TW201100803A - A microfluidic chip - Google Patents

Description

201100803 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種微流體檢測裝置，特別是關於一種 用於檢測假酒之微流體假酒檢測裝置。 【先前技術】 甲醇是無色易燃之液體，又稱為工業用酒精，除了一 般的工業用途外，亦被不肖商人拿來當做假酒的原料，曱 醇毒性很強，依進入人體劑量的多寡，將引起不同生理反 應。曱醇中毒一般為誤食假酒所引起的中毒，主要會造成 視網膜及視神經病變’最後導致視神經萎縮而失明。但並 非只有假酒才含有曱醇，一般的酒類如水果釀造酒，也可 能含有濃度過高的曱醇，目前常見的甲醇檢測方法包括氣 相層析法(GC)及過錳酸鉀氧化法；氣相層析法(GC)是一種 有效的物理分離分析方法，需架設層析管柱，並根據試樣 混合物中各成分在不互溶的兩相（固定相與流動相 附能力差異使其流速不同，而達到分離效果，另外需搭配 债測及紀⑽絲計算成分含量。魏酸鉀氧化法： :設一反應裝置如燒杯、㈣器等，_將曱醇與過_ =入燒㈣’經由攪拌使混合祕騎中產生氧化還原 反應’然後加入草酸試劑脫色’待過龜酸卸退色後 呈色反應，再將所得之生成物: 刀先光料樣品槽巾’進行後續的定性與定量分析。 ，生署公告㈣光(分光光料)搭配魏 化法來檢義射的甲醇…般f料分雜Μ = 201100803 光光度計减過蚊波長來崎絲的分析檢測，典型分 光光度計包=五個組件··-麵可為紫外絲可見光，其 用以提供連、人射光、-透明樣品槽，其用以盛装樣品， 必須使用能通酬制光_财，—如石英祕石夕製 ^樣==«好完_於先束方向喊少反射損 失、一波長選擇益、一光電偵測5§、β __ β 則Μ及—訊號處理紀錄器。 1知之樣品槽，只能提供待測物#品放置，如果待測物樣

品需要結合-魏學反應才脉得，則需先騎架設一反 應裝置如燒杯、_ϋ等’妓縣置取得制物樣品後， 再將該待測物樣品放人該分光光度計之樣品槽，以進行後 續的成分檢測分析。 。-般而言，上述習用之f醇檢測方法及分光光度計樣 σ口槽具有下列缺點，例如：氣相層析法具有快速準確的優 點但儀器及耗㈣於昂貴，因此*適合開發作為—般民間 檢測使U職酸卸為—非專—之強氧化劑會使釀造酒 中乙醇、色素及賴也被職酸_氧化，導致產生之氧化 物^會與品紅產生呈色，使實驗結果赵讀，為了減少 傷陽性之销’所得之待測物樣品需另行經過繁複的蒸鶴 处理因此尤其不適用於釀造酒的檢測。再言之，由外界 將反應後得狀制物#品移人樣品槽，除了可能使所得 之待測物樣品因外界污染摻入雜質而影響檢測精罐度，而 且所需的反綱餘多，化學反應產位廢棄物處理間題 值得考慮。 基於上述原因，有必要進一步改良上述習用曱醇檢測 方法及為了達卿免待嶋樣品受外界污染及減少所需反 201100803 應劑f，有必要將新的甲醇檢驗法結合於一微流體檢測裝 置。 ' 有鑑於此，本發明改良上述之缺點，其係利用對甲醇 專一性咼之氧化物methanol oxidase (MOX)取代過短酸 鉀，於微流體檢測裝置中將曱醇氧化成曱醛再配合品紅呈 色，接著將微流體檢測裝置直接放入分光光度計中用以檢 測待測物中曱醇含量。 【發明内容】 本赍明主要目的係提供一種微流體檢測裝置，該微流 體裝置僅需少量樣品液即可進行檢測，使其可用以快速檢 測假酒。 本發明次要目的係提供一種微流體檢測裝置，該微流 體製置係設有-可透光分析孔部位，使雜缝裝置可以 直接插入分光光度計樣品槽中，用以檢測待測物中曱醇含 量’可避免制物受外界污染，影響定性與定量之分析結 果。 