[发明专利]六通道微流控芯片与石英晶体微天平构成的微全分析器件

说明书

技术领域

本发明涉及以带泵阀结构的六通道微流控芯片进行样品处理，以石英晶 体微天平为换能器的微全分析器件，特别涉及一种带泵阀结构的六通道微流 控芯片与石英晶体微天平构成的微全分析器件。

背景技术

石英晶体微天平(QCM)是一种基于物质的质量导致电信号的变化而检测 微量物质的传感器，具有检测灵敏度高、选择性易调变、成本低，特别是无 须样品标记的适时检测等优点。它是一种广谱的检测器，可以用这种传感器 测试生物样品探针的固定、靶标的识别以及探针和靶标的杂交，亦可用于蛋 白质的识别。虽然QCM传感器有很多优点，但对样品分析前需要对样品进行 烦琐地生化分离或者样品培养等提纯或扩增样品浓度，这样，既耗费了大量 的时间和成本，又往往延误了诊断的时间。微流控芯片是一种可以将生物和 化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成或 基本集成到一块几平方厘米的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿 整个系统的一种技术平台。微流控芯片中的液流驱动技术包括气动、压电等 微泵机械驱动和电渗、重力等非机械驱动。气动微泵驱动由多个气动微阀顺 序开启和闭合来实现的，可突破扩散限制，提高样品混合速度和表面吸附灵 敏度。目前微流控芯片使用的检测器主要为激光诱导荧光(LIF)和质谱(MS) 等，这些检测方式尚需进一步缩小检测装置体积，降低成本，且现有仪器多 采用手工法换样，不但分析效率低，而且成本高。

2002年，Hiroyuki等将微流控芯片和QCM结合起来，实现了非标记的 生物分子的检测(Anal.Chem.2002，74，3592-3598)；Thomas等用微流控芯片 和QCM结合来对抗原-抗体的分析(Lab Chip，2008，8，1648-1657)，以上的方 法虽然将微流控芯片和石英晶体微天平结合起来实现了生物分子的检测，可 是没有样品的处理功能，且一次微流只能有一个石英晶体微天平(QCM)来 检测，对于同一个样品中多种物质的检测需要多次测量，限制了仪器的实用 功能。

发明内容

本发明的目的在于将带泵阀结构的微流控芯片对样品进行预处理，以及 微流控芯片的多通道均匀进样等优点与对应的检测灵敏度高、成本低的QCM 有机结合起来，提供一种灵敏度高、能同时进行多组样品检测的带泵阀结构 的六通道微流控芯片与石英晶体微天平构成的微全分析器件。

本发明的带泵阀结构的六通道微流控芯片与石英晶体微天平构成的微全 分析器件包括带泵阀结构的六通道微流控芯片、上夹片、下夹片、石英晶体 微天平、石英晶体微天平承载盒；

在上夹片与下夹片之间夹有带泵阀结构的六通道微流控芯片；

所述的带泵阀结构的六通道微流控芯片是由上下两层基片之间贴夹聚二 甲基硅氧烷(PDMS)膜构成；其中：在聚二甲基硅氧烷膜上开有六个出样口； 在下层基片上开有六个出样口，及在下层基片的上表面刻蚀有气体通道，且 气体通道不与下层基片上的六个出样口相导通；在下层基片上还开有进出气 口，且进出气口与气体通道相连通；在下层基片上的六个出样口处分别连接 一出样管；

在上层基片的中心开有进样口，且在上层基片的下表面围绕进样口环形 对称分布设置有六路带有微阀的液体通道，每路液体通道上有三个微阀，每 路液体通道的一端都与进样口相连通，每路液体通道的另一端分别通过聚二 甲基硅氧烷膜上的六个出样口分别与下层基片上的六个出样口相连通；

所述的上夹片位于上层基片的外表面，上夹片正对着上层基片的进样口 处开有加样口；下夹片位于下层基片的外表面，下夹片正对着下层基片上的 六个出样管处开有六个出样口；在下夹片上还开有进出气通道和六个进气进 水通道；其中下夹片上的进出气通道的一端与下层基片上的进出气口相连通， 另一端与外源设备相连接；下夹片上的六个进气进水通道的一端分别与下夹 片上的六个出样口分别相连通，下夹片上的六个进气进水通道的另一端与外 源设备相连接；在下夹片上的进出气通道与进气进水通道互不导通；

在石英晶体微天平承载盒中固定有石英晶体微天平，构成带泵阀结构的 六通道微流控芯片的下层基片上的六个出样管的出口分别对应于六个石英晶 体微天平。

所述的构成带泵阀结构的六通道微流控芯片的下层基片上的六个出样管 的出口是分别正对着六个石英晶体微天平的中心。