本發(fā)明涉電泳檢測(cè)儀技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種便攜式電泳檢測(cè)儀的自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置及其制作方法、控制方法。

背景技術(shù)：

過(guò)去數(shù)十年，電泳檢測(cè)已成為一個(gè)主要的分析工具，具有檢測(cè)速度快、精度高、耗費(fèi)樣品少等優(yōu)勢(shì)，目前已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物分析、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品檢疫等眾多領(lǐng)域。電泳檢測(cè)儀逐漸向微型化及便攜化發(fā)展，目前便攜式電泳檢測(cè)儀主要為毛細(xì)管電泳儀及微流體電泳芯片兩類。因便攜式電泳檢測(cè)儀具有體積小、易檢測(cè)微量樣品、檢測(cè)時(shí)間更短等特點(diǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)寬了這種強(qiáng)力分析技術(shù)的應(yīng)用范圍，使之能在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)快速原位檢測(cè)，可在最短時(shí)間內(nèi)提供樣品信息。

樣品注入是電泳檢測(cè)技術(shù)的第一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的前提。然而樣品注入環(huán)節(jié)卻限制了便攜式電泳檢測(cè)儀的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室級(jí)的臺(tái)式電泳檢測(cè)儀配備的進(jìn)樣系統(tǒng)較為復(fù)雜龐大，在體積、重量、能源消耗、價(jià)格等方面都已經(jīng)接近甚至超越了便攜式電泳檢測(cè)儀，因?yàn)橹苯討?yīng)用于便攜式電泳檢測(cè)儀。為了減輕負(fù)重、降低成本，目前便攜式電泳檢測(cè)儀以人工手動(dòng)進(jìn)樣為主，但是電泳儀的樣品進(jìn)樣量?jī)H為納升(nl)級(jí)別，手工進(jìn)樣難以控制，使得進(jìn)樣液量不統(tǒng)一，同時(shí)效率低下、操作復(fù)雜，這將導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性差、精度低、耗時(shí)耗力，顯著削弱了電泳檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)。樣品進(jìn)樣的精確性和可重復(fù)性是影響便攜式電泳檢測(cè)儀的發(fā)展和應(yīng)用的瓶頸。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)適用于便攜式電泳檢測(cè)儀的自動(dòng)化進(jìn)樣裝置，應(yīng)滿足進(jìn)樣量均一、便攜式、低成本等需求。

電泳技術(shù)較成熟的進(jìn)樣方式主要有兩種，一種是電動(dòng)進(jìn)樣，指在樣品溶液中短時(shí)間內(nèi)施加進(jìn)樣電壓，在電場(chǎng)作用下使樣品進(jìn)入樣品管，一種是壓力進(jìn)樣，指建立樣品管兩端壓力差，使樣品壓入或吸入樣品管。兩種進(jìn)樣方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，電動(dòng)進(jìn)樣方便利用場(chǎng)放大效應(yīng)對(duì)樣品進(jìn)行富集，也可提供較窄的特征峰和平穩(wěn)的分離曲線；然而多次重復(fù)進(jìn)樣會(huì)因進(jìn)樣電極與樣品管口位置變化導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果重復(fù)性差，同時(shí)電動(dòng)進(jìn)樣對(duì)樣品不同組分存在“歧視效應(yīng)”。壓力進(jìn)樣重復(fù)進(jìn)樣量均一、重復(fù)性高，不存在“歧視效應(yīng)”；然而需要在樣品管兩端建立壓力差，外設(shè)復(fù)雜難以微型化，同時(shí)壓力差消除中也有樣品注入，多次進(jìn)樣之間的不同壓力差會(huì)使得特征峰較寬。因此，新的便攜性的自動(dòng)化進(jìn)樣裝置需盡量消除先前的兩種進(jìn)樣方法的缺陷。

