專利名稱：用微型真空泵的微流控芯片負壓進樣和分離的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及微流控芯片毛細管電泳分析技術，特別是涉及微流控芯片負壓進樣和分離的裝置。
背景技術：
自從1990年提出微全分析系統概念以來，微流控芯片技術已在醫(yī)學和生命科學領域開辟了廣闊的發(fā)展空間。微流控芯片毛細管電泳技術已用于DNA測序，DNA片段的分離和鑒定，氨基酸、多肽、蛋白質的分離測定以及單細胞內組分的分析等。
專利申請200510050457.4中，提出了一種由微流控芯片、柱塞泵、三通閥、接口和高壓電源組成的微流控芯片負壓進樣和分離的裝置，在進樣階段，通過用柱塞泵抽取微流控芯片樣品廢液池中的空氣，使樣品廢液池中形成負壓，從而使樣品池中的樣品通過微流控芯片交叉處而流入廢液池，與此同時，緩沖溶液池和緩沖溶液廢液池中的溶液也在大氣壓的作用下也通過微流控芯片交叉處流入廢液池，使樣品溶液在進樣通道和分離通道的交叉處形成穩(wěn)定的樣品塞，從而防止了樣品塞在微流控芯片交叉處擴散增寬；在分離階段，切換負壓進樣和分離的裝置中的三通閥b端和a端連通。由于三通閥的a端直接與大氣相通，從而使使樣品廢液池與大氣相通，它與其他液池之間的壓力差立即同時消失，可以使微流控芯片交叉處形成皮克級的樣品塞被加在分離通道上的電場所產生的電滲流帶入分離通道分離測定。通過優(yōu)化各儲液池的液面高度，可以防止樣品溶液在分離時進入分離通道而影響分離效果。
由于微流控芯片樣品廢液池容積很小，一般僅幾百微升，為避免抽氣時負壓過高而導致樣品池中樣品消耗量過大，所用的注射泵所配制的注射器最佳容積為0.5-1mL。而柱塞泵的價格昂貴，每臺價值1萬多元，每次進樣開始，柱塞必須復位，才能再次在樣品廢液池中形成負壓。裝置成本高、操作難度大。

發(fā)明內容
本實用新型目的是在200510050457.4基礎上，提供一種操作更方便、負壓穩(wěn)定、成本低廉、結構簡單、便于推廣使用的微流控芯片毛細管電泳負壓進樣和分離的裝置。
本發(fā)明提供的微流控芯片負壓進樣和分離的裝置，由微流控芯片、負壓源、三通電磁閥、接口和高壓電源組成，其特征是負壓源由真空瓶與電觸點真空表和微型真空泵連接構成，電觸點真空表作為控制微型真空泵的開關，真空瓶與三通電磁閥c端口相接，三通電磁閥a端口直接與大氣相通，三通電磁閥b端口通過接管道與接口相通，微流控芯片上有緩沖液儲液池B、緩沖液廢液儲液池BW、樣品儲液池S、樣品廢液池SW，接口安裝微流控芯片樣品廢液池SW上面，微流控芯片進樣通道為S-SW，分離通道為B-BW，在分離通道B-BW二端連接高壓電源。
本實用新型三通電磁閥作為進樣和分離的開關。
本實用新型提供微流控芯片負壓進樣和分離的裝置，操作過程是首先設定電觸點真空表的最大真空度為-500mbar，最小真空度為-50mbar。三通電磁閥5斷電，三通電磁閥b端和a端連通，c端截止。接通微型真空泵電源，使真空瓶內形成負壓，真空瓶內的真空度為-50～-500mbar，當瓶內真空度達到設定真空度上限時，電觸點真空表關閉微型真空泵電源，當瓶內真空度低于設定真空度下限時，電觸點真空表啟動微型真空泵，使瓶內真空度穩(wěn)定在設定的范圍內；在進樣階段，三通電磁閥b端口與c端口連通，樣品廢液池中形成負壓，樣品池中的樣品通過微流控芯片交叉處流入廢液池。緩沖溶液池和緩沖溶液廢液池中的溶液也在大氣壓的作用下通過微流控芯片交叉處流入廢液池，使樣品溶液在進樣通道和分離通道的交叉處形成穩(wěn)定的樣品塞；在分離階段，三通電磁閥b端和a端連通。由于三通電磁閥的a端直接與大氣相通，樣品廢液池與大氣相通，液池之間的壓力差同時消失，微流控芯片交叉處形成皮克級的樣品塞被加在分離通道上的電場所產生的電滲流帶入分離通道分離測定。通過優(yōu)化各儲液池的液面高度，可以防止樣品溶液在分離時進入分離通道而影響分離效果。
本實用新型的微流控芯片負壓進樣和分離的裝置結構簡單，除微流控芯片外，僅用一個微型真空泵，一個真空瓶、一個電觸點真空表，一個三通電磁閥和一個高壓電源，進樣速度快，進樣量不隨微通道表面性質的改變而改變，操作方便，安全，克服了目前微流控芯片毛細管電泳電動進樣時進樣速度慢，進樣量隨微通道表面性質的改變而改變，進樣需用多路電源和控制系統等的不足。與專利申請200510050457.4中裝置相比較，本實用新型的使用成本低廉(僅300元左右)的微量真空泵作為負壓源，由電觸點真空表自動控制真空瓶內的真空度，由三通電磁閥的通電與否控制微流控芯片的進樣和分離，操作簡單、負壓穩(wěn)定，進樣速度更快。


