本发明专利技术涉及一种基于毛细管顺序注射分析装置及其使用方法，该装置的特征是，系统由毛细管、试样盘和毛细管出口液流驱动系统三部分组成。利用试样管阵列的移动，在毛细管内实现多试样和试剂液体的引入、在线快速混合、反应和检测。本发明专利技术的优点是系统结构简单，容易实现自动化操作，试样试剂消耗量低，分析通量高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的领域为流动分析，特别是涉及一种基于毛细管的顺序注射装置及其使用方法。
技术介绍
流动分析是六七十年代以来发展起来的一种自动化分析技术，随着社会的发展，传统的以玻璃器皿和量器为主要工具的手工操作模式逐渐无法满足人们的需求，出现了管道连续流动分析技术。Ruzicka与Hansen于1975年提出了流动注射分析(Flow injection analysis，FIA)的概念，他们利用了细管道(＜1mm内径)中液体层流状态的可控性与重现性，加上准确的时间(即流速)控制，实现了重现、但非完全的混合状态，并在此基础上来实现重现、而未必完全的化学反应.这一观念的提出大大提高了分析速度，使每小时测定上百试样成为可能，同时也促进了分析系统的微型化。顺序注射分析(Sequential Injection Analysis，简称SIA)是1990年Ruzicka和Marshall提出的。顺序注射分析系统的核心部件是一个多通道选择阀。此阀的各个通道位置分别与检测器、样品、试剂等通道相连，公共通道与一个可以抽吸和推动液体的泵相通。通过泵的作用，顺序从不同的通道吸入一定体积的区带到泵与阀之间的储存管中。然后将这些溶液区带推至检测器，在这一过程中样品和试剂的区带之间在管道中由于径向和轴向的分散作用而互相渗透引起试剂与样品带的重叠和混合，试剂与样品发生比学反应，导致反应产物的形成。在检测器中可以得到与正常流动注射分析中类似的峰型信号。20世纪九十年代出现了基于微加工的通道网络芯片的微流控分析技术，把试样的采集、预处理、分析检测等集成在几平方厘米的面积内，可以高效、快速地完成试样分析和检测，是目前分析化学领域的热点之一。微流控分析发展之初借鉴了流动注射分析；经过十几年的发展，微流控分析有了广阔的发展，同时提出了一些基于微芯片的流动注射(Andrew M.Leach，Aaron R.Wheeler，and Richard N.Zare.Flow Injection Analysis in a MicrofluidicFormat.Analytical Chemistry，2003，75967-972)和顺序注射系统(Richard Davidsson，Frédéric Genin，Martin Bengtsson，et.al.Microfluidic biosensing systems Part I.Development and optimisation of enzymatic chemiluminescent m-biosensors based onsilicon microchips.Lab On a Chip，2004，4481-487)。在前面的专利(微分析芯片的高通量连续换样装置及其使用方法，中国专利申请号200410016224.8)中，提出了一种基于毛细管取样探针的高通量连续换样装置及其使用方法，通过在样品液槽上加工取样缺口，使得快速连续的微量可控制体积进样成为可能。基于这一技术，建立了基于微流控芯片的高通量流动注射分析系统(Wen-Bin Du，Qun Fang，Qiao-Hong He，Zhao-Lun Fang.High-Throughput Nanoliter Sample Introduction Microfluidic Chip-Based FlowInjection Analysis System with Gravity-Driven Flows.Analytical Chemistry，2005.771330-1337)。其特点是无须借助泵阀，依靠重力和表面张力作用，实现自动快速的流动注射分析；且可以实现多样品的连续快速换样。一般流动分析的系统往往采用机械阀系统(如采样阀和多通阀等)实现试样的引入、试剂、载流的切换和混合等操作。而本专利技术利用了毛细管出口作为液体驱动端，利用毛细管入口作为试样、试剂和载流的顺序无阀引入端。