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：

1、微型电磁泵作为毛细管电泳芯片的自动进样及换样装置，微型电磁泵采用平面型结构设计，其流道与“丁字”毛细电泳管道在同一平面内，且与“丁字”毛细电泳管道的分离通道成90度联接，结构简单；

2、微型电磁泵流道两侧壁电极分别与直流电源正负极相连，在整个管道中形成电场，永久磁铁放置于管道下面，形成与电场正交的磁场。

3、管道两侧壁的电极材料为金，化学稳定性强，不易电解；

4、永久磁铁的横截面积大于整个微型电磁泵图形，使微型电磁泵流道处于均匀磁场中。

5、它利用微型电磁泵作为多样品电泳连续检测的进样和快速换样装置，在前一种样品检测完毕后将原有样品排至废液槽，同时也将新样品输送至分离点。该装置可重复使用，简化了检测设备，缩短了多样品连续检测时间，降低了检测成本和对工作人员的操作要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体结构原理示意图；

图2是本发明的结构原理示意图；

图3是图2的A-A剖面图。

图中：进样槽1，微型电磁泵流道2，微型电磁泵流道两侧壁电极3、4，微型电磁泵流道两侧壁电极引出点5、6，分离点7，电泳进样管道8，电泳分离管道9，缓冲液槽10，废液槽11、12，永久磁铁13。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明包括：分别开有两个电极引线出口、两个废液槽出口、一个缓冲液槽出口、一个进样槽出口的第一块基体材料A，第二块基体材料B上表面刻蚀有一端有缓冲液槽10、另一端有第一废液槽11的电泳分离管道9，与电泳分离管道9相垂直连通的一侧刻蚀有电泳进样管道8和第二废液槽12，与电泳分离管道9相垂直连通的另一侧刻蚀有微型电磁泵流道2和进样槽1，在整条微型电磁泵流道2两侧壁分别溅射电极3、4，第二块基体材料B上表面的进样槽1、缓冲液槽10、第一废液槽11、第二废液槽12、两个电极引出点5、6分别与第一块基体材料A上的一个进样槽出口、一个缓冲液槽出口、两个废液槽出口、两个电极引线出口对准后相键合，在第二块基体材料B电极3、4下面装有永久磁铁6。

本发明的工作过程如下：

微型电磁泵作为进样动力源而集成到毛细管电泳芯片上，进样时，启动微型电磁泵，样品由进样槽1泵入分离点7等待分离检测。当原有样品测试完毕，需要换入新样品时，启动微型电磁泵将进样管道、分离管道中的原有样品泵入废液槽；再在进样槽加入新样品，使微型电磁泵流道中充满新样品，并将新样品连续泵入分离点等待检测，。当所有样品测试完毕后，在进样槽内1加入清洗液，启动微泵将进样槽1、微型电磁泵流道2、分离点3、电泳进样管道8，电泳分离管道9内的残留样品清洗干净，这样就可使集成微型电磁泵式毛细管电泳芯片实现重复使用。

Claims

1.一种集成微型电磁泵式毛细管电泳芯片，其特征在于它包括：分别开有两个电极引线出口、两个废液槽出口、一个缓冲液槽出口、一个进样槽出口的第一块基体材料(A)，第二块基体材料(B)上表面刻蚀有一端有缓冲液槽(10)、另一端有第一废液槽(11)的电泳分离管道(9)，与电泳分离管道(9)相垂直连通的一侧刻蚀有电泳进样管道(8)和第二废液槽(12)，与电泳分离管道(9)相垂直连通的另一侧刻蚀有微型电磁泵流道(2)和进样槽(1)，在整条微型电磁泵流道(2)两侧壁分别溅射电极(3、4)，第二块基体材料(B)上表面的进样槽(1)、缓冲液槽(10)、第一废液槽(11)、第二废液槽(12)、两个电极引出点(5、6)分别与第一块基体材料(A)上的一个进样槽出口、一个缓冲液槽出口、两个废液槽出口、两个电极引线出口对准后相键合，在第二块基体材料(B)电极(3、4)下面装有永久磁铁(6)。

2、根据权利要求1所述的一种集成微型电磁泵式毛细管电泳芯片，其特征在于：所说的微型电磁泵流道(2)为横截面为矩形的直线型管道；微型电磁泵流道(2)深度大于电泳进样管道(8)和电泳分离管道(9)的深度。

3、根据权利要求1所述的一种集成微型电磁泵式毛细管电泳芯片，其特征在于：所说的基体材料为有机玻璃或玻璃；电极材料为金。