[发明专利]基于微自由流电泳的可控夹流进样装置、进样方法及应用

说明书

本发明涉及基于微自由流电泳的可控夹流进样装置、进样方法及应用。所述可控夹流进样装置，包括微自由流电泳芯片，所述微自由流电泳芯片包括分离通道，所述分离通道的两侧设置电极；进样区，所述进样区设置在所述分离通道的流入端，且所述进样区设置有一条样品通道和两条缓冲液通道，所述样品通道垂直于两条缓冲液通道，且两条缓冲液通道在同一轴线上使得所述进样区呈“┴”型；出口通道，所述出口通道设置在分离通道的流出端。本发明所述的可控夹流进样技术适用于连续的自由流电泳分离，能有效地减小样品初始带宽、提高分离性能，且芯片制作要求、成本低。

技术领域

本发明涉及微自由流电泳技术领域，具体涉及基于微自由流电泳的可控夹流进样装置、进样方法及应用。

背景技术

微自由流电泳(Micro free-flow electrophoresis，μFFE)是一种连续高速电分离的微型化分析方法。其应用范围广，从小分子荧光染料到生物大分子甚至细胞的分离纯化都有报道。与商业化的大型自由流电泳相比，微自由流电泳具备快速、便携、样品和溶剂消耗量小等优点。亦可接入在线系统，成为连续样品制备或多步合成中微制备分离分析的关键步骤。目前微自由流电泳的发展主要受制于复杂的装置加工和可控性较低的分离性能。

与毛细管电泳一样，自由流电泳的分离度由电场强度、样品电迁移率、样品在电场中的滞留时间和样品的展宽决定。与毛细管电泳不同的是自由流电泳中样品流在分离腔中发生偏转、产生额外样品展宽，严重影响了分离效果。为了提高自由流电泳的分离效果，调节电场强度是最常用和直接的方法，但是过大的电场强度会引起焦耳热的升高、破坏分离。利用微加工技术，在微通道内实现的自由流电泳能迅速散热、有效减小焦耳热。另一种提高自由流电泳分离效果的方法是控制样品展宽。自由流电泳的样品展宽主要受初始带宽、扩散展宽、流体动力学展宽和样品流偏转四个因素综合影响。近年来，已出现大量计算机模拟及实验室研究，设计缩小流体动力学展宽和减少扩散展宽的方法，也提出了针对样品流偏转的新型分离度分析方法。然而，随着扩散展宽、流体动力学展宽和样品流偏转进一步减小，初始带宽逐渐成为影响样品展宽和分离性能的主导因素。但是，在目前的研究中样品初始带宽常被假设为不变因素，研究较少。基于以上分析，本领域中需要提出可以有效调控样品初始带宽、实现快速分离的新型进样技术。

发明内容

本发明的目的在于针对目前微自由流电泳对于样品初始带宽研究的不足，提供了一种可控的夹流进样装置、进样方法及其应用，该技术适用于连续的自由流电泳分离，能有效地减小样品初始带宽、提高分离效率，且芯片制作要求、成本低。以有效解决现有技术中的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于微自由流电泳的可控夹流进样装置，包括微自由流电泳芯片，所述微自由流电泳芯片包括分离通道，所述分离通道的两侧设置电极；进样区，所述进样区设置在所述分离通道的流入端，且所述进样区设置有一条样品通道和两条缓冲液通道，所述样品通道垂直于两条缓冲液通道，且两条缓冲液通道在同一轴线上使得所述进样区呈“┴”型；出口通道，所述出口通道设置在分离通道的流出端。

进一步地，所述样品通道宽度:缓冲液通道宽度:分离通道宽度为1:1-5:1-10；所述分离通道宽度为0.6-6.0mm，长度为2.5-25mm，深度为20-100μm。

进一步地，所述微自由流电泳芯片材料为环烯烃共聚物(COC)、玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的任意一种，所述电极材料为铂丝、金丝、碳纳米管中的任意一种。

进一步地，所述出口通道有两条并由分离通道流出端向两侧水平延伸，使得所述微自由流电泳芯片整体呈“土”型。