实现了无阀多液体的顺序引入。基于这一特点，系统的结构大大简化。而相同的微流体操作如果要在微流控芯片上实现，需要加工混合通道和多个样品试剂液槽，而且成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于突破以往顺序注射、流动注射基于注射泵和多通阀以及盘管的结构特点所带来的微型化局限，建立一种基于毛细管通道的快速顺序注射分析系统，不需要采用昂贵复杂的多位选择阀，即可实现纳升级无阀多液体的顺序引入，完成高通量微流控顺序注射分析操作。本专利技术提供一种基于毛细管的顺序注射分析装置，由毛细管、试样管阵列液体引入系统、毛细管内液体驱动系统和毛细管内试样的检测系统组成，其特征是毛细管出口作为液体驱动端，毛细管入口作为试样、试剂和载流的顺序无阀引入端，所述毛细管入口端与试样管阵列液体引入系统的试样管出口相连通，试样管阵列液体引入系统由两个以上的试样管构成的阵列和试样管平台组成，试样管固定于试样管平台上，毛细管出口与液体驱动系统连接。根据本专利技术，所述的毛细管是系统的主体部分，液体从入口端流向出口端，并在毛细管内进行混合、反应。毛细管材质可以是多种多样的，包括石英，或者玻璃，或者金属，或者高分子聚合物材料。毛细管通道内径在10纳米至5毫米之间，较佳的内径是5～250微米。毛细管管壁厚度在1微米至5毫米范围内。毛细管长度在1毫米至10米范围内，较佳的管长范围是5毫米～50厘米。根据本专利技术，所述的试样管呈水平放置固定在试样管平台上。在试样管的底部需特殊加工一个宽度在10微米至30毫米范围，深度在1微米至5毫米范围的供毛细管进口端出入的试样管出口。试样管内装入液体的种类包括试样液、试剂液、载液。试剂液的作用是与试样发生化学反应，通过测定化学反应的产物间接完成对试样的定性和定量分析。试剂液的种类可以有多种。载液的作用是携带试样液和试剂液由毛细管进口端流向毛细管出口端。具体选择何类液体，以及装有这些液体的试样管的排列顺序，需要依据具体的分析体系而定。由于试样管出口的尺度较小，当试样管水平放置时，依靠表面张力的作用，装入试样管内的液体不会由试样管出口溢出。试样管的外径范围是0.5毫米至10厘米，较为常用的是在2毫米至2厘米之间。试样管内转载液体的体积范围是1纳升至100毫升，由此也决定了试样管的长度。根据本专利技术，所述的试样管阵列液体引入系统中，安装有试样管的试样管平台能进行一维，或者二维，或者三维的平移运动，或者能进行二维或者三维的转动，或者能进行上述平移和转动的复合运动。移动的目的是使平台上的各试样管按一定顺序与毛细管进口端接触，实现按既定程序的多液体顺序引入。根据本专利技术，装置中采用的液体驱动系统，与毛细管出口连接。驱动液体的方向为从毛细管进口向毛细管出口流动或者抽吸。驱动系统采用重力驱动动力，或者电渗驱动动力，或者机械驱动动力。采用机械驱动动力的驱动系统包括注射泵，或者蠕动泵，或者往复泵。重力驱动流的通常方法是将毛细管出口端通过一定长度的导管与一水平废液管相连，在水平废液管与毛细管入口端形成一定的液位差，即可实现重力驱动。驱动系统的驱动流速范围是1皮升/分钟至10毫升/分钟。根据本专利技术，在所述的基于毛细管的顺序注射分析装置中，向毛细管内引入液体的方法是，移动试样管平台带动试样管与毛细管入口端接触，毛细本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于毛细管的顺序注射分析装置，由毛细管、试样管阵列液体引入系统、毛细管内液体驱动系统和毛细管内试样的检测系统组成，其特征是毛细管出口作为液体驱动端，毛细管入口作为试样、试剂和载液的顺序无阀引入端，所述毛细管入口端与试样管阵列液体引入系统的试样管出口相连通，试样管阵列液体引入系统由两个以上的试样管构成的阵列和试样管平台组成，试样管固定于试样管平台上，毛细管出口与液体驱动系统连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：方群，杜文斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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