[发明专利]使用灰度掩模生产分离介质

说明书

本发明提供了生产分离介质的方法，其中，该方法包括将分离介质前体溶液暴露至穿过光掩模的来自光源的光，以生产分离介质该光掩模包含具有变化的透光率的区域。本发明还提供了用于实施该方法的系统、包含分离介质的微流体装置以及使用微流体装置的方法。发现了本公开的实施方式在多种不同应用中的用途，包括检测分析物是否存在于流体样品中。

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2013年9月24日提交的美国临时申请No.61/881,879的提交日的优先权，以引用的方式将该临时申请的公开内容并入本文中。

政府支持的引用

本发明是在国家科学基金会授予的基金号1056035的政府支持下做出的。政府对本发明享有一定的权利。

背景技术

SDS-PAGE(十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳)是广泛用于生物化学、细胞和分子生物学以及临床诊断的仅基于蛋白质大小对蛋白质进行分离的基本工具。通过将SDS分子与蛋白质结合来实现蛋白质大小的确定，涵盖了具有相同的相对于每单位质量的负电荷的不同的蛋白质。

为了实现多样化的功能，实验室芯片装置常包含具有空间上变化的性质的水凝胶。这些定制水凝胶在微流体通道网中的集成具有先进的实验室芯片性能。具体而言，非均匀的水凝胶提供了将制备功能和分析功能两者集成的途径(例如，样品富集、高分辨率的生物分子分离、样品固定/捕获)。用于空间上变化的水凝胶的当前的制造方案仍然缺乏灵活性：需要前体交换步骤或长的扩散时间以建立单体梯度。这些方案在本质上是缓慢的，并被约束到低复杂度至中等复杂度的几何体的有限子集。

发明内容

本发明提供了用于生产分离介质的方法，其中，该方法包括将分离介质前体溶液暴露至穿过光掩模的来自光源的光，以生产分离介质，该光掩模包含具有变化的透光率的区域。本发明还提供了用于实施该方法的系统、包含分离介质的微流体装置以及使用微流体装置的方法。发现了本公开的实施方式在众多不同应用中的用途，包括检测分析物是否存在于流体样品中。

本公开的实施方式包括用于生产空间上变化的分离介质的方法。该方法包括将分离介质前体溶液暴露至穿过光掩模的来自光源的光，以生产分离介质，该光掩模包含具有变化的透光率的区域。

在一些实施方式中，具有变化的透光率的区域是半透明的。

在一些实施方式中，所述方法进一步包括引导来自光源的光穿过光掩模和分离介质前体溶液之间的光扩散器。

在一些实施方式中，光掩模包含具有不同的透光率的两个以上的区域。

在一些实施方式中，光掩模的区域具有10％-90％的透光率。

在一些实施方式中，光掩模的区域具有40％-90％的透光率。

在一些实施方式中，光掩模具有0％-100％的透光率的线性梯度。

在一些实施方式中，光掩模具有10％-90％的透光率的线性梯度。

在一些实施方式中，分离介质前体溶液包含丙烯酰胺单体、交联剂和光致引发剂。

本公开的方面还包括通过本文所公开的方法生产的分离介质。

本公开的方面还包括微流体装置，该装置包含：支撑体；以及分离介质，该分离介质与支撑体接合并被配置用于沿导向轴(directional axis)分离样品，其中，该分离介质具有均匀的组成并包含具有不同聚合度的区域。

在一些实施方式中，分离介质包括聚合凝胶。

在一些实施方式中，分离介质包括具有如下区域的邻接的聚合凝胶块(monolith)，该区域具有不同的密度。

在一些实施方式中，分离介质具有线性密度梯度。