目前，毛細(xì)管型電泳檢測(cè)儀多采用電動(dòng)進(jìn)樣，而微流體型電泳檢測(cè)儀多采用壓力進(jìn)樣，不同類型的電泳檢測(cè)儀進(jìn)樣方式不一，也導(dǎo)致無(wú)法橫向比較不同儀器的測(cè)試結(jié)果，因而無(wú)法建立標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試。因此，兼容毛細(xì)管電泳儀及微流體電泳芯片的自動(dòng)進(jìn)樣裝置有望統(tǒng)一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，有益于建立行業(yè)內(nèi)規(guī)范。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種便攜式電泳檢測(cè)儀的自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置及其制作方法、控制方法，適用于便攜式毛細(xì)管電泳檢測(cè)儀及微流體電泳芯片的自動(dòng)微量進(jìn)樣，實(shí)現(xiàn)精確、自動(dòng)、可重復(fù)性的微量樣品注入，減少操作誤差，提升操作效率，確保無(wú)人為因素干擾，保證每次進(jìn)樣量均一，同時(shí)提供毛細(xì)管快速更換接口，避免現(xiàn)場(chǎng)不易清洗毛細(xì)管造成的樣品污染。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種便攜式電泳檢測(cè)儀的自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置，包括微流體模塊、第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵、第一微型隔離閥、第二微型隔離閥、高壓電源、樣品瓶、緩沖液瓶、樣品廢液瓶、緩沖液廢液瓶、控制電路板、控制系統(tǒng)和蓄電池；所述微流體模塊包括微流體進(jìn)樣模塊和微流體出樣模塊；所述第一、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一、第二微型隔離閥分別通過(guò)導(dǎo)線連接至控制電路板；所述蓄電池用于為第一、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵，第一、第二微型隔離閥以及控制電路板供電。

所述微流體進(jìn)樣模塊包括樣品池、第一電極池、兩個(gè)入口、兩個(gè)出口和交錯(cuò)相連的微通道；所述微流體出樣模塊包括一個(gè)入口、一個(gè)出口、第二電極池和相連的單通道；所述第一和第二電極池中分別垂直插入有鉑金電極；所述鉑金電極連接至高壓電源，高壓電源的控制端與控制電路板相連，控制電路板通過(guò)信號(hào)線與控制系統(tǒng)相連。

所述緩沖液瓶通過(guò)化學(xué)惰性管連接至第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵的進(jìn)液端；第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵的出液端通過(guò)化學(xué)惰性管連接至微流體進(jìn)樣模塊的入口一；微流體進(jìn)樣模塊的入口一依次途徑第一電極池、微流體進(jìn)樣模塊的入口二引入的微通道垂點(diǎn)、樣品池、向微流體進(jìn)樣模塊的出口二引出的微通道垂點(diǎn)，到達(dá)微流體進(jìn)樣模塊的出口一；微流體進(jìn)樣模塊的出口一，連接用于電泳檢測(cè)的毛細(xì)管或微流體通道；毛細(xì)管或微流體通道的后端連接微流體出樣模塊的入口，經(jīng)單通道途徑第二電極池至微流體出樣模塊的出口；微流體出樣模塊的出口通過(guò)化學(xué)惰性管連接至第一微型隔離閥的進(jìn)液端，第一微型隔離閥的出液端通過(guò)化學(xué)惰性管連接至緩沖液廢液瓶。

所述樣品瓶通過(guò)化學(xué)惰性管連接至第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵的進(jìn)液端；第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵的出液端通過(guò)化學(xué)惰性管連接至微流體進(jìn)樣模塊的入口二；微流體進(jìn)樣模塊的入口二依次途徑微流體進(jìn)樣模塊入口二引入的微通道、樣品池、向微流體進(jìn)樣模塊的出口二引出的微通道，到達(dá)微流體進(jìn)樣模塊的出口二；微流體進(jìn)樣模塊的出口二，通過(guò)化學(xué)惰性管連接至第二微型隔離閥的進(jìn)液端，第二微型隔離閥的出液端通過(guò)化學(xué)惰性管連接至樣品廢液瓶。

進(jìn)一步的，該自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置還包括雙層支架；所述雙層支架包括自上向下依次設(shè)置的上層支架與下層支架、連接在上層與下層支架之間的若干立柱以及設(shè)置在下層支架底部的若干可調(diào)節(jié)螺旋支撐腳；所述下層支架的邊緣分別設(shè)有x方向水平儀和y方向水平儀；

所述控制電路板、導(dǎo)線及信號(hào)線通過(guò)螺絲安裝在上層支架；所述第一、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一、第二微型隔離閥通過(guò)螺絲安裝在下層支架；所述微流體進(jìn)樣模塊和微流體出樣模塊通過(guò)彈簧夾片安裝在下層支架。

進(jìn)一步的，所述微流體進(jìn)樣模塊的出口一和微流體出樣模塊的入口組成電泳管道的連接口；所述微流體進(jìn)樣模塊的出入口、微流體出樣模塊的出入口以及電泳管道的連接口均為具有內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)的接口。電泳管道指毛細(xì)管或者微流體通道，用來(lái)電泳。

