[发明专利]一种微流体芯片快速低耗样充样方法

说明书

本发明提供了一种微流体芯片快速低耗样充样方法，依次包括以下步骤：(1)采用胶带或可溶性膜封闭微流体芯片进样口，通过抽气装置经微流体芯片出样口抽出芯片内部微管道/微腔空间内空气，形成高真空环境；(2)关闭微流体芯片出样口与抽气装置连接通路，然后通过加样针刺穿胶带或水相样品溶解可溶性膜，利用微流体芯片内部空间与外部大气压环境之间的高负压驱动流体样品快速进入，并填充微流体芯片内部微管道/微腔空间。该方法可实现复杂微流体芯片结构的快速、完整、无死角充样，无需复杂、精密的驱动和控制装置，且充样过程样品损失率低，适用于的微生化反应、分析和芯片实验室。

技术领域

本发明属于微流体芯片充样技术领域，具体涉及一种微流体芯片快速低耗样充样方法。

背景技术

近年来，微流控芯片作为一种新的技术平台，因其耗样少、高通量、易集成等优势，在生物和化学领域受到广泛关注，该技术在生物医学研究、药物合成与筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生化试剂检测等诸多领域具有广泛的应用前景。对于微流控芯片的应用来说，样品和试剂的填充、装载是不可缺少的关键环节之一。

目前，用于微流控芯片样品/试剂装载和流体驱动的方法主要有基于精密注射泵或蠕动泵的压力驱动、基于高压装置的电渗流驱动、基于压缩气瓶的气压驱动、基于高速旋转装置的离心力驱动以及基于表面张力的毛细力驱动，上述方法要么依赖昂贵、复杂或笨重的仪器设备，影响其在便携式场景方面的应用；要么驱动速度和效果易受流体离子强度、浸润性等性质的影响，影响其驱动不同流体的通用性。最近，基于预脱气聚二甲基硅氧烷的负压驱动方式，因操作简单、不受气泡问题困扰，也受到微流控领域研究人员的青睐。该驱动方式利用聚二甲基硅氧烷材料良好的气体溶解性和渗透性，通过对聚二甲基硅氧烷芯片进行真空脱气处理，使得脱气后的聚二甲基硅氧烷可以吸收微管道/微腔中的空气，从而在微流体芯片微管道/微腔中产生负压吸入进样口的样品液或试剂。但是该进样方式需要对聚二甲基硅氧烷微流体芯片预先进行至少1小时真空脱气处理，难以实现即时应用，且脱气聚二甲基硅氧烷块体的吸气能力随时间迅速衰减，因而要求操作者必须具备足够的熟练程度，在芯片从真空环境取出后2-3分钟内快速完成加样操作；另外，受制于芯片PDMS块体体积，脱气处理后的芯片吸气能力有限，往往难以产生足够强的负压，实现含高流阻结构芯片的完整充样或高粘度流体的完全填充。

因此，发展一种不依赖复杂、笨重进样装置的快速、简便、低耗样的微流体芯片充样方法，对于促进微流控技术的便携式应用具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种微流体芯片快速低耗样充样方法，通过抽气装置在微流体芯片内部建立的高负压，实现芯片内样品或试剂的超快速填充，有效解决了现有技术中样品损失率较高、填充时产生气泡及盲端结构难以填充等问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种微流体芯片快速低耗样充样方法，依次包括以下步骤：

(1)采用胶带或可溶性膜封闭微流体芯片进样口，通过抽气装置经微流体芯片出样口抽出芯片内部微管道/微腔空间内空气，形成高真空环境；

(2)关闭微流体芯片出样口与抽气装置连接通路，然后通过加样针刺穿胶带或水相样品溶解可溶性膜，利用微流体芯片内部空间与外部大气压环境之间的高负压驱动流体样品快速进入，并填充微流体芯片内部微管道/微腔空间。

进一步，步骤(1)中，胶带为聚合物胶带、纸质胶带或铝箔；可溶性膜为聚乙烯醇膜或糖纸。

进一步，步骤(1)中，微流体芯片为聚二甲基硅氧烷芯片、硅基芯片、玻璃芯片、环氧树脂芯片、聚甲基丙烯酸甲酯芯片、聚碳酸酯芯片和环烯烃共聚物芯片中的一种或两种的复合芯片。

进一步，当微流体芯片为非聚二甲基硅氧烷芯片时，出样口上键合有聚二甲基硅氧烷通孔块或粘合有O型橡胶环；聚二甲基硅氧烷通孔块或O型橡胶环直径小于出样口外接管外径。