[发明专利]集成微泵阀的微流控芯片负压力夹流进样方法及专用芯片

说明书

技术领域

本发明涉及化学与物理科学，具体涉及芯片电泳技术，芯片上的泵阀集成技术，特别提供了集成微泵阀的微流控芯片负压力夹流进样方法及专用芯片。 

背景技术

随着微分离分析技术的迅速发展，微流控技术作为一个重要的技术在最近十几年中得到了人们的广大关注，它的主要特点是各种功能单元的灵活组合和规模集成。而样品进样技术作为微流控芯片分离分析中一个最重要的技术手段，也得到了科研工作者们的广泛研究。 

微流控芯片技术是当前仪器分析的研究热点，该技术主要以分析化学和生物化学为基础，应用于化学分析、药物筛选、免疫分析、疾病诊断、细胞分析等众多领域，而进样技术作为微流控芯片平台中的一个关键性技术，受到了本领域研究人员的大量关注。 

在现有研究中，根据进样方法的不同又分为简单进样法，T通道进样，双T通道进样，夹流进样等，而根据驱动力的不同进样技术分为电动进样和压力进样等。 

1、采用十字通道进样是芯片毛细管电泳中最为常用的方法，通过电压在试样通道和分离通道之间的切换可以实现进样操作。其操作原理是首先在样品池和样品废液池之间施加电压，在电渗流的作用下样品充满进样通道，然后在分离通道中加电压实行分离检测。 

2、为了增大进样量，可以把十字形通道改为双T通道，但这两种方法都具有对样品的电歧视效应，必须需要足够的时间等到迁移速率最小的组分也到达十字交叉进样口处才能代表真实的样品组成。 

3、电动夹流进样是使样品废液池接地，然后其余三个液池分别施加高电压，在电场力的作用下液流会从三个液池流向样品废液池，从而使得样品区带形成夹流，然后在分离通道中施加电压，实现样品的分离和检测，这种方法具有分离效率高，无样品泄漏等优点。 

上述的方法都存在着样品的电歧视效应，因此运用压力来代替电动力进样的方法越来越受到研究人员的关注和重视，压力进样方法包括静压力进样、重力进样、外接泵阀实现压力进样等方法。当驱动力是压力时，也可以实现压力作用下的夹流进样。 

人们期望获得一种易于集成的，能够快速进样且没有样品电歧视效应，重现性高等特点的微流控芯片上的进样方法及其相应的设备。 

发明内容

本发明的目的是提供了集成微泵阀的微流控芯片负压力夹流进样方法及专用芯片，该芯片具有进样过程没有样品电歧视效应，重现性高，且工作单元具有集成化优势。 

本发明提供了集成微泵阀的微流控芯片的负压力夹流进样方法，具体步骤为： 

将所需缓冲液试剂放入缓冲液储液池、缓冲液废液池和样品废液池中，需要检测的样品放入样品池中； 

通过泵阀实行进样步骤：由4个阀组成的两组泵通过程序控制运行，  由PDMS薄膜的弹性形变产生负压力，在负压的作用下，样品池、缓冲液储液池、缓冲液废液池中的液体流向样品废液池，形成夹流的样品区带； 

在缓冲液储液池和缓冲液废液池之间施加电压，进行电泳分离和检测。 

本发明提供的基于集成微泵阀的微流控芯片的负压力夹流进样方法，所述微流控芯片中的不同的分离单元中所使用的缓冲液通常是同一种能适合分离条件所需的缓冲液；电泳过程常用一些缓冲液作为运行溶液，例如磷酸缓冲液、硼砂缓冲液和醋酸缓冲液等。 

本发明提供的基于集成微泵阀的微流控芯片的负压力夹流进样方法，所述在阀5，6开启形成夹流的样品区带的时候，在缓冲液储液池和缓冲液废液池之间施加，场强范围为300～800伏/厘米。 

本发明提供的基于集成微泵阀的微流控芯片的负压力夹流进样方法，采用点聚焦式的激光诱导荧光检测器进行检测时，需要检测的样品化合物的浓度为10^-6～10^-7摩尔/升。 

本发明还提供了一种用于负压力夹流进样方法的集成微泵阀的微流控芯片，该微流控芯片为玻璃-PDMS-玻璃杂交的芯片，由上层、下层和中间层三部分封接而成，上下两层为玻璃材质，上层含有微流体通道，中间层为254um的PDMS薄膜，下层含有气路通道。 

本发明还提供的用于负压力夹流进样方法的集成微泵阀的微流控芯片，该微流控芯片外部连接有程序可控的电磁阀，在预先编好的程序的控制下，可以切换气路中的压力，PDMS在压力的作用下发生形变，实现阀的开启关闭功能，三个这种结构的阀在一定的操作顺序下实现液体运输即泵的功能。