所述具有內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)的接口包括與化學(xué)惰性管相連的接口和與毛細(xì)管相連的接口；所述與化學(xué)惰性管相連的接口為垂直方向的接口，該接口的厚度不小于2.5mm，最大尺寸等于化學(xué)惰性管的外徑；所述與化學(xué)惰性管相連的接口包括封接環(huán)和設(shè)置在封接環(huán)上方的緊固螺紋結(jié)構(gòu)；所述封接環(huán)的直徑為化學(xué)惰性管外徑的80％，高度為0.3mm～0.5mm；緊固螺紋結(jié)構(gòu)的小徑為化學(xué)惰性管外徑的90％，螺距與該與化學(xué)惰性管相連的接口的最大尺寸相適應(yīng)；所述與毛細(xì)管相連的接口為水平方向的接口，該接口的尺寸大于微管道的尺寸，最大尺寸小于毛細(xì)管的外徑；所述與毛細(xì)管相連的接口包括依次設(shè)置的限位卡槽和凸起封接；所述凸起封接的寬度為毛細(xì)管外徑的10％，長(zhǎng)度為100μm。

進(jìn)一步的，通過(guò)控制微流體進(jìn)樣模塊中的樣品池的尺寸，能夠使微量進(jìn)樣更加精確。優(yōu)選的，所述樣品池的高度和寬度均為100μm，所述樣品池的長(zhǎng)度由進(jìn)樣量決定。優(yōu)選的，每1nl的進(jìn)樣量需要樣品池的長(zhǎng)度為100μm。

進(jìn)一步的，所述第一和第二電極池為橢圓，中心在微通道的中心線上。

進(jìn)一步的，所述微流體進(jìn)樣模塊和微流體出樣模塊均采用聚二甲基硅氧烷材料(polydimethylsiloxane,pdms)。

進(jìn)一步的，所述雙層支架采用聚甲基丙烯酸甲酯材料。

本發(fā)明還涉及一種上述自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置的制作方法，該方法包括以下步驟：

(1)利用旋涂工藝在基材上旋涂光刻膠；

(2)利用光刻工藝在基材上獲得所需要的微流體模塊的光刻膠結(jié)構(gòu)；

(3)利用刻蝕工藝將光刻膠結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到基材上，或者通過(guò)電鑄工藝將光刻膠結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移成金屬結(jié)構(gòu)；

(4)保留毛細(xì)管限位卡槽后端的光刻膠，去除其余光刻膠，重復(fù)步驟(3)；

(5)去除所有光刻膠，獲得微流體模塊的模具基材；

(6)在步驟(5)得到的模具基材的外接管道接口位置的上方放置外接管道的接口不銹鋼模具，得到模具組合體，所述外接管道接口模具的外側(cè)表面為凹陷封接環(huán)和螺紋結(jié)構(gòu)；

(7)配置pdms除去氣泡后澆注在步驟(6)的模具組合體上，烘烤固化后取下pdms復(fù)制體；去除步驟(6)的接口模具，重復(fù)此步驟一次得到第二個(gè)pdms復(fù)制體；

(8)將步驟(7)得到的兩個(gè)pdms復(fù)制體進(jìn)行氧等子體處理，在體視鏡下進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)鍵合，獲得微流體進(jìn)樣模塊及微流體出樣模塊。

本發(fā)明還涉及一種上述自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置的控制方法，該控制方法采用了壓力-電動(dòng)混合進(jìn)樣，具體包括以下步驟為：

a)緩沖液清洗：關(guān)閉第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第二微型電磁隔離閥，開(kāi)啟第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一微型電磁隔離閥；

b)緩沖液基線測(cè)試：設(shè)置分離電壓，關(guān)閉所有的微量泵和隔離閥，啟動(dòng)電泳檢測(cè)儀的高壓電源；

c)樣品壓力進(jìn)樣至樣品池：第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一微型電磁隔離閥仍在關(guān)閉狀態(tài)，開(kāi)啟第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第二微型電磁隔離閥；

d)樣品高壓進(jìn)樣至毛細(xì)管或者電泳微通道：設(shè)置進(jìn)樣電壓，關(guān)閉所有的微量泵和隔離閥，開(kāi)啟高壓電源；

e)等待測(cè)試；

f)清洗：測(cè)試完成后，控制系統(tǒng)切換回自動(dòng)進(jìn)樣控制界面，將微流體進(jìn)樣模塊入口二的化學(xué)惰性管放入緩沖液瓶，關(guān)閉第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一微型電磁隔離閥，開(kāi)啟第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第二微型電磁隔離閥，之后，關(guān)閉第二微型電磁隔離閥，開(kāi)啟第一微型電磁隔離閥。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明以微流體模塊作為便攜式電泳檢測(cè)儀的自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置的核心，通過(guò)微加工的方法制作電泳分析儀的微流體進(jìn)樣模塊，解決了傳統(tǒng)手工進(jìn)樣導(dǎo)致的進(jìn)樣量不均一、精度差、效率低等缺陷。

