本发明专利技术涉及一种能自动进行液体更换的微流控芯片毛细管电泳分析装置及其使用方法，该装置由带有一体化探针的微流控毛细管电泳芯片、试样管阵列自动液体更换系统、高压电源和检测系统四部分组成。在分析过程中，一体化探针和电极通过试样管缺口浸入试样管内溶液中一定时间，在高电压驱动下，试样管中的溶液经过一体化探针进入芯片微通道内，完成电泳进样、分离和检测操作。本发明专利技术的优点是系统结构简单、集成化程度高、换样速度快、试样消耗量低，易于实现自动化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的领域为微流控芯片分析领域，特别是涉及一种能自动进行液体更换的微流控芯片毛细管电泳分析装置及其使用方法。
技术介绍
微全分析系统(micro total analysis system，μTAS)是当前分析化学的学术前沿之一，而以毛细管电泳为技术核心、以微流控芯片为操作平台的微流控芯片毛细管电泳则是μTAS的主流研究领域之一。微型化的芯片毛细管电泳显著地改善了分离分析的速度。然而不同试样间的测定通常采用间歇式的换样方法，操作步骤繁琐、费时、效率低，换样时间远远超过分析时间，严重影响了整个系统的分析速度，使得芯片分析速度快的主要优势难以在实际应用中得到充分的发挥。流通式试样引入是实现高通量连续分析的一种方法，其特征是在芯片分析通道旁边加工与其相连的专用的试样引入通道，外界试样进入试样引入通道后，大部分试样从试样引入通道的出口流走，极少部分试样经分流进入芯片分析通道进行分离分析。因此，流通式试样引入的缺点是系统复杂、试样消耗量大。有人提出了探针式试样引入技术。如，Zhang等(ZhangB L，Foret F，Karger B L.High-Throughput Microfabricated CE/ESI-MSAutomated Samplingfrom a Microwell Plate，Anal.Chem.，2001，732675～2681)利用化学刻蚀方法，在芯片分析通道末端加工形成直径为390μm的圆形引导通道，将一段1.5cm长的石英毛细管(200-μm内径，375-μm外径)插入引导通道内，并用一滴硅密封剂固定，以此作为毛细管取样探针。何巧红等(He Q H，Du W B，Fang Q，Huang Y Z，Fang Z L.An automated electrokinetic continuoussample introduction system for microfluidic chip-based capillary electrophoresis，Analyst，2005，1301052～1058)采用芯片与毛细管的耦合技术，在芯片充样通道一端耦合一段石英毛细管作为外界试样的取样探针。以上两种方法尽管节约了试样消耗量，但是探针加工难度大。Wang等(Wang J，Siangproh W，Thongnamdee S，Chailapakul O.Fast and simple sample introduction forcapillary electrophoresis Microsystems，Analyst，2005，1301390～1394)提出了在芯片上直接原位加工方柱形取样探针，利用电驱动实现手工换样。现有微流控芯片毛细管电泳分析技术集成化程度不夠高，对不同试样间的自动快速的更换困难，试样消耗量较高。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种自动进行液体更换的微流控芯片毛细管电泳分析装置及其使用方法。本专利技术的目的之一是实现不同试样间的自动快速的更换；本专利技术的目的之二是系统不仅能够连续地更换试样溶液，而且也能连续更换其它溶液，实现复杂试样的梯度电泳分离或快速地优化分离体系。为达到上述专利技术目的，本专利技术提供了一种能自动进行液体更换的微流控芯片毛细管电泳分析装置。所述的装置由带有一体化探针的微流控毛细管电泳芯片、试样管阵列自动液体更换系统、高压电源和检测系统四部分组成，其特征是，带有一体化探针的微流控毛细管电泳芯片具有一个或多个探针进行液体更换；试样管阵列液体更换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；探针尖端与试样管阵列液体更换系统的试样管内的液体相连通，液流驱动采用电动驱动，采用高压电源提供驱动液体更换和电泳分离。