本發明再一目的係提供一種微流體檢測裝置，該微流 體檢測裝置内之一混合槽設計，使樣品液間可充分混合， 提升混合均句度及反應效率。 本發明另一目的係提供一種微流體檢測裝置，該微流 體裝置係設有曲折環繞的反應槽道，錢鋪檢測之甲醇 可以與氧化物有較長之反應時間，使反應更完全。 為達到前述發明目的，本發明所運用之技術手段及藉 由該技術手段所能達到之功效包含有： 201100803 Ο -種微流體檢_置，包含—進料層板、—混合 及-匯流層板。該進料層板具有—第—表面及= 面’該第-表面與第二表面間設數個貫穿進料層板:通 孔，且5亥進料層板之數個通孔包含一第—注入口、一第一 注入口及—加料口。該混合層板具有-第-表=及I第I 表面，該混合層板第—表面與該進料層板第二表面社人， ::合„與第二表面間設數個貫穿混合：之 通孔，包3 —苐一樣品口、一第二樣品口 穿孔 混 ❹ 牙十L、 合槽及了巧孔，該第—樣品口對位於該進料層板之第 注入口，s亥第二樣品口對位於該進料層板之第二注入口。 該混合層板之第-表面設—進料槽道、至少—反應槽道及 -加料槽道；該進料槽道之第—端與該第—樣品;=， 第二端與該穿孔連接，該至少—反應槽道之第—端連接該 混合槽，減觸道H連接齡減，該加料槽道 之第-端對應於該進料層板之加料σ，該加料槽道二 端連接該分析孔。該匯流層板具有—第—表面及—第二表 面，該匯流層板第-表面與該混合層板之第二表面社人. 該第-表，具有至少一第—樣品槽道及至少一第二樣:槽 道。該弟-樣品槽道之第1與該混合層板之穿孔相對 應’該第-樣品槽道H騎應於絲合層板之混合 槽。該第m槽道之第—端與該混合層板之第二樣品口 相對應，第二端贿應於該混合層板之混合槽。 藉由將甲醇由該進料層板之第—注人卩注人，經由该混 合廣板之進料槽道流_轉孔，接著由麵歸板之第一樣品 槽道流入該混合層板之混合槽下端；氧化物可以賴進料層板 201100803 人Γ人，經由該混合層板之第二注人口流至該匯流 醇及氧化物混合液於W、1 /〜層板之〜槽下&。曱 m 以至^—反應槽道發生氧化還原反應而 析孔最後會經由駐少—反麟道而被收集於該分 加品紅U，_由舰合層板之 置於Β ΐ 使帽反應呈色該微流體檢測裝 二w 7〇成後’生成之待測物會被收集於凸㈣。當該分析 、可透光材質製成時，係可以將設於凸出部之分析孔直接置 入^光^之樣；，藉由分析制物之吸收光譜來做假酒 2性與定量的分析。本發明所述微流體檢測裝置，該微流 、置僅f少⑽品液即可進行檢測，使其具有快速檢測 假酒之功效。 本發明所述微流體檢測裝置，係設有一可透光分析孔 f立，使該分析孔部料以直懸从絲料之樣品槽 :旦用以檢測待測物中罗醇之含量，進行待測物之定性與 定里刀析’刺避紐測齡外L，影響分析結果之 功效。 本發明所述微流體檢測裝置，該第一樣品槽道及該第 二樣品槽道延伸域混合槽之第二端係採錯位相對的方式 設置，使樣品朗可充分混合，提雜合㈣度，使得本 發明具有提升反應效率之功效。 本發明所述微流體檢測裝置，該微流體裝置係設有曲 折環繞的反應槽道，使〒醇可以與氧化物有較長之反應時 間，達到使反應更完全之功效。 201100803 【實施方式】 為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯 易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式， 作詳細說明如下： -請參照第一圖所示，本發明較佳實施例之微流體檢測 裝置，係由數個層板相互疊合所構成，該數個層板較佳為 • <透光之材質製成。