(2)本發(fā)明在便攜式自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置中，利用微流體實(shí)現(xiàn)了壓力進(jìn)樣及電動(dòng)進(jìn)樣的混合進(jìn)樣模式。本發(fā)明先通過(guò)壓力進(jìn)樣使樣品以nl級(jí)別一份一份的進(jìn)入樣品池，使原樣品瓶的樣品濃度未發(fā)生改變，再通過(guò)調(diào)節(jié)雙層支架水平關(guān)閉所有泵閥的方式消除壓力因素，電動(dòng)進(jìn)樣至電泳測(cè)試管。如此消除了兩種進(jìn)樣模式各自的缺陷，使每次進(jìn)樣量保持均一，在樣品進(jìn)樣方面盡可能的保證了測(cè)試的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

(3)本發(fā)明采用微流體模塊，進(jìn)樣精確度高，體積較小易集成至便攜式電泳儀，且通過(guò)將各種接口內(nèi)置在微流體模塊中，縮小了自動(dòng)進(jìn)樣裝置的尺寸，成本較低。同時(shí)本發(fā)明所述的自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置中的各部件可快速更換，避免了在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)不易清洗而引入的樣品污染的缺陷。

(4)本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于便攜式毛細(xì)管電泳儀和微流體電泳芯片的微量精確自動(dòng)化進(jìn)樣，實(shí)現(xiàn)樣品的快速現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，消除因進(jìn)樣導(dǎo)致的不同儀器的測(cè)試結(jié)果無(wú)法進(jìn)行良好比較的缺陷，且有望統(tǒng)一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，有益于建立行業(yè)內(nèi)規(guī)范。

(5)本發(fā)明通過(guò)采用曝光及軟光刻等工藝實(shí)現(xiàn)微流體模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)微流體模塊的陣列化，使多條毛細(xì)管同時(shí)進(jìn)樣，提高測(cè)試效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中微流體進(jìn)樣模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是與化學(xué)惰性管相連的接口的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是微流體進(jìn)樣及出樣模塊制作方法示意圖；

其中：

1、控制系統(tǒng)，2、雙層支架，201、上層支架，202、下層支架，203、立柱，204、可調(diào)節(jié)螺旋支撐腳，205、x方向水平儀，206、y方向水平儀，3、控制電路板，4、微流體進(jìn)樣模塊，5、蓄電池，601、緩沖液瓶，602、樣品瓶，701、第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵，702、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵，801、第一微型隔離閥，802、第二微型隔離閥，901、緩沖液廢液瓶，902、樣品廢液瓶，10、鉑金電極，401、微流體進(jìn)樣模塊的入口一(緩沖液進(jìn)樣口)，402、微流體進(jìn)樣模塊的入口二(樣品進(jìn)樣口)，403、微流體進(jìn)樣模塊的出口二，404、第一電極池，405、樣品池，406、微流體進(jìn)樣模塊的出口一，407、限位卡槽，408、凸起封接，409、微通道，410、微流體進(jìn)樣模塊入口二引入的微通道，411、微流體進(jìn)樣模塊的入口二引入的微通道垂點(diǎn)，412、向微流體進(jìn)樣模塊的出口二引出的微通道垂點(diǎn)，413、向微流體進(jìn)樣模塊的出口二引出的微通道，414、封接環(huán)，415、緊固螺紋結(jié)構(gòu)，f-1、光刻膠，f-2、鉻掩模版，f-3、基材，f-4、pdms，f-5、接口不銹鋼模具，f-6、鉑金電極，f-7、內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)的接口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1-圖4所示的一種便攜式電泳檢測(cè)儀的自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置，包括微流體進(jìn)樣模塊4、微流體出樣模塊、第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵701、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵702、第一微型隔離閥801、第二微型隔離閥802、高壓電源、樣品瓶602、緩沖液瓶601、樣品廢液瓶902、緩沖液廢液瓶901、控制電路板3、控制系統(tǒng)1和蓄電池5。所述第一、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一、第二微型隔離閥分別通過(guò)導(dǎo)線連接至控制電路板3；所述控制電路板3設(shè)有四個(gè)獨(dú)立的開(kāi)分別控制第一、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一、第二微型隔離閥。所述蓄電池5為12v，用于為第一、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵，第一、第二微型隔離閥以及控制電路板3供電。潤(rùn)洗及清洗環(huán)節(jié)采用電磁驅(qū)動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)緩沖液注入微流體芯片，樣品進(jìn)樣環(huán)節(jié)采用先壓力后高壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)樣。第一、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵均采用惰性絕緣材料制成。

