[发明专利]一种专用微流控芯片及其单次加样连续分离电泳方法

说明书

技术领域

本发明属于应用在生命科学、医学、分析化学的微流控芯片技术领域，涉及到一种专用微流控芯片及其单次加样连续分离电泳方法，特别涉及到能提高连续分离电泳图谱中峰高稳定性的一种电泳方法与配合该方法使用的微流控芯片。

背景技术

微流控芯片(Microfluidic Chip)又称微全分析系统(Micro Total AnalysisSystem，μ-TAS)是将化学、生物等领域中涉及的样品制备、生物化学反应、分离和检测等过程集成到一块数平方厘米大小的芯片上的技术。当电泳分离时，微沟道两端施加电压，在电泳和电渗流复合作用下控制流体在微沟道中的流动方向和速率，从而实现样品各组分的分离分析。相比于传统的毛细管电泳，微流控芯片上的电泳分离以其分离快速、效率高、样品消耗少、自动化程度高等诸多优点被广泛地应用于化学检测、生物分离以及药物开发等领域。尤其当进行大量试剂筛选和试剂检测的工作时，微流控芯片的单次进样连续电泳分离能够显著提高检测效率，缩短检测时间，节约检测成本。

但当微流控芯片上以目前普遍采用的夹流进样方法进行连续电泳分离实验时，会产生缓冲液泄漏，缓冲液通过进样沟道进入样品液池，造成样品液的稀释，导致电泳图谱里多次样品峰高波动范围很大，多次峰高稳定性很差，不利于准确计算样品中的成分含量，不便于快速、准确、批量且经济的进行连续分离电泳实验。

发明内容

本发明的目的是提供一种能显著提高单次加样连续分离电泳图谱中样品多次峰高稳定性的新方法，以及配合该方法使用的微流控芯片。

本发明的技术方案是：

一种专用微流控芯片以传统微加工方法为基础，在进样沟道侧壁处增加分流沟道和与其连通的分流储液池，分流沟道和原进样沟道相交形成对称或非对称分叉结构；微流控芯片内各条微沟道的宽度和深度为40微米到100微米，采用PMMA、PDMS聚合物或玻璃材料制作而成。

一种专用微流控芯片的单次加样连续分离电泳方法，在专用微流控芯片上对样品液进行连续分离电泳时，通过专用高压电源对专用微流控芯片施加的分流驱动电压，使分别由缓冲液池与样品液池进入进样沟道内多余的缓冲液和样品液全部通过分流沟道流入分流储液池。

本发明的效果和益处是能有效阻止缓冲液泄漏进入样品液池，从而避免对样品液造成的稀释，能明显增强连续分离电泳图谱中样品多次峰高的重复性，提高连续电泳分离实验分析结果的准确性。

附图说明

图1是专用微流控芯片结构示意图。

图2是专用高压电源的输出电极在专用微流控芯片上插接方式示意图。

图3是进样过程中微沟道内液体流动方向的示意图。

图4是分离过程中微沟道内液体流动方向的示意图。

图中：1样品液池；2缓冲液池；3样品废液池；4缓冲液废液池；5分流储液池；6分流沟道；7分离沟道；8下层基片；9上层盖片。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，专用微流控芯片以传统微加工方法为基础，该芯片由上层盖片9和下层基片8组成，上层盖片9上分布着直径均为3毫米的样品液池1、缓冲液池2、样品废液池3、缓冲液废液池4、分流储液池5；下层基片8上分布着多条微沟道，其交叉区域为双T型或十字型，在进样沟道侧壁上增设一段分流沟道6并与原进样沟道相交形成分叉结构，该分叉结构可使分流沟道6和原进样沟道成一定角度的对称或非对称分布，其角度大小视实验情况选择在30°到150°之间；将上述的上层盖片9和下层基片8键合成一体后，各个储液池通过微沟道相互连通，每条微沟道末端都处于相应的储液池中。微流控芯片内各条微沟道的宽度和深度为40微米到100微米，制作材料为PMMA、PDMS聚合物或玻璃。

电泳专用高压电源的四路高压输出电极在专用微流控芯片上的插接方式如图2所示，通过高压电源在微流控芯片上施加的电场进行电泳实验，完整的电泳实验分为两个过程——进样和分离。首先，在样品液池1中注入所要分析的样品液，其他储液池以及微沟道内均注入适量缓冲液。然后采用常规电动夹流进样的方法控制进样，即在样品液池1中施加一定的进样电压，在缓冲液池2以及缓冲液废液池4中施加相应的夹流电压，样品废液池3和分流储液池5悬空，进样时微沟道内液体的流动方向如图3所示。之后开始分离过程，各个储液池中所施加的电压同时进行转换，缓冲液池2中施加分离电压，而样品池1中施加相应的分流电压，其余储液池均悬空，将分别由缓冲液池2与样品液池1进入进样沟道多余的缓冲液和样品液全部通过分流沟道6流入分流储液池5，分离时微沟道内液体的流动方向如图4所示。

采用本发明提出的单次加样连续分离电泳方法配合专用微流控芯片进行电泳分析实验，能够有效阻止缓冲液泄漏进入样品液池1，避免对样品液造成的稀释，从而明显增强连续分离电泳图谱中样品多次峰高的重复性，提高连续电泳分离实验分析结果的准确性。