CN2898830Y

CN2898830Y - 用微型真空泵的微流控芯片负压进样和分离的装置

Info

Publication number: CN2898830Y
Application number: CN 200620101674
Authority: CN
Inventors: 殷学锋; 张磊
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2016-03-14

Abstract

一种微流控芯片负压进样和分离的装置，由微流控芯片、负压源、三通电磁阀、接口和高压电源组成，其特征是负压源由真空瓶与电触点真空表和微型真空泵连接构成，电触点真空表作为控制微型真空泵的开关，真空瓶与三通电磁阀c端口相接，三通电磁阀a端口直接与大气相通，三通电磁阀b端口通过接管道与接口相通，微流控芯片上有缓冲液储液池B、缓冲液废液储液池BW、样品储液池S、样品废液池SW，接口安装微流控芯片样品废液池SW上面，进样通道为S－SW，分离通道为B－BW，在分离通道B－BW二端连接高压电源。具有成本低廉，真空度自动控制，操作简单，负压稳定，进样速度快特点。

Description

用微型真空泵的微流控芯片负压进样和分离的装置

技术领域

本实用新型涉及微流控芯片毛细管电泳分析技术，特别是涉及微流控芯片负压进样和分离的装置。

背景技术

自从1990年提出微全分析系统概念以来，微流控芯片技术已在医学和生命科学领域开辟了广阔的发展空间。微流控芯片毛细管电泳技术已用于DNA测序，DNA片段的分离和鉴定，氨基酸、多肽、蛋白质的分离测定以及单细胞内组分的分析等。

专利申请200510050457.4中，提出了一种由微流控芯片、柱塞泵、三通阀、接口和高压电源组成的微流控芯片负压进样和分离的装置，在进样阶段，通过用柱塞泵抽取微流控芯片样品废液池中的空气，使样品废液池中形成负压，从而使样品池中的样品通过微流控芯片交叉处而流入废液池，与此同时，缓冲溶液池和缓冲溶液废液池中的溶液也在大气压的作用下也通过微流控芯片交叉处流入废液池，使样品溶液在进样通道和分离通道的交叉处形成稳定的样品塞，从而防止了样品塞在微流控芯片交叉处扩散增宽；在分离阶段，切换负压进样和分离的装置中的三通阀b端和a端连通。由于三通阀的a端直接与大气相通，从而使使样品废液池与大气相通，它与其他液池之间的压力差立即同时消失，可以使微流控芯片交叉处形成皮克级的样品塞被加在分离通道上的电场所产生的电渗流带入分离通道分离测定。通过优化各储液池的液面高度，可以防止样品溶液在分离时进入分离通道而影响分离效果。

由于微流控芯片样品废液池容积很小，一般仅几百微升，为避免抽气时负压过高而导致样品池中样品消耗量过大，所用的注射泵所配制的注射器最佳容积为0.5-1mL。而柱塞泵的价格昂贵，每台价值1万多元，每次进样开始，柱塞必须复位，才能再次在样品废液池中形成负压。装置成本高、操作难度大。

发明内容

本实用新型目的是在200510050457.4基础上，提供一种操作更方便、负压稳定、成本低廉、结构简单、便于推广使用的微流控芯片毛细管电泳负压进样和分离的装置。

本发明提供的微流控芯片负压进样和分离的装置，由微流控芯片、负压源、三通电磁阀、接口和高压电源组成，其特征是负压源由真空瓶与电触点真空表和微型真空泵连接构成，电触点真空表作为控制微型真空泵的开关，真空瓶与三通电磁阀c端口相接，三通电磁阀a端口直接与大气相通，三通电磁阀b端口通过接管道与接口相通，微流控芯片上有缓冲液储液池B、缓冲液废液储液池BW、样品储液池S、样品废液池SW，接口安装微流控芯片样品废液池SW上面，微流控芯片进样通道为S-SW，分离通道为B-BW，在分离通道B-BW二端连接高压电源。

本实用新型三通电磁阀作为进样和分离的开关。

本实用新型提供微流控芯片负压进样和分离的装置，操作过程是：首先设定电触点真空表的最大真空度为-500mbar，最小真空度为-50mbar。三通电磁阀5断电，三通电磁阀b端和a端连通，c端截止。接通微型真空泵电源，使真空瓶内形成负压，真空瓶内的真空度为-50～-500mbar，当瓶内真空度达到设定真空度上限时，电触点真空表关闭微型真空泵电源，当瓶内真空度低于设定真空度下限时，电触点真空表启动微型真空泵，使瓶内真空度稳定在设定的范围内；在进样阶段，三通电磁阀b端口与c端口连通，样品废液池中形成负压，样品池中的样品通过微流控芯片交叉处流入废液池。缓冲溶液池和缓冲溶液废液池中的溶液也在大气压的作用下通过微流控芯片交叉处流入废液池，使样品溶液在进样通道和分离通道的交叉处形成稳定的样品塞；在分离阶段，三通电磁阀b端和a端连通。由于三通电磁阀的a端直接与大气相通，样品废液池与大气相通，液池之间的压力差同时消失，微流控芯片交叉处形成皮克级的样品塞被加在分离通道上的电场所产生的电渗流带入分离通道分离测定。通过优化各储液池的液面高度，可以防止样品溶液在分离时进入分离通道而影响分离效果。

