CN1687770A - 集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置 - Google Patents

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Abstract

集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置，包括一个恒温器，一个微型三维调节器组成，在底座平台的一侧固定微型三维调节器，恒温器由上下两个微型金属恒温箱构成，金属恒温箱设有温控工质循环管道，上下微型金属恒温箱之间平台上放置微流控芯片，两个微型恒温箱之间设有支撑且螺旋调节螺母，使两个微型恒温箱之间高度与芯片厚度相当。本发明是集成恒温器的微流控芯片一体化装置，使用该装置可使实验在一个设定的温度下进行，消除体系内外温度扰动对微分析系统的影响，大大提高了实验的重现性，并拓宽了电泳芯片的应用和研究范围。

Description

集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置
                       技术领域
本发明是一种集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置，具体地说，是将恒温装置直接集成在毛细管电泳芯片系统，发挥恒温器高效恒温的优势，该集成系统适用于各种芯片检测技术(如光学检测、电化学检测和质谱检测等)，属于化学领域。
                       背景技术
微全分析系统是目前分析科学的研究前沿热点之一。微全分析系统是将实验室整个分析过程如样品处理、样品过滤、样品分离以至样品检测等集成在一小块芯片上进行，可以实现整个分析过程的自动化和微型化。
微全分析系统领域中一个重要的热点就是研究集成电泳芯片的微全分析系统。目前，芯片电泳分析一般是在室温下进行的。缺少温控装置，一方面，限制了电泳芯片的分析范围，如：需要在特定温度下进行反应和分离；另一方面，温度的变化会影响了实验结果的重现性以及可靠性。因此，提高芯片电泳温度可控性，可进一步拓宽电泳芯片的研究领域，同时可以提高实验结果的重现性和检测灵敏度。
                          发明内容
本发明目的是：提出了集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置。
本发明的目的还在于提供一种体积小巧、恒温或控温方便、工作可靠的集成高效恒温或控温系统，此装置可通过循环液的选择，实现微管道内温度的控制，从而研究温度对分离的影响，同时可以极大地提高实验的重现性和灵敏度。
本发明所采用的技术方案是：集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置，包括一个微型恒温器，一个微型三维调节器组成。在底座平台的一侧固定微型三维调节器，调节器夹住工作电极，可以精确定位，进行柱端电化学检测。恒温器由上下两个微型金属恒温箱，金属恒温箱设有温控工质循环管道。上下微型金属恒温箱之间平台上放置微流控芯片，两个微型恒温箱之间设有支撑且螺旋调节螺母，使两个微型恒温箱之间高度与芯片厚度相当。所述微型金属恒温箱是由两个方形微型铜(或铝)制恒温箱，也可以是表面防府处理的钢制、不锈钢等金属材料制成。
本发明的特点是，本发明是集成恒温器的微流控芯片一体化装置，金属恒温箱内或外部温控工质容器内设有电加热器，可以通过PID等方式对温控工质进行精确控温，通过泵或自然对流的方式使温控工质循环。使用该装置可使实验在一个设定的温度下进行，消除体系内外温度扰动对微分析系统的影响，大大提高了实验的重现性，并拓宽了电泳芯片的应用和研究范围。本装置平台将恒温、分离、检测三部分集成为一体，温度可控性好，微型化程度高。
                         附图说明
图1为本发明的集成高效恒温系统的微流控芯片电化学检测一体化装置透视示意图
图2为本发明的集成高效恒温系统的微流控芯片电化学检测一体化装置截面示意图
图3为本发明的集成高效恒温系统的微流控芯片电化学检测一体化装置俯视示意图
图中：1，方形微型恒温箱；2，微流控芯片；3，微型三维调节器；4，恒温系统的进液口和出液口；5，调节两微型恒温箱之间高度的螺母；6，工作电极；7，电解池；8，底座；9，电泳高压电极孔(有分离正端、进样正端和进样负端)；10，工作电极孔；11，电泳高压电极孔(分离负端)；12，对电极孔；13，参比电极孔。
                   具体实施方式
如图1、2和3所示，本发明提供的制作集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置(以电化学检测为例)包括以下3个步骤：(1)首先制作恒温系统平台和电解池(1两个方形微型恒温箱，4恒温系统的进液和出液孔，5调节两微型恒温箱之间高度的螺母，7电解池，8底座，9电泳高压电极孔(分离正端、进样正端和进样负端)，11电泳高压电极孔(分离负端)，12对电极孔，13参比电极孔)；(2)再在底座另一侧固定微型三维调节器(3微型三维调节器，6工作电极)；(3)在方形中空微型恒温箱内平台上放置芯片(2微流控芯片)。
恒温系统平台采用铜(或铝)质金属材料，微型恒温箱为方形，芯片在恒温箱之间平台上，利用螺母调节恒温箱之间的高度使之与芯片厚度相当。金属恒温箱内或外部温控工质容器内设有电加热器，可以通过PID等方式对温控工质进行精确控温，通过泵或自然对流的方式使温控工质循环。实验过程：先将集成高效恒温系统的微流控芯片电化学检测一体化装置按上述步骤组装；再在显微镜下利用微型三维调节器使工作电极与微流控芯片的分离管道出口端精确定位，并用螺母调节两个微型恒温箱之间高度正好与芯片厚度相同，确保芯片处在一个恒温环境下；然后开通恒温系统的循环液，调节所需实验温度进行恒温。最后在相应位置放上电泳高压电极(分离正端、分离负端、进样正端和进样负端)和电化学检测的三电极(工作电极、参比电极和对电极)，进行进样、分离和电化学检测。
制作集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置可按如下步骤进行(以电化学为例)：首先制作恒温系统平台和电解池；再在底座另一侧固定微型三维调节器；最后在两个方形微型恒温箱之间平台上放置微流控芯片，并用螺母调节两个方形微型恒温箱之间的高度使之与芯片厚度相当，用微型三维调节器精确定位工作电极(电泳高压电极、对电极、参比电极)，调节器对工作电极可以精确定位，进行柱端电化学检测。

Claims (3)

1、集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置，包括一个恒温器，一个微型三维调节器组成，在底座平台的一侧固定微型三维调节器，调节器夹住工作电极，其特征是恒温器由上下两个微型金属恒温箱构成，金属恒温箱设有温控工质循环管道，上下微型金属恒温箱之间平台上放置微流控芯片，两个微型恒温箱之间设有支撑且螺旋调节螺母，使两个微型恒温箱之间高度与芯片厚度相当。
2、由权利要求1所述的集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置，其特征是所述微型金属恒温箱是由两个方形微型铜、铝、表面防腐处理的钢制、或不锈钢材料制成。
3、由权利要求1所述的集成高效恒温系统的微流控芯片一体化装置，其特征是金属恒温箱内或外部设有的温控工质容器内设有电加热器，设有泵使温控工质循环。
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