包括多孔聚合物电极的微流体系统技术方案

微流体设备以及使用微流体设备的方法，所述微流体设备结合多孔聚合物电极组件，包括用于检测核酸的微流体设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多孔聚合物电极的微流体系统概述使用小规才莫分析系统例如微流体系统(microfluidic system )可进行各 种分析。这样的系统的灵敏度、轻便性和耐久性可通过结合多孔聚合物电 极作为系统部件来增强。多孔聚合物电极将导电材料的有利的导电特性与 多孔结构相结合。因而形成的多孔电极可用于定性或定量分析，并捕获和 /或释放带电材料，例如核酸。电极基质的孔也可填充有不导电材料，从而 产生具有多个分立的导电表面的电极。在微流体系统中的这样的多孔电极 的使用可使在因而形成的设备上的电极具有有利的特性。附图说明图1是示例性多孔聚合物电极组件的横截面图。图2是可选择的示例性多孔聚合物电极组件的部分横截面图。图3是另一示例性电极组件的表面的透视图。图4是又一示例性电极组件的部分横截面图。图5是又一示例性电极组件的横截面图。图6又一电才及组件的透一见图。图7是示例性微流体系统的示意性描述。图8可选择的选定微流体系统的示意性描述。图9是示出网状玻璃碳上甲氧基瘗吩的电聚合的曲线，如实施例1中 描述的。图10是示出在正电荷和中性电荷之间的多孔聚合物电极的周期性变化的循环伏安图(cyclic voltammogram),如实施例1中描述的。图11是保持在正电势的示例性电极组件的荧光微观图，如实施例2 中描述的。在电极表面上吸附的DNA的存在通过借助于Y0Y0-1核酸染 色剂的DNA的荧光染色来演示。图12是保持在中性电势的示例性电极组件的荧光微观图，如实施例2 中描述的。在电极表面上有很少的或没有DNA存在，且在电极基质内只 有很少的量，如通过借助于YOYO-l核酸染色剂的DNA的荧光染色演示 的。选定实施方式的描述I.多孔聚合物电极图1描绘了示例性多孔导电聚合物电极组件10，如在横截面中看到的。 虽然各种几何结构适合于所公开的电极组件，但图1的特定电极组件是圓 柱形的。电极组件包括为因而形成的电极提供基质的多孔整料12。应用于 多孔整料表面的是导电聚合物14。选定的多孔聚合物电极在2006年6月 30日提交的Lau等人的"POROUS POLYMER ELECTRODES"的美国专 利申请第11/479,175号的中被描述，其在此以引用方式并入。导电聚合物14一般与电势源电接触。在一方面，与导电聚合物14接 触的导电层16提供电接触。电极组件10的导电层16包围圓柱形电极组 件本身。电接触可以是直接的，其中导电层16物理地接触导电聚合物14 的至少一部分，或间接的，例如其中多孔整料12本身适当地导电。任何 适当耐用和导电的材料可用于提供导电聚合物14和电势源之间的电连接。 导电层16 —般为导电金属，例如金、柏、铝、镍或铬。在电极组件的特 定方面，导电层包括金属金。在电极组件的可选择方面，导电层包括鉑。电极组件可制成各种几何结构中的任何一种。 一般来说，电极组件微 观上是多孔的。也就是说，组件结合具有孔、腔或通道17的基质。 一般 孔或通道尺寸范围从约2^im到约100pm宽，其中基质表面的至少一部分 是导电的和/或能够-波充电。存在于多孔基质中的孔、腔或通道可手工形成，或可作为多孔整料12的形成的副产品存在。这些孔17可具有规则或不规 则的形状，并可规则地排列，例如以阵列或以不特定的短程或长程顺序。一般来说，在电极组件是多孔的场合，可跟踪弯曲路径的微通道17允许 流体流过基质，以便流体与导电聚合物的区域至少间断地接触。电极组件 的特定多孔性取决于所使用的特定的制备方法，并可被该特定方法修整。 在一方面，电极组件的多孔特征根据应用于具有所期望的多孔性的多孔整 料12的导电聚合物出现。的强度和完整性，但是因而形成的电极的耐久性可通过基底层18的存在 而提高，如图2的平面电极组件示出的。虽然基底可参与向聚合物12传 导电势，但一般基底对电极组件提供机械完整性，并可选择地提供制造电 极组件的前提或基础。