所述微流體進(jìn)樣模塊4和微流體出樣模塊組成微流體模塊。所述微流體進(jìn)樣模塊4包括第一電極池404、樣品池405、兩個(gè)入口、兩個(gè)出口和交錯(cuò)相連的微通道409。樣品池位于微通道靠近出口段。兩個(gè)入口均連接至樣品池。所述微流體出樣模塊包括一個(gè)入口、一個(gè)出口、第二電極池和相連的單通道；所述第一電極池404和第二電極池中分別垂直插入有一個(gè)鉑金電極10；所述鉑金電極10連接至高壓電源，高壓電源的控制端與控制電路板3相連，控制電路板3通過(guò)信號(hào)線與控制系統(tǒng)1相連。一個(gè)鉑金電極插入在微流體進(jìn)樣模塊的電極池404位置，另一個(gè)鉑金電極插入在微流體出樣模塊的電極池。通過(guò)運(yùn)行控制程序，控制所述微量泵、隔離閥及高壓電源的開(kāi)關(guān)順序及時(shí)間，控制程序由labview編寫(xiě)。

緩沖液管路的連接順序?yàn)椋核鼍彌_液瓶601通過(guò)化學(xué)惰性管連接至第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵701的進(jìn)液端；第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵701的出液端通過(guò)化學(xué)惰性管連接至微流體進(jìn)樣模塊的入口一401；微流體進(jìn)樣模塊的入口一401依次途徑微流體進(jìn)樣模塊的入口二引入的微通道垂點(diǎn)411、樣品池405、向微流體進(jìn)樣模塊的出口二引出的微通道垂點(diǎn)412，到達(dá)微流體進(jìn)樣模塊的出口一406；微流體進(jìn)樣模塊的出口一406，連接用于電泳檢測(cè)的毛細(xì)管或微流體通道；毛細(xì)管或微流體通道的后端連接微流體出樣模塊的入口，經(jīng)單通道至微流體出樣模塊的出口；微流體出樣模塊的出口通過(guò)化學(xué)惰性管連接至第一微型隔離閥701的進(jìn)液端，第一微型隔離閥701的出液端通過(guò)化學(xué)惰性管連接至緩沖液廢液瓶901。

樣品管路連接順序?yàn)椋核鰳悠菲?02通過(guò)化學(xué)惰性管連接至第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵702的進(jìn)液端；第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵702的出液端通過(guò)化學(xué)惰性管連接至微流體進(jìn)樣模塊的入口二402；微流體進(jìn)樣模塊的入口二402依次途徑微流體進(jìn)樣模塊入口二引入的微通道410、樣品池405、向微流體進(jìn)樣模塊的出口二引出的微通道413，到達(dá)微流體進(jìn)樣模塊的出口二403；微流體進(jìn)樣模塊的出口二403，通過(guò)化學(xué)惰性管連接至第二微型隔離閥802的進(jìn)液端，第二微型隔離閥802的出液端通過(guò)化學(xué)惰性管連接至樣品廢液瓶902。

進(jìn)一步的，該自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置還包括雙層支架2；所述雙層支架2包括自上向下依次設(shè)置的上層支架201與下層支架202、連接在上層與下層支架之間的若干立柱203以及設(shè)置在下層支架202底部的三個(gè)可調(diào)節(jié)螺旋支撐腳204；所述下層支架的邊緣分別設(shè)有x方向水平儀205和y方向水平儀206。所述控制電路板3、導(dǎo)線及信號(hào)線通過(guò)螺絲安裝在上層支架201；所述第一、第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一、第二微型隔離閥通過(guò)螺絲安裝在下層支架202；所述微流體進(jìn)樣模塊和微流體出樣模塊通過(guò)彈簧夾片安裝在下層支架202。在x與y方向水平儀的配合下，通過(guò)擰動(dòng)雙層支架的三個(gè)螺旋支撐腳的高度調(diào)節(jié)雙層支架的水平。