一体化探针式芯片是系统的主体部分，其特征是在十字构形的玻璃微流控芯片上直接原位加工一个或多个的取样探针，探针入口端的外径小于500微米(与常用的石英毛细管外径相当)。根据本专利技术，所述的微流控毛细管电泳芯片(1)至少由上(2)、下(3)两片组成，在上片(2)或下片(3)加工微通道，将上片(2)和下片(3)封合，形成封闭的微通道；微通道的宽度范围为1-500微米，深度范围为0.1-200微米。典型的进行毛细管电泳操作的微流控芯片通常采用十字通道构型。在所需要的位于芯片侧壁的微通道入口或者出口末端处，加工芯片一体化探针。玻璃和石英基质的芯片一体化探针的加工方法参考专利(何巧红，方群，一体化探针式微流控芯片及制备方法，中国专利技术专利申请号200610050452.60，2006.04.21)进行。高分子材料的微流控芯片的芯片一体化探针采用金属刀具或者剪刀直接切割或者剪切的方法加工。无论采用何种方法加工，最终完成加工的芯片一体化探针的尖端外径应小于500微米，以便使探针方便的经过试样管缺口完成液体更换。根据本专利技术，当芯片采用玻璃或者石英材料时，探针尖端和电极必须与试样管内试样或者其它溶液接触，为了避免试样管中的溶液沿亲水的玻璃探针外表面扩散，引起试样消耗量增加，甚至可能使芯片表面处于潮湿状态，引起系统漏电现象，应对探针的外表面进行疏水性处理。具体方法包括在取样探针外表面涂敷环氧树脂涂层的方法，或者采用对探针的外表面进行硅烷化处理的方法。根据本专利技术，在不需要加工芯片一体化探针的芯片微通道入口或者出口处，加工贮液池。方法是在微流控芯片的侧壁，围绕微通道入口或者出口水平地固定一个塑料管作为贮液池。贮液池长度范围为5-100毫米，内径范围为1-10毫米。在微流控芯片毛细管电泳分析中，由于液面高度的不一致往往溶液引起压力流，影响试样引入和电泳分离。采用水平贮液池的目的是保证在较长的工作时间内，电泳分析系统的各贮液池内液位的稳定。缺口型试样管阵列液体引入系统的加工和使用参考专利(方群，杜文斌，何巧红，微分析芯片的高通连续换样装置及其使用方法，中国专利技术专利申请号200410016224.8)。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，试样管水平固定于试样管平台上，在每个试样管的管壁上加工一个宽度范围在100微米至3毫米，深度范围在1毫米至5毫米的缺口。根据本专利技术，液流驱动采用电动驱动，高压电源提供0-±10000V的供液流驱动和电泳分离的高电压。在所述的微流控毛细管电泳芯片中，芯片一体化探针与导电用电极固定为一体，探针和电极尖端能同时经过试样管缺口与试样管内液体相连通和相接触。电极通常采用铂丝加工，电极直径范围0.1-1毫米。根据本专利技术，芯片毛细管电泳装置中使用的检测器包括荧光检测器、紫外-可见吸收光度检测器、化学发光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。根据本专利技术，能自动进行液体更换的微流控芯片毛细管电泳分析装置的使用方法是，在分析过程中，一体化探针和电极通过试样管缺口浸入试样管内溶液中一定时间，在高电压驱动下，试样管中的溶液经过一体化探针进入芯片微通道内，完成电泳进样、分离和检测操作。当需要进行液体更换时，微流控芯片位置保持不变，线性移动试样管阵列，带动其上的多个试样管按一定顺序依次与一体化探针接触，向芯片微通道内引入不同组成的试样或者缓冲液，完成不同试样或者不同缓冲液条件的自动毛细管电泳分析。在微流控毛细管电泳芯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自动液体更换的微流控芯片毛细管电泳分析装置，该装置由带有一体化探针的微流控毛细管电泳芯片、试样管阵列自动液体更换系统、高压电源和检测系统四部分组成，其特征是，带有一体化探针的微流控毛细管电泳芯片具有一个或多个探针进行液体更换；试样管阵列液体更换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；探针尖端与试样管阵列液体更换系统的试样管内的液体相连通，液流驱动为电动驱动，高压电源提供驱动液体更换和电泳分离液体所需的高电压。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：方群，何巧红，
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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