專利名稱：集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片的制作方法
技術領域：
本發明是涉及生化檢測裝置，特別是一種集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片。
背景技術：
毛細管電泳(Capillary E1ectrophoresis，簡稱CE)是80年代初迅速發展起來的一種新型的電泳與色譜相結合的分離分析技術，具有分析效率高、分析速度快、樣品用量少、應用范圍廣等特點，已成為90年代重要的分離分析手段，在生物、化學、醫藥、環保、食品等領域具有很好的應用前景。90年代以后迅速發展起來的毛細管電泳芯片技術是以微加工工藝為技術依托，以晶體硅、玻璃、塑料(主要是有機玻璃)、陶瓷和硅橡膠為基體材料，借助毛細管電泳技術，將樣品進樣、反應、分離、檢測等過程集成到一起的多功能化的高效、快速、試樣用量少的微型實驗室技術。迄今為止，毛細管電泳芯片技術已成功的用于一系列化學物質的分離，特別在生化領域，已成功的進行了DNA序列測定、多肽和蛋白質、氨基酸、單細胞和單分子等的分離檢測。但是該技術在檢測過程中的自動化程度依然存在不足，主要體現在以下兩點(1)在多種樣品連續檢測過程中，當一種樣品檢測完畢后，必須將毛細管電泳芯片從檢測裝置上取下，并采用人工操作方式將芯片中殘留的原樣品清洗干凈并為下一個樣品進行芯片預處理，所花費的時間比較長。同時，當芯片重新換上新的樣品后還需與檢測裝置重新定位，由于毛細管電泳管道尺寸在幾十個微米左右，因此重新定位也需要經驗要求以及一定的時間，并且重復定位還會導致前后兩次檢測的重復性變差，影響檢測精度。所以，采用人工換樣對多樣品連續檢測的速度和檢測精度帶來影響，尤其體現在耗費時間過長的問題上。
(2)目前，大多數毛細管電泳芯片都是一次性使用的，存在比較大的浪費，檢測成本較高。所以，開發可重復使用的新型毛細管電泳芯片對于毛細管電泳芯片的商品化進程將起到極大的推進作用。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有自動換樣及清洗功能，并可重復使用的集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片。
本發明采用的技術方案如下
它包括由第一塊基體材料和第二塊基體材料鍵合而成，在第一塊基體材料上裝有由腔體、驅動薄膜組成的微型無閥泵，在第二塊基體材料內接合面上刻蝕有分別位于腔體兩側的進口流道和出口流道，進口流道的一端接進樣槽，另一端經逐步擴大的梯形進口流道與無閥泵的進口端連通，出口流道的一端接廢液槽，另一端經逐步縮小的梯形出口流道與無閥泵的出口端連通，兩梯形進出口流道的特征平面與腔體平面平行，電泳分離流道和電泳進樣流道交叉連通，電泳分離流道一端接另一廢液槽，另一端接緩沖液槽，電泳進樣流道一端與進口流道成“T”字形連通，另一端接第三廢液槽。
本發明與背景技術相比，具有的有益的效果是1)本發明提供的集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片，微型無閥泵在多樣品連續檢測中實現快速自動換樣，在新樣品從進樣槽泵入的同時原有樣品從進樣點排出至廢液槽，并且在兩種樣品之間通泵入一厘米左右長度的氣柱以隔離兩種不同樣品，平均每個樣品檢測時間從原來的15分鐘降至2分鐘；2)本發明提供的微型無閥泵式毛細管電泳芯片，微型無閥泵可以在所有樣品檢測完畢后泵入清洗液清洗進樣槽、進樣點及微泵系統，無需人工清洗；3)本發明利用微型泵進口流道與電泳進樣流道呈“T”字形連接，以及兩流道截面尺寸相差懸殊的結構形式，有效的避免了微型無閥泵壓力波動對電泳流道內檢測樣品的影響；4)本發明提供的微型無閥泵式毛細管電泳芯片可重復使用，簡化了檢測設備，縮短了多種樣品連續檢測時間，降低了檢測成本和對工作人員的操作要求。
圖1為本發明的結構原理示意；圖2為圖1的A-A平面的剖面圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的具體實施方式
。
如圖1、圖2所示，本發明包括由第一塊基體材料A和第二塊基體材料B鍵合而成，在第一塊基體材料A上裝有由腔體5、驅動薄膜6組成的微型無閥泵，在第二塊基體材料B內接合面上刻蝕有分別位于腔體5兩側的進口流道3和出口流道8，進口流道3的一端接進樣槽1，另一端經逐步擴大的梯形進口流道4與無閥泵的進口端連通，出口流道8的一端接廢液槽9，另一端經逐步縮小的梯形出口流道7與無閥泵的出口端連通，兩梯形進出口流道的特征平面與腔體5平面平行，電泳分離流道10和電泳進樣流道13交叉連通，電泳分離流道10一端接另一廢液槽11，另一端接緩沖液槽14，電泳進樣流道13一端與進口流道3成“T”字形連通，另一端接第三廢液槽12。
所說的梯形進口流道4和梯形出口流道7的尺寸完全相同。
所說的電泳分離流道10和電泳進樣流道13的截面尺寸相同，而且與進口流道3的截面積之比小于1∶10.