進(jìn)一步的，所述微流體進(jìn)樣模塊的出口一406和微流體出樣模塊的入口組成電泳管道的連接口；所述微流體進(jìn)樣模塊4的出入口、微流體出樣模塊的出入口以及電泳管道的連接口均為具有內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)的接口。

所述具有內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)的接口包括與化學(xué)惰性管相連的接口和與毛細(xì)管相連的接口；所述與化學(xué)惰性管相連的接口為垂直方向的接口，該接口的厚度不小于2.5mm，最大尺寸等于化學(xué)惰性管的外徑；所述與化學(xué)惰性管相連的接口包括封接環(huán)和設(shè)置在封接環(huán)上方的緊固螺紋結(jié)構(gòu)；所述封接環(huán)的直徑為化學(xué)惰性管外徑的80％，高度為0.3mm～0.5mm；緊固螺紋結(jié)構(gòu)的小徑為化學(xué)惰性管外徑的90％，螺距與該與化學(xué)惰性管相連的接口的最大尺寸相適應(yīng)；螺距與接口直徑的最大尺寸相關(guān)，相同尺寸的接口螺距固定，一般為0.35mm-0.45mm。所述與毛細(xì)管相連的接口為水平方向的接口，此接口尺寸大于微管道的尺寸，接口直徑的最大尺寸小于毛細(xì)管的外徑，為毛細(xì)管外徑的90％，接口底部為限位卡槽407，限位卡槽407后端的左右側(cè)面各有一組梯形凸起封接408，凸起封接408寬度為毛細(xì)管外徑的10％，長(zhǎng)度為100μm。

本發(fā)明所述的內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)接口原理為：將外接管道或毛細(xì)管直接插入內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)接口時(shí)，由于接口的凸起封接408或者封接環(huán)414具有彈性，其形變后產(chǎn)生一個(gè)收緊應(yīng)力使得接口與外接流體管道緊密接觸，接口因而能夠承受較大的流體壓力，具有較強(qiáng)的密封效果。同時(shí)，由于彈性結(jié)構(gòu)可以隨著外接管道或者毛細(xì)管運(yùn)動(dòng)而形變使得外接管道或者毛細(xì)管可以直接拔出，實(shí)現(xiàn)外接流體管道或者毛細(xì)管的反復(fù)快速插拔。

進(jìn)一步的，所述微流體進(jìn)樣模塊和微流體出樣模塊均采用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,pdms)材料。

進(jìn)一步的，所述雙層支架采用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,pmma)材料。

本發(fā)明還涉及一種上述自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置的制作方法，該方法包括以下步驟：

(1)利用旋涂工藝在基材f-3上旋涂光刻膠f-1；

(2)利用光刻工藝將鉻掩模版f-2的所需微流體模塊的圖形轉(zhuǎn)移至光刻膠f-1；

(3)利用刻蝕工藝將光刻膠結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到基材f-3上，或者通過(guò)電鑄工藝將光刻膠結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移成金屬結(jié)構(gòu)；

(4)保留毛細(xì)管限位卡槽后端的光刻膠，去除其余光刻膠，重復(fù)步驟(3)；

(5)去除所有光刻膠，獲得微流體模塊的模具基材；

(6)在步驟(5)得到的模具基材的外接管道接口位置的上方放置外接管道的接口不銹鋼模具，得到模具組合體，所述外接管道接口模具的外側(cè)表面為凹陷封接環(huán)和螺紋結(jié)構(gòu)；

(7)配置pdms除去氣泡后澆注在步驟(6)的模具組合體上，烘烤固化后取下pdms復(fù)制體；去除步驟(6)的接口模具，重復(fù)此步驟一次得到第二個(gè)pdms復(fù)制體；

(8)將步驟(7)得到的兩個(gè)pdms復(fù)制體進(jìn)行氧等子體處理，在體視鏡下進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)鍵合，獲得微流體進(jìn)樣模塊及微流體出樣模塊。

