[发明专利]一种多通道微流控芯片-质谱联用装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多通道微流控芯片-质谱联用装置。

背景技术

微流控芯片技术由于其低消耗、高通量、集成度高等特点，受到了越来越多的关注。通过不同的设计，微流控芯片可以实现多种多样的功能，如流体操控、样品处理、生化反应等，这些功能使得微流控芯片具有非常广泛的应用前景，特别是它在生物学和医学领域的应用具有重要意义。微流控芯片结构的尺寸可以接近于生物组织，并且能够将不同结构分层次、有条理的集成在一起，使得微流控芯片在模拟生物组织或器官方面具有很大的优势，如文献Goral V.N.;Hsieh Y.-C.;Petzold O.N.;Clark J.S.;Yuen P.K.;Faris R.A.Lab Chip,2010,10,3380-3386在微流控芯片中对原代人肝细胞进行动态三维培养，成功地部分恢复了细胞膜极性并产生了类似胆汁微管的结构。微流控芯片技术的这些优点，使其在生物学和医学研究领域有巨大的应用潜力。

目前，在微流控芯片中进行细胞捕获、培养、刺激等都已取得一定成果，一些简单的生化反应也已经能够在微流控芯片体系中进行。如文献Skelley A.M.;Kirak O.;Suh H.;Jaenisch R.;Voldman J.Nat.Methods,6,147-152利用U形栅栏结构在微流控芯片中实现了细胞的捕获和细胞融合；文献Randall C.L.;Kalinin Y.V.;Jamal M.;Manohar T.;Gracias D.H.Lab Chip,2011,11,127-131在微流控芯片中设计了三维微坑阵列，并在其中实现了细胞的三维培养；文献Liu T.;Lin B.;Qin J.Lab chip,2010,10,1671-1677在微流控中对癌症相关成纤维细胞和癌细胞进行了三维共培养，并研究了两种细胞的相互作用。微流控芯片技术在这些生物学和医学研究中具有许多优势，起到了非常积极的作用，但是为了在微流控芯片体系中模拟更加复杂的生化反应或模拟更加复杂的生物过程，就需要更完善的检测方法对微流控芯片中的生化反应和生物过程进行监测和分析。

质谱检测方法是一种高分辨、高灵敏度的检测方法，不但对大多数分子都有响应，还能够通过串联质谱的方式给出目标分子的结构信息。质谱检测与一些传统分离方法的联用也已经发展得非常成熟，如气相色谱－质谱联用和液相色谱－质谱联用等。质谱与这些传统方法的联用不但为质谱与其他技术的联用提供了可靠的参考，还积累了各种分子的质谱信息并建立起了质谱数据库，使得质谱检测方法更加可靠、适用性更广。

除了小分子化合物，质谱对一些生物样品也有较好的响应，适宜于复杂生物样品的分析检测。目前，将质谱检测方法与微流控技术结合的研究也已有报道：文献Zhu Y.;Fang Q.Anal.Chem.,2010,82,8361-8366设计了一种液滴产生的微流控芯片，并用于微反应的质谱检测；文献Gao D.;Wei H.;Guo G.-S.;Lin J.-M.Anal.Chem.,2010,82,5679-568在微流控芯片中培养了人肺上皮细胞A549，并利用固相萃取和质谱对A549的维生素E代谢过程进行了检测与分析。这些研究证明了质谱检测技术与微流控芯片技术有较好的适应性，能够作为一种有效的检测手段应用于微流控芯片体系中。然而，现阶段质谱检测技术与微流控芯片技术的结合还远远不能满足微流控芯片技术的需求。现阶段质谱与微流控芯片技术的衔接大多数只是针对一条微流控芯片通道，对于具有多通道平行实验或多组实验的微流控芯片体系，质谱并没有简单高效的方式与其结合，从而使质谱在高通量微流控芯片体系中的应用受到一定限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道微流控芯片-质谱联用装置，可用于高通量微流控芯片中多组生化反应或生物过程的监测。使用本发明提供的联用装置进行检测时的方法简单易行，能够将质谱检测更有效地与微流控芯片技术结合起来，充分利用同一台质谱对多组实验进行监测和分析。

本发明所提供的一种多通道微流控芯片-质谱联用装置，它包括微流控芯片和电喷雾质谱仪；

所述微流控芯片设于移动载物台上；所述微流控芯片上设有若干个并联微通道，所述微通道的出口分别通过连接管与一腔室相连通；所述腔室与一主通道相连通，所述主通道的另一端为废液出口；

靠近所述废液出口的一端，所述主通道与一个收集通道相连通，所述收集通道的游离端为样品出口；