所說的微型無閥泵薄膜6為微型機械式往復振動薄膜，振動頻率范圍為0-100Hz。
所說的基體材料為有機玻璃或晶體硅或或陶瓷或硅橡膠玻璃。
微型無閥泵作為換樣動力源而集成到毛細管電泳芯片上，當原有樣品測試完畢，需要換入新樣品時，啟動微型無閥泵，泵入一厘米左右長度的空氣氣柱進入微型無閥泵進口流道3，這段微量氣柱用來隔離前后兩種樣品，通入氣柱后再在進樣槽1處加入新樣品，微型無閥泵將原有樣品由進樣槽1抽至廢液槽9的同時也將新樣品輸送至進樣點2，微型無閥泵工作30秒后關閉，然后進行毛細管電泳分析，首先在電泳進樣流道兩端的進樣槽1和廢液槽12加上進樣電壓，使樣品由進樣點2進入電泳進樣流道13和電泳分離流道10的交叉處，然后將進樣電壓關閉，并在電泳分離流道10兩端的廢液槽14和廢液槽11加分離電壓進行樣品分離檢測。當所有樣品測試完畢后，在進樣槽內1加入清洗液，啟動微泵將進樣槽1、進樣點2、微型無閥泵進口流道3、微型無閥泵梯形進口流道4、微型無閥泵腔體5、微型無閥泵出口錐管7、微型無閥泵梯形出口流道8的樣品清洗干凈，而電泳進樣管道13和電泳分離管道10內的殘留樣品的清洗則通過電泳方式完成，這樣就可使集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片實現重復使用。
權利要求
1.一種集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片，其特征在于它包括由第一塊基體材料(A)和第二塊基體材料(B)鍵合而成，在第一塊基體材料(A)上裝有由腔體(5)、驅動薄膜(6)組成的微型無閥泵，在第二塊基體材料(B)內接合面上刻蝕有分別位于腔體(5)兩側的進口流道(3)和出口流道(8)，進口流道(3)的一端接進樣槽(1)，另一端經逐步擴大的梯形進口流道(4)與無閥泵的進口端連通，出口流道(8)的一端接廢液槽(9)，另一端經逐步縮小的梯形出口流道(7)與無閥泵的出口端連通，兩梯形進出口流道的特征平面與腔體(5)平面平行，電泳分離流道(10)和電泳進樣流道(13)交叉連通，電泳分離流道(10)一端接另一廢液槽(11)，另一端接緩沖液槽(14)，電泳進樣流道(13)一端與進口流道(3)成“T”字形連通，另一端接第三廢液槽(12)。
2.根據權利要求1所述的一種集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片，其特征在于所說的梯形進口流道(4)和梯形出口流道(7)的尺寸完全相同。
3.根據權利要求1所述的一種集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片，其特征在于所說的電泳分離流道(10)和電泳進樣流道(13)的截面尺寸相同，而且與進口流道(3)的截面積之比小于1∶10.
4.根據權利要求1所述的一種集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片，其特征在于所說的微型無閥泵薄膜(6)為微型機械式往復振動薄膜，振動頻率范圍為0—100Hz。
5.根據權利要求1所述的一種集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片，其特征在于所說的基體材料為有機玻璃或晶體硅或玻璃或陶瓷或硅橡膠。
全文摘要
本發明涉及一種集成微型無閥泵式毛細管電泳芯片。包括它由兩塊基體材料鍵合而成，在接合面內設置有微型無閥泵及進、出口流道，電泳分離流道和電泳進樣流道相互交叉，電泳進樣流道一端與進口流道成“T”字形連接。它利用微型無閥泵做為多樣品電泳連續檢測的自動換樣裝置，在前一種樣品檢測完畢后將原有樣品排至廢液槽，同時也將新樣品輸送至進樣點。本發明可重復使用，簡化了檢測設備，縮短了多樣品連續檢測時間，降低了檢測成本和對工作人員的操作要求。
文檔編號G01N27/447GK1431495SQ0311551
公開日2003年7月23日 申請日期2003年2月22日 優先權日2003年2月22日
發明者楊華勇, 謝海波, 傅新 申請人:浙江大學