本發(fā)明所述的自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置采用了壓力-電動(dòng)混合進(jìn)樣，其控制過(guò)程為：

a)緩沖液清洗：關(guān)閉第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第二微型電磁隔離閥，開(kāi)啟第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一微型電磁隔離閥，開(kāi)啟時(shí)間5min；

b)緩沖液基線測(cè)試：關(guān)閉所有的微量泵和隔離閥，啟動(dòng)電泳檢測(cè)儀的高壓電源，設(shè)置分離電壓，開(kāi)啟時(shí)間5min；

c)樣品壓力進(jìn)樣至樣品池：第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一微型電磁隔離閥仍在關(guān)閉狀態(tài)，開(kāi)啟第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第二微型電磁隔離閥，開(kāi)啟時(shí)間2min；

d)樣品高壓進(jìn)樣至毛細(xì)管或者電泳微通道：關(guān)閉所有的微量泵和隔離閥，開(kāi)啟高壓電源，設(shè)置進(jìn)樣電壓，開(kāi)啟時(shí)間10s；

e)等待測(cè)試，控制系統(tǒng)切換至測(cè)試界面；

f)清洗：測(cè)試完成后，控制系統(tǒng)切換回自動(dòng)進(jìn)樣控制界面，將微流體進(jìn)樣模塊入口二的化學(xué)惰性管放入緩沖液瓶，關(guān)閉第一微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第一微型電磁隔離閥，開(kāi)啟第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵和第二微型電磁隔離閥，開(kāi)啟時(shí)間10min，關(guān)閉第二微型電磁隔離閥，開(kāi)啟第一微型電磁隔離閥，開(kāi)啟時(shí)間10min。

本發(fā)明所述的進(jìn)樣控制過(guò)程的原理為：目前單獨(dú)壓力進(jìn)樣的進(jìn)樣量仍不能實(shí)現(xiàn)nl級(jí)別的進(jìn)樣，為滿足電泳檢測(cè)的微量進(jìn)樣，設(shè)計(jì)微流體進(jìn)樣模塊中的樣品池，通過(guò)控制樣品池的體積，確保進(jìn)樣量精度為1nl。而傳統(tǒng)高壓進(jìn)樣存在“歧視效應(yīng)”等使樣品池中的樣品濃度發(fā)生變化，測(cè)試數(shù)據(jù)不能真實(shí)客觀體現(xiàn)樣品濃度。本發(fā)明采用的壓力-電動(dòng)混合進(jìn)樣，在確保進(jìn)樣精度的同時(shí)也確保了樣品池濃度不變，從而保證了電泳測(cè)試的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。在控制過(guò)程中，緩沖液長(zhǎng)時(shí)間潤(rùn)洗微通道和樣品池，避免其它雜質(zhì)干擾，測(cè)試緩沖液基線，證明樣品池是潔凈無(wú)污染的。利用第二微型電磁驅(qū)動(dòng)泵將樣品從樣品瓶壓力進(jìn)樣至微流體進(jìn)樣模塊的樣品池，留在樣品池中的樣品量?jī)H為nl級(jí)別，再通過(guò)電動(dòng)進(jìn)樣至毛細(xì)管或者微流體通道進(jìn)行電泳測(cè)試，確保了峰型尖銳。

使用本發(fā)明提供的自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置時(shí)，包括但不限于以下過(guò)程：

過(guò)程一：將潔凈毛細(xì)管和化學(xué)惰性管分別插入微流體進(jìn)樣模塊和微流體出樣模塊的對(duì)應(yīng)接口，放置在pmma材質(zhì)的雙層支架的下層支架上，并用彈簧片固定，將緩沖液及樣品液分別注入緩沖液瓶及樣品液瓶，調(diào)節(jié)pmma材質(zhì)的雙層支架的三個(gè)螺旋支撐腳，使下層支架保持水平；

過(guò)程二：依次啟動(dòng)控制電路板電源、高壓電源，五分鐘后打開(kāi)控制系統(tǒng)中的控制程序；

過(guò)程三：?jiǎn)?dòng)控制程序，使自動(dòng)進(jìn)樣裝置依次自動(dòng)完成緩沖液潤(rùn)洗、緩沖液基線測(cè)試、樣品壓力進(jìn)樣、樣品高壓進(jìn)樣、電泳、緩沖液清洗等步驟。

過(guò)程四：測(cè)試完畢后依次關(guān)閉控制程序、高壓電源、控制電路板電源，擰松彈簧固定片，拆除毛細(xì)管和化學(xué)惰性管。

下面以兩個(gè)具體的實(shí)施例來(lái)介紹下本發(fā)明所述的自動(dòng)微量進(jìn)樣裝置的使用過(guò)程：

實(shí)例1、基于非接觸式毛細(xì)管電泳儀的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子的檢測(cè)

采用熔融石英毛細(xì)管作為電泳管道，采用非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)儀測(cè)試未知水溶液的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子濃度。