如圖所示之實施例當中，本發明係由 /進料層板1、一混合層板2及一匯流層板3所構成。 〇 、_進料層板1具有-第-表面11及-第二表面12， 该進料層板1另設有—凸出部13，由該第一表面u向下 fS形成數個軸向貫穿該轉層板丨之數娜人孔，包含 /第一注入口 14、—第二注入口 15、至少一通氣口 16及 〆加料口 17，甲醇可先選擇由該第一注入口 14或該第二 涑入口 15其中之一注入，然後將該氧化物由另一注入口注 入；至少一通氣口 16，用以通入氣體；該加料口 17用以 漢入品紅。 §亥混合層板2具有一第一表面21及一第二表面22， 该混合層板2另設有一凸出部幻，該混合層板2之第一表 面21與该進料層板1之第二表面12結合，使該進料層板 1及該混合層板2之凸出部13、23彼此重疊對齊。該混合 層板2由該第一表面21向下設有軸向貫穿該混合層板2 之數個通孔及-中空開口，包含—第—樣品口24、一第二 槔品口 25、至少一穿孔2δ、—混合槽27及一分析孔28。 當該混合層板2與該進料層板丨重疊時，該混合層板2之 第一樣品口 24對位於該進料層板丨之第一注入口 Μ之第 201100803 二面；該混合層板2之第二樣品口 25對位於該進料層板i 之第二注入口 15之第二面。 該混合層板2之第一表面21另設有數個溝 少一進料槽道21卜至少一通氣槽道212、至少—反應槽道 213及一加料槽道214。在本實施例之圖式當中，該進料槽 道211繪製二個，該通氣槽道212繪製二個及該反應槽道 213纟會裝一個。该至少一進料槽道211之數量與該至少一 穿孔26之數量相同，且各該進料槽道211之第—端與該第 一樣品口 24連接，而各該進料槽道211之第二端分別與該 至少-穿孔26的其中-個連接，使由該進料層板丄之第一 注入口 14注入之甲醇可流至該混合層板2之穿孔％。其 中，本發明為了使注人之樣品液能快速被分流，並防止樣 品液由該第-注人卩14逆流而出，故較佳係選擇該進料槽 道211及該穿孔26之數量為數個。該至少—通氣槽道212 之第-端分別對應於該進料層板之—通氣口 16，該通氣槽 道212之第二端連接該分析孔28，使該分析孔28處於^ 對低壓。該至少-反應槽道213之第—端連接該 27,該反應槽道213之第二端連接該分析孔28。該反师 道犯較佳係以曲折環繞的方式來增加流通路徑，例= 反應槽道213》S型’如此’可用以增加反應時間，使反 應更完全。該加料槽道214之第—端對應於該進料層板之 該加料π Π，該加料槽道214之第二端連接該分析孔μ， 使品紅可直接由該加料口 17流至該分析孔烈。 該匯流層板3具有—第—表面31及-第二表面32， 該匯流層板3之第-表面31與該混合層板2之第二表面 ——10 — 201100803 22結合，該匯流層板3另設有一凸出部33，該匯流層板3 之凸出部33與進料層板1及混合層板2之凸出部13、23 彼此重疊對齊。由於該分析孔28於該混合層板2為一中空 開口，藉由將該混合層板夾於該進料層板1與該匯流層板 . 3之間，使該相對應之凸出部13、23、33形成有一可儲存 混合液之容室，即為該分析孔28。該匯流層板3之第一表 • 面31具有數個溝槽，包含至少一第一樣品槽道34及至少 一第二樣品槽道35。