本实用新型的微流控芯片负压进样和分离的装置结构简单，除微流控芯片外，仅用一个微型真空泵，一个真空瓶、一个电触点真空表，一个三通电磁阀和一个高压电源，进样速度快，进样量不随微通道表面性质的改变而改变，操作方便，安全，克服了目前微流控芯片毛细管电泳电动进样时进样速度慢，进样量随微通道表面性质的改变而改变，进样需用多路电源和控制系统等的不足。与专利申请200510050457.4中装置相比较，本实用新型的使用成本低廉(仅300元左右)的微量真空泵作为负压源，由电触点真空表自动控制真空瓶内的真空度，由三通电磁阀的通电与否控制微流控芯片的进样和分离，操作简单、负压稳定，进样速度更快。

附图说明

图1负压进样微流控芯片毛细管电泳分离装置示意图

图2微流控芯片与三通电磁阀接口示意图

图中：1-微流控芯片，2-微型真空泵，3-真空瓶，4-电触点真空表，5-三通电磁阀及a、b、c三个端口，6-接口，7-高压电源，8-进样通道，9-样品废液储液池中的溶液，10-样品废液储液池中液面上方的空气，11-样品废液储液池SW，12-密封胶管，13-联接管道。

具体实施方式

实施例1

参见图1、图2，微流控芯片1上冲液储液池B和缓冲液废液储液池BW之间的通道是分离通道B-BW，样品储液池S和样品废液池SW之间的通道是进样通道S-SW，负压源由真空瓶3与电触点真空表4和微型真空泵2连接构成，真空瓶3与三通电磁阀5的c端口相接，三通电磁阀5的a端口直接与大气相通，三通电磁阀5的b端口通过联接管道13与接口6相连，接口6安装在微流控芯片样品废液池SW上面。在微流控芯片上的样品储液池S中加入样品溶液，在其他储液池B、SW、BW加入不同体积的电泳缓冲液，保持分离通道两端储液池B和BW的液面高度相同，样品储液池S中液面的高度小于分离通道两端储液池B和BW的液面高度，样品废液储液池SW中的液面高度小于储液池S中液面的高度。接口示意图见图2。其中8为进样通道，9为样品废液储液池中的溶液，10是样品废液储液池中液面上方的空气，11是样品废液储液池SW，12是密封胶管，13是联接管道，将密封胶管插入废液储液池SW上部作为接口，插入的密封胶管始终保持不与SW储液池内的电泳缓冲液的液面相接触，同时保证接口的气密性。在分离通道B端施加+1200V高电压，BW端接地。

首先设定电触点真空表的最大真空度为-500mbar，最小真空度为-50mbar。三通电磁阀5断电，三通电磁阀b端和a端连通，c端截止。接通微型真空泵电源，使真空瓶内形成负压，真空瓶内的真空度为-50～-500mbar，当瓶内真空度达到设定真空度上限时，电触点真空表关闭微型真空泵电源，当瓶内真空度低于设定真空度下限时，电触点真空表启动微型真空泵，使瓶内真空度稳定在设定的范围内。微流控芯片毛细管电泳分析的操作由注样和分离两个阶段组成。在进样阶段，三通电磁阀5通电，使三通电磁阀b端和c端连通，真空瓶3经接口6与微流控芯片样品废液池11连通，使样品废液池中形成负压，微流控芯片上其他储液池中的样品溶液和缓冲液等在大气压的作用下向样品废液池流动，在进样通道和分离通道的交叉处形成稳定的样品塞；在分离阶段，三通电磁阀5断电，三通电磁阀b端和a端连通。由于三通电磁阀5的a端直接与大气相通，从而使使样品废液池与大气相通，它与其它液池之间的压力差立即同时消失，可以使在微流控芯片交叉处已形成皮克级的样品塞被加在分离通道上的电场所产生的电渗流带入分离通道，开始电泳分离。

Claims

1.一种用微型真空泵的微流控芯片负压进样和分离的装置，由微流控芯片、负压源、三通电磁阀、接口和高压电源组成，其特征是所述负压源由真空瓶与电触点真空表和微型真空泵连接构成，电触点真空表为控制微型真空泵的开关，真空瓶与三通电磁阀c端口相接，三通电磁阀a端口直接与大气相通，三通电磁阀b端口通过接管道与接口相通，微流控芯片上有缓冲液储液池(B)、缓冲液废液储液池(BW)、样品储液池(S)、样品废液池(SW)，接口安装微流控芯片样品废液池(SW)上面，微流控芯片进样通道为(S-SW)，分离通道为(B-BW)，在分离通道(B-BW)二端连接高压电源。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片负压进样和分离的装置，其特征是三通电磁阀为进样或分离开关。