具體操作流程如下：

1)配制緩沖液：稱取三羥甲基氨基甲烷(tris(hydroxymethyl)aminomethane,tris)2.8～3.2g，乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraaceticacid,edta)0.16～0.20g于潔凈的燒杯中，加入超純水，充分溶解，再加入0.25～0.35ml的冰乙酸(0.2mol/l)，轉(zhuǎn)移至至50ml容量瓶，用超純水定容。稱取聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,pvp)0.50～0.70g于50ml潔凈的燒杯中，轉(zhuǎn)移到100ml容量瓶中，再加入2mltris-edta溶液，用超純水定容。取40ml配制完成的緩沖液至自動(dòng)進(jìn)樣裝置的緩沖液瓶。

2)將樣品液注入樣品瓶。

3)將潔凈毛細(xì)管和化學(xué)惰性管分別插入微流體進(jìn)樣模塊和微流體出樣模塊的對(duì)應(yīng)接口，放置于pmma雙層支架的下層，并用彈簧片固定，調(diào)節(jié)pmma雙層支架的三個(gè)螺旋支撐腳，使下層保持水平。

4)依次啟動(dòng)控制電路板電源、高壓電源，預(yù)熱五分鐘后打開(kāi)計(jì)算機(jī)中的控制程序。

5)啟動(dòng)控制程序，將進(jìn)樣電壓設(shè)置為+8～10kv，使自動(dòng)進(jìn)樣裝置依次自動(dòng)完成緩沖液潤(rùn)洗、緩沖液基線測(cè)試、樣品壓力進(jìn)樣、樣品高壓進(jìn)樣等步驟。

6)轉(zhuǎn)至電泳數(shù)據(jù)工作站，即測(cè)試界面，將分離電壓設(shè)置為+14kv，等待測(cè)試完成保存數(shù)據(jù)。

7)保存數(shù)據(jù)后，計(jì)算機(jī)切換回自動(dòng)進(jìn)樣控制界面，點(diǎn)擊啟動(dòng)清洗。

8)測(cè)試完成后依次關(guān)閉控制程序、高壓電源、控制電路板電源，擰松彈簧固定片，拆除毛細(xì)管和化學(xué)惰性管。

實(shí)例2、基于微流體電泳芯片的抗生素檢測(cè)

采用微流體電泳芯片時(shí)，在設(shè)計(jì)制造時(shí)將微流體進(jìn)樣模塊的樣品池末端與微流體出口模塊連接成整體制造模具，微通道的電泳有效長(zhǎng)度為20cm，采用光纖光譜儀檢測(cè)器檢測(cè)微通道中的電泳分離后的頭孢拉定熒光強(qiáng)度。

1)配制硼砂-氫氧化鈉緩沖液：其中硼砂濃度為5.75～6.50mmol/l，ph＝9.3。取配制完成的緩沖液至自動(dòng)進(jìn)樣裝置的緩沖液瓶。

2)配制頭孢拉定水溶液，將樣品液注入樣品瓶。

3)將潔凈毛細(xì)管和化學(xué)惰性管分別插入微流體進(jìn)樣模塊和微流體出樣模塊的對(duì)應(yīng)接口，放置于pmma雙層支架的下層，并用彈簧片固定，調(diào)節(jié)pmma雙層支架的三個(gè)螺旋支撐腳，使下層保持水平。

4)依次啟動(dòng)控制電路板電源、高壓電源，預(yù)熱五分鐘后打開(kāi)計(jì)算機(jī)中的控制程序。

5)啟動(dòng)控制程序，將進(jìn)樣電壓設(shè)置為+8～10kv，分離電壓設(shè)置為+15kv，使自動(dòng)進(jìn)樣裝置依次自動(dòng)完成緩沖液潤(rùn)洗、緩沖液基線測(cè)試、樣品壓力進(jìn)樣、樣品高壓進(jìn)樣等步驟。

6)轉(zhuǎn)至數(shù)據(jù)工作站，即測(cè)試界面，將分離電壓設(shè)置為+15kv，激發(fā)光設(shè)置為350nm，等待測(cè)試完成保存數(shù)據(jù)。

7)保存數(shù)據(jù)后，計(jì)算機(jī)切換回自動(dòng)進(jìn)樣控制界面，點(diǎn)擊啟動(dòng)清洗。

8)測(cè)試完成后依次關(guān)閉控制程序、高壓電源、控制電路板電源，擰松彈簧固定片，拆除毛細(xì)管和化學(xué)惰性管。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。