該第一樣品槽道34之第一端與該混 0 合層板2之穿孔26相對應，該第一樣品槽道34之第二端 則對應於該混合層板2之混合槽27，使流至該穿孔26之 甲醇可經由該匯流層板第一樣品槽道34流至該混合槽 27,且由該混合槽27之下端（即混合層板2之第二表面22) 形成渦流混和，並上升至該混合槽27之上端；該第二樣品 槽道35第一端與該混合層板2之第二樣品口 25相對應’ 第二端則延伸對應於該混合層板2之混合槽27，使氧化物 哥由該進料層板1之第二注入口 15注入，經由該混合層板 Q 2之第二樣品口 25流至該匯流層板3之第二樣品槽道35， 炎藉由該第二樣品槽道35，流至該混合層板2之混合槽27 之下端（即混合層板2之第二表面22)，使該氧化物與曱醇 形成渦流混和。該第一樣品槽道34與第二樣品槽道35較 ' 位係形成不同長度’使該曱醇與氧化物之流動速度不同， 如此’ s亥甲醇與氧化物之混和可以更為均勻。 請參照第二、三圖所示，其係本發明較佳實施例之微 流體檢測裝置組合情形’該微流體檢測裝置係由進料層板 i、混合層板2及匯流層板3三個層板相互疊合所構成，且 —11 — 201100803 該三個層板之凸出部13、23、33朝向同一側堆疊，使位在 該混合層板2之分析孔28被該進料層板！及匯流層板3 共同夾設’則彡成-可儲存混合液之容室。該進料層板】 之第-注人口 14與該混合層板2之第—樣品口 ％相對 應；該進觸板1之第二注人D】5與該混合層板2之第二 樣口 25相對應，該進料層板丨之至少一通氣口丨6與該 混合層板2之至少一通氣槽道212之第一端相對應；該進 料層板1之加料口 17與該混合層板2之加料槽道214之第 一端相對應。該混合層板2之第二樣品口 25與該匯流層板 3之第二樣品槽道35之第一端相對應；該混合層板2之穿 孔26與該匯流層板3之第一樣品槽道34之第一端相對 應；該混合層板2之混合槽27與該匯流層板3之第一樣品 槽道34及匯流層板第二樣品槽道35之第二端相對應。 請再參照第二、三圖所示，本發明較佳實施例之微流 體檢測裝置’係應用於假酒檢測上’樣品液分別為假酒（主 要含甲醇）、氧化物(M0X)及一呈色劑(例如：品紅）。當曱 醇與氧化物分別注入至該混合層板2之混合槽27時’藉由 位於該混合層板2與匯流層板3之數個相對應之溝槽211、 34、35及數個通孔14、15、24、' 26使曱醇和氧化物 流通路徑不會相互影響或半途交會。該混合槽27係為貫穿 該混合層板2之容置空間，該混合槽27具有一上端（該混 合層板2之第一表面21)及一下端（該混合層板2之第一表 面22)。例如，將曱醇由該進料層板1之第一表面11之弟 一注，入口 14注入’經由該混合層板2之進料槽道211流向 該穿孔26，接著由該匯流層板3之第一樣品槽道34流入 —12 — 201100803 該混合層板2之混合槽27下端；氧化物可以由該進料層板 1之第二注入口 15注入，由該進料層板1之第一表面11 向下流，經由該混合層板2之第二注入口 25流至該匯流層 板3之第二樣品槽道35，然後流入該混合層板2之混合槽 27下端（該混合層板2之第二表面22);該進料層板1之至 少一通氣口 16藉由該混合層板2之通氣槽道212通氣，使 該混合層板2之分析孔28處於相對低壓，因為該分析孔