圖1負壓進樣微流控芯片毛細管電泳分離裝置示意圖圖2微流控芯片與三通電磁閥接口示意圖圖中1-微流控芯片，2-微型真空泵，3-真空瓶，4-電觸點真空表，5-三通電磁閥及a、b、c三個端口，6-接口，7-高壓電源，8-進樣通道，9-樣品廢液儲液池中的溶液，10-樣品廢液儲液池中液面上方的空氣，11-樣品廢液儲液池SW，12-密封膠管，13-聯接管道。
具體實施方式
實施例1參見圖1、圖2，微流控芯片1上沖液儲液池B和緩沖液廢液儲液池BW之間的通道是分離通道B-BW，樣品儲液池S和樣品廢液池SW之間的通道是進樣通道S-SW，負壓源由真空瓶3與電觸點真空表4和微型真空泵2連接構成，真空瓶3與三通電磁閥5的c端口相接，三通電磁閥5的a端口直接與大氣相通，三通電磁閥5的b端口通過聯接管道13與接口6相連，接口6安裝在微流控芯片樣品廢液池SW上面。在微流控芯片上的樣品儲液池S中加入樣品溶液，在其他儲液池B、SW、BW加入不同體積的電泳緩沖液，保持分離通道兩端儲液池B和BW的液面高度相同，樣品儲液池S中液面的高度小于分離通道兩端儲液池B和BW的液面高度，樣品廢液儲液池SW中的液面高度小于儲液池S中液面的高度。接口示意圖見圖2。其中8為進樣通道，9為樣品廢液儲液池中的溶液，10是樣品廢液儲液池中液面上方的空氣，11是樣品廢液儲液池SW，12是密封膠管，13是聯接管道，將密封膠管插入廢液儲液池SW上部作為接口，插入的密封膠管始終保持不與SW儲液池內的電泳緩沖液的液面相接觸，同時保證接口的氣密性。在分離通道B端施加+1200V高電壓，BW端接地。
首先設定電觸點真空表的最大真空度為-500mbar，最小真空度為-50mbar。三通電磁閥5斷電，三通電磁閥b端和a端連通，c端截止。接通微型真空泵電源，使真空瓶內形成負壓，真空瓶內的真空度為-50～-500mbar，當瓶內真空度達到設定真空度上限時，電觸點真空表關閉微型真空泵電源，當瓶內真空度低于設定真空度下限時，電觸點真空表啟動微型真空泵，使瓶內真空度穩(wěn)定在設定的范圍內。微流控芯片毛細管電泳分析的操作由注樣和分離兩個階段組成。在進樣階段，三通電磁閥5通電，使三通電磁閥b端和c端連通，真空瓶3經接口6與微流控芯片樣品廢液池11連通，使樣品廢液池中形成負壓，微流控芯片上其他儲液池中的樣品溶液和緩沖液等在大氣壓的作用下向樣品廢液池流動，在進樣通道和分離通道的交叉處形成穩(wěn)定的樣品塞；在分離階段，三通電磁閥5斷電，三通電磁閥b端和a端連通。由于三通電磁閥5的a端直接與大氣相通，從而使使樣品廢液池與大氣相通，它與其它液池之間的壓力差立即同時消失，可以使在微流控芯片交叉處已形成皮克級的樣品塞被加在分離通道上的電場所產生的電滲流帶入分離通道，開始電泳分離。
權利要求1.一種用微型真空泵的微流控芯片負壓進樣和分離的裝置，由微流控芯片、負壓源、三通電磁閥、接口和高壓電源組成，其特征是所述負壓源由真空瓶與電觸點真空表和微型真空泵連接構成，電觸點真空表為控制微型真空泵的開關，真空瓶與三通電磁閥c端口相接，三通電磁閥a端口直接與大氣相通，三通電磁閥b端口通過接管道與接口相通，微流控芯片上有緩沖液儲液池(B)、緩沖液廢液儲液池(BW)、樣品儲液池(S)、樣品廢液池(SW)，接口安裝微流控芯片樣品廢液池(SW)上面，微流控芯片進樣通道為(S-SW)，分離通道為(B-BW)，在分離通道(B-BW)二端連接高壓電源。
2.根據權利要求1所述的微流控芯片負壓進樣和分離的裝置，其特征是三通電磁閥為進樣或分離開關。
專利摘要一種微流控芯片負壓進樣和分離的裝置，由微流控芯片、負壓源、三通電磁閥、接口和高壓電源組成，其特征是負壓源由真空瓶與電觸點真空表和微型真空泵連接構成，電觸點真空表作為控制微型真空泵的開關，真空瓶與三通電磁閥c端口相接，三通電磁閥a端口直接與大氣相通，三通電磁閥b端口通過接管道與接口相通，微流控芯片上有緩沖液儲液池B、緩沖液廢液儲液池BW、樣品儲液池S、樣品廢液池SW，接口安裝微流控芯片樣品廢液池SW上面，進樣通道為S－SW，分離通道為B－BW，在分離通道B－BW二端連接高壓電源。具有成本低廉，真空度自動控制，操作簡單，負壓穩(wěn)定，進樣速度快特點。
文檔編號G01N35/08GK2898830SQ20062010167
公開日2007年5月9日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權日2006年3月14日
發(fā)明者殷學鋒, 張磊 申請人:浙江大學