基底18可由各种材料形成。 一般来说，基底由实质上化学惰性的并 可容易地成形和/或机加工的材料制造。基底可包括例如金属、玻璃、硅或 其它天然的或合成的聚合物。基底可形成为各种结构中的任何一种。更具 体地说，基底可适当地成形并制定尺寸，使得因而形成的电极组件可结合 各种类型的分析系统中的任何一种来使用。例如，电极组件可结合利用毛 细通道、微井(microwell)、流动池或微通道或其他结构的分析系统来使 用。在基底存在的场合，导电层16 —般放置在基底的表面上，以便形成 操作电极所必需的任何电路，包括对电势源的一个或多个电连接。导电层 16的应用可通过例如无电镀、电镀、汽相沉积、溅射(spluttering)或应 用导电材料的任何其它适当的方法来应用。为了便于导电层16和多孔整料12或导电聚合物14之间的强相互作 用，导电层16可^^皮物理或化学改性，以增强与聚合物的相互作用。例如， 在导电层16是金属层的场合，金属表面可例如纟皮化学活化或物理地粗糙 化，或者两者皆有。尤其是，在导电层16是金的金属层的场合，用硫醇 化合物化学活化金表面在连接随后的聚合物层方面可能是有利的。在一方 面，金表面可用a-巯基-PEG-co-醛改性，随后用曱基丙烯酸3-氨丙基酯(3-aminopropyl methacrylate )处理，得到可在聚合物多孔整料12的应用 期间经历共聚作用的活性表面成分。各种含硫化合物及其衍生物(例如， 硫醇或二硫化物)可用于对金导电表面进行改性。电极组件IO可包括已应用于下层多孔整料12的导电表面聚合物14。 电极组件10可通过这样的方式在导电层16上制备多孔整料来制备，也就 是使所应用的多孔整料结合期望的形貌(topography),即，具有期望尺寸、 形状、多孔性及布置的腔、孔和/或不规则的状况。多孔整料可接着通过应 用期望的导电聚合物14在其整个多孔结构中^f皮改性。多孔整料可由导电 或不导电材料制备，假定电连接设置在导电聚合物14和导电层16之间。 在多孔整料12实质上是不导电的场合，多孔整料可被应用而使得导电层 16的部分被暴露，并因此放置成与导电聚合物14电连通，例如在图1和 图2中20处示出的。在一些实施方式中，多孔整料可为导电材料，例如网状玻璃碳 (reticulated vitreous carbon)(即，多孔玻璃状碳)。在多孔整料12本身导电 的场合，多孔整料可用作导电聚合物14和导电层16之间的直接电连接， 从而到应用的电势源的电连接。选定的多孔整料可由聚丙烯酸或聚丙烯酸的共聚物的三维多孔膜制 备，该聚合物或共聚物可原位聚合，并与导电层16的表面共价结合。示例性多孔聚合物整料膜可通过选定的单体亚单元(subunits )的自由 基聚合来制备。单分子光引发剂和/或双分子光引发剂可用于引发聚合反样，系统甚至在有氧的情况下也可实现乙烯基和乙烯基单体的自由基聚 合。例如，适当的多孔聚合物整料可通过丙烯酸和亚甲基双丙烯酰胺的混 合物的聚合来制备，可使用单分子引发剂和双分子引发剂的组合来实现聚 合。适当的单分子引发剂包括但不限于苯偶姻酯(benzoinesters )、联苯 酰纟宿酉同(benzil ketal); a-二步克氧基苯乙酉同(alpha陽dialkoxy acetophen本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流体设备，其包括：　多孔电极组件，其包括：　多孔整料；　导电聚合物，其应用于所述多孔整料的至少一部分，以便材料的表面界定多孔形貌；以及　电连接件，其在所述导电聚合物和电势源之间；以及　控制器，其设置成控制施加到所述导电聚合物的电势。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥瑞克NK劳，康拉德佛尔斯蒂奇，克里斯蒂安M斯卡布，
申请(专利权)人：阿普尔拉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]