Ο 28為低壓’使由該混合槽27下端進入之曱醇與氧化物混 合液會由該混合槽27上端流出，經由該曲折環繞之至少一 反應槽道213，可以增加該混合液之流通路經長度，進而 增加反應時間使反應更完全。曱醇及氧化物混合液在該至 一反應槽道213發生氧化還原反應而生成曱搭，曱酸最 後會經由該至少一反應槽道213而被收集於該分析孔28 中’接者由遠加料口 17將品紅注入’品紅經由該混合層板 2之加料槽道214直接流入該分析孔28中，使曱醛反應呈 色本务明可於加入品紅後進一步於該加料口 17再注入赜 酸以增加呈色效果。 孤 以调整’精由槽道長度的不同，提供甲醇和氧 =間’除了使甲醇和氧化物不會因—次注人太多 出，主入口且甲醇和氧化物可持續由注人 、 請參照第四圖所示，其係本發明較佳實施例之微流體 檢測裝置各槽道配獅意圖，在本實施例之赋當中，合 ，料槽道2!卜該第-樣品槽道34、該第二樣“道二 及該反應槽道犯各為二個且各形成不同長度時，使 及氧化物流人該混合層2之混合槽27的流速且流入方向可 13 201100803 充至該混合槽27。將曱醇由該進料層板1之第一注入口 Η 注入，因該苐一注入口 14對應二進料槽道211，所以會產 生分流，該曱醇分別由該混合層板2之二進料槽道211各 經其連通之穿孔26而流至該匯流層板3之第一樣品槽道34 並延伸流入該混合槽27下端；將氧化物由該進料層板1之第 二注入口 I5注入通過該混合層板2之第二樣品口 25，經 由一弟二樣品槽道35分流’ 5亥氣化物分別由該匯流層板3 之—弟二樣品槽道35並延伸流入s亥混合槽27下端。由於該 匯流層板3之二第一樣品槽道34及該匯流層板3之二第二 樣品槽道35分別由四個不同方向延伸入該混合槽27之下 端’且各呈兩兩垂直錯位相對，以及該各二進料槽道211、 二第二樣品槽道35各形成不同長度，或該第一樣品槽道34 與該第二樣品槽道35形成不同長度，如此，使注入之曱醇 及氧化物於該混合層板2之混合槽27中可以產生渦流及更 岣勻之混合，以提升混合均勻度。該混合後之曱醇及氧化 物混合液因壓力關係會由該混合層板2之混合槽27上端流 出’接著通過連接於該混合槽27上端之至少一反應槽道 213，將該混合液導引至該分析孔28(未繪示）。 本發明之微流體檢測裝置，當該進料層板丨、該混合 層板2及混合層板2為可透光之材質製成時，本發明之微 流體檢測裝置可以由該重疊設置之凸出部13、23、33直接 放置於分光光度計之樣品槽，藉由輪人—人射光源如紫外 ^或可見光’使位於該分析孔28之樣品產生一特性吸收光 =線’由於每-樣品都有自已獨特吸收光譜圖線，根據 及收光譜輯的形狀及圖線切收峰數目、峰麟應之波 14 — 201100803 ^的相對高度來進行定性分析，用以得知樣品成分， —Γ據某—特徵♦的高度雜物質濃度成正關係來進 置刀析肖以得知樣品含量，即可用於檢測假酒之功 =由本發明之顧體檢測裝置，係可喊樣品檢測具 一貫性，以達成有效減少待測物污染及簡化設備之功效 =外1由數個通孔、數個溝槽、—混合槽及數個反應

曰曰=㈣體結構設計，可以減少所f使用之樣品液需求 提升此。均勻度、讓反應更完全，達到降低污染及提 升反應效率之功效。 雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用 以，定本伽，任何熟f此技藝者在不脫離本發明之精神 矛la圍之内’相對上述實施例進行各種践與修改仍屬本 發明所保叙技術料，目此本發明之㈣範圍當視後附 之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖.本發明較佳實施例之微流體檢測裝置分解立體 圖。 第2圖：本發明較佳實施例之微流體檢測裝置組合立體 圖。 第3圖：本發明較佳實施例之混合層板與匯流層板組合 情形圖。 第4圖.本發明較佳實施例之各流體槽道配設示意立體 圖。 —15 — 201100803 【主要元件符號說明】 〔本發明〕 1 進料層板 11 第一表面 12 第二表面 13 凸出部 14 第一注入口 15 第二注入口 16 通氣口 17 加料口 2 混合層板 21 第一表面 211 進料槽道 212 通氣槽道 213 反應槽道 214 加料槽道 22 第二表面 23 凸出部 24 第一樣品口 25 第二樣品口 26 穿孔 27 混合槽 28 分析孔 3 匯流層板 31 第一表面 32 第二表面 33 凸出部 34 第一樣品槽道 35 第二樣品槽道 —16 —

Claims (1)

1. 201100803 七、申請專利範園 一種微流體檢測裝置，包含： 一進料層板，具有一第一表面及一第二表面，該第—表面 /、第一表面間設數個貫穿進料層板之通孔，且該進料層板 之數個通孔包含一第一注入口、—第二注入口及—加料 口； 混合層板’具有-第一表面及一第二表面，該混合層板 表面與該進料層板之第二表面結合，該混合層板之 第表面與第二表面間設數個貫穿混合層板之通孔，且該 ^層板之數個通孔包含__第—樣品口、—第二樣品口、 ™混合槽及一分析孔，該第一樣品口對位於該進 ”、二板之第一注入口，而該第二樣品口對位於該進料層板 ^ ’主入口 ’ έ亥混合層板之第一表面設一進料槽道、至 二，槽道及—加料槽道，該進料槽道之第—端與該第 〇 ，品口連接，第二端與該穿孔連接，該至少—反道 =第:連接該混合槽，該反應槽道之第二端連接該“ 加^加料槽道H對應於該進料層板之加料口，該 加科槽道之第二端連接該分析孔； 具有一第一表面及一第二表面，該匯流層板 至小奴合層板之第二表面結合；該第—表面具有 槽道之楚樣σ 口槽運及至少一第二樣品槽道;該第一樣品 道3弟—端與該混合層板之穿孔相對應，該第-樣品槽 道之=端_應於該混合層板之混合槽；該第二樣品槽 端與該混合層板之第二樣品口相對應，第二端則 —17 — 201100803 對應於該混合層板之混合槽。 2、 依申請專利範圍第1項所述之微流體檢測裝置，其中兮 進料層板、混合層板及匯流層板各設有凸出部，該凸出^ 朝同一方向延伸且彼此重叠對齊。 3、 依申請專利範圍第2項所述之微流體檢測裝置，該混合 層板之分析孔設於該凸出部。 σ 4、 依申請專利範圍第i或3項所述之微流體檢測裝置，該 進料層板對應該分析孔部位係為透光材質製成。 5、 依申請專利範圍第丨或3項所述之微流體檢測裝置，該 進料層板另包含至少一通氣口，並藉由至少一通氣槽道連 接該通氣口與分析孔。 6、 依申請專利範圍第5項所述之微流體檢測裝置，係設有 二通氣口與二通氣槽道。 7依申明專利範圍第1或3項所述之微流體檢測裝置，該 混合層板係設有另一穿孔，且該混合層板之第一表面設有 另一進料槽道連接該另一穿孔。 8、依申請專利範㈣7項所述之微流體檢測裝置，該二進 料槽道之長度不同。 9依申#專利範圍第1或3項所述之微流體檢測裝置，該 至广第―樣品槽道及至少一第二樣品槽道，係以錯位 相對的方式由該混合槽下端延伸入該混合槽。 10、依申嗜直別奸 —々明寻衫乾圍第9項所述之微流體檢測裝置，該至少 π 第樣品槽道與至少一第二樣品槽道之長度不同。 依^晴專利範園第1或3項所述之微流體檢測裝置，係 3又有二第二樣品槽道。 —18 — 201100803 12、 依申請專利範圍第1項所述之微流體檢測裝置，該至少 一反應槽道係形成曲折環繞。 13、 依申請專利範圍第1或12項所述之微流體檢測裝置，係 設有二反應槽道。