本发明专利技术公开了一种基于行波介电泳微颗粒分离的多元生物检测芯片，由一个封闭的一级通道和两个及以上的封闭的二级通道所组成；在一级通道的前端为上下左右对应的设有四片梯形电极的第一电极区，而在一级通道的后端为设有交替的分离电极的第二电极区，在第一电极区和第二电极区之间为一非电极区，在第二电极区的后端连接所述的二级通道，在每个二级通道外面设置有计数装置，在每个二级通道后方设有一个出口。本发明专利技术检测芯片行波电介泳力强于载体在微通道里受到的其它力，使载体能在较快的时间和较短的距离分离开来；由于载体间细微的差别都将引起载体所受力的改变和不同，所以细微差别的载体也能进行分离，具有灵敏度和精度高的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多元生物检测芯片，具体是基于行波介电泳微颗粒分离的多元生物检测芯片，属于多元生物检测
技术介绍
目前有多种方法可以用于微粒子的操控，其原理和应用也不尽相同，以下是几种常见的控制粒子的方法:机械式控制方法、化学控制方法、激光控制方法、磁学控制方法、电场机制控制方法。磁分离技术需要加入一定的磁性材料，有一定的局限性和破坏性，并且步骤较为繁琐；化学分离技术往往有不可逆性和破坏性；而传统的介电泳分离技术虽然对分离对象没有破坏性，但是分离的速度效率低，无法满足人们现在的要求。行波电介泳分离技术是在传统电介泳技术的基础上，引进和利用了行波电介泳，使得分离更加的快速、高效，同时大大减少了实验设备的体积，使仪器更加的便捷。同时，在多元生物检测中，目前也主要是流式细胞仪等的检测仪器，这类多元检测虽然也能同时对多种检测样品进行检测，却无法起到分离的效果，从而使其在后续的检测研究中具有一定的局限性。微流控芯片(microfluidic),又称微型全分析系统(Miniaturized TotalAnalysis Systems, TAS)或芯片实验室(Lab-on_a-Chip),是通过分析化学、微机电加工(MEMS)、计算机、电子学、材料学及生物学、医学的交叉实现从试样处理到检测的整体微型化、自动化、集成化和便携化。微流控芯片技术是指采用微细加工技术，在一块几平方厘米的芯片上制作出微通道网络结构和其他功能单元，把生物和化学等领域所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离和检测等基本操作单元集成或基本集成在尽可能小的操作平台上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的技术。它的目标是把整个化验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上，且可多次使用，因此较生物芯片有更广泛的适用性及应用前景。它不仅使生物样品与试剂的消耗降低至纳升(nl)甚至皮升(Pl)级，而且使分析速度大大提高，分析费用大大降低，从而为分析测试技术普及到户外、家庭开辟了一条新路。它充分体现了当今分析设备微型化、集成化和便携化的发展趋势。现已成为国内外生物化学、分析化学、分子毒理学、环境医学和预防医学等领域的研究热点。以微流体平台代替台式的化学分析主要有以下优点:I)微流控系统减少了无用流体的量一该量与具有大尺寸腔室和联接器的化学分析系统有关。2)微流控系统减少了所需要的化学分析和溶液的数量，因此对同样的分析，则由于节省分析中所用昂贵的化学药剂和生物样品而降低了成本。3)微电子式批量加工会降低复杂系统的成本。光刻和并行加工技术降低了制造复杂流体管道系统和反应网络的难度。4)微流控系统可达到高水平的多通道复用和并行操作，从而提高了化学和生物发现的效率。 微尺度流体部件不仅用于生物和化学分析中，还在其他领域得到了广泛应用。如正在试用的有:光通信、触摸显示器(盲文点字显示器)，IC芯片的冷却以及流体逻辑学。微流体还用于新颖的微制造和纳米制造。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的是提供一种检测速度快、灵敏度高、样品需要量小，基于行波介电泳微颗粒分离的微流控生物芯片。技术方案:为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:一种基于行波介电泳微颗粒分离的多元生物检测芯片，其特征在于:该生物芯片由一个封闭的一级通道和两个及以上的封闭的二级通道所组成；在一级通道的前端为上下左右对应的设有四片梯形电极的第一电极区，而在一级通道的后端为设有交替的分离电极的第二电极区，在第一电极区和第二电极区之间为一非电极区，在第二电极区的后端连接所述的二级通道，在每个二级通道外面设置有由激光发射器和接收器组成的计数装置，在每个二级通道后方设有一个出口 ；四片梯形电极中上下两片梯形电极所加电压的相位差为180°，左右两片梯形电极所加电压的相位差也为180° ;同一层的分离电极上的电压的相位差为90°，竖直方向上同一位置的上下两个分离电极电压的相位差为180°。一级通道长为1.2 2cm,分离电极长为0.8 1.1cm,梯形电极长0.2 0.4cm,二级通道宽为l/3mm,长为2cm。一级通道长为1.5cm,分离电极长为Icm,梯形电极长0.3cm。本专利技术是将与目标检测物反应后的载体流经检测芯片的由一级通道和二级通道形成的微通道，在受到微通道里行波介电泳力、传统介电泳力、重力、流体阻力等多种力的共同作用后进行分离，分离后的载体由一对激光发射器和接收器对其进行计数。如此，通过这一微流控生物检测芯片，我们可以直接从分离后的载体的大小、形状、材质等分辨目标检测物，进行编码，通过激光计数来确定目标检测物的量，从而实现多元生物检测。有益效果:根据本专利技术，利用上下加有微米级别电极的微通道，来产生行波介电泳力，从而对不同大小、材质、形状的载体进行分离，实现利用分离出来的载体对不同探针分子、目标检测物进行编码，通过二级微通道内的一对激光发射器和接受器对目标检测物进行定量检测。利用此多元生物检测芯片具有以下优点:(I)检测速度快:行波电介泳力强于载体在微通道里受到的其它力，使载体能在较快的时间和较短的距离分离开来；(2)多元化检测:可以通过改变电压的大小以及频率，增加二级通道来实现多种载体的分离；(3)样品需要量小:由于微通道和微球都是微米级的，因此可以实现纳升级的进样；(3)灵敏度、精度高:由于载体间细微的差别都将引起载体所受力的改变和不同，所以细微差别的载体也能进行分离；(4)芯片小型化:利用行波介电泳力能有效的降低分离距离，从而减小芯片尺寸；(5)可扩展性高:由于采用了微流控芯片的形式，可以方便的同样品预处理等微流控芯片集成，促进了分析系统的微型化和自动化。本专利技术的目的是将充分利用多元生物芯片、介电泳技术和微流控芯片的优势，采用不同大小、形状、材质的微球固定不同的探针，与目标分子结合后，在微流控通道内进行分离检测，能更加高效、快速的对样品进行分离、定量计数，减小了装置的体积。本专利技术是基于行波介电泳微颗粒分离的多元生物检测方法。它不但利用了简单、有效、精确的行波介电泳力，同时结合了微流控技术，是一种检测速度快、灵敏度高、样品需要量小的微流控生物芯片，在多元生物检测的过程中，还能进行分离样品，对后续的研究具有重大价值。附图说明图1为本专利技术芯片的的俯视图。图2是本专利技术芯片梯形电极的布置示意图。图3是本专利技术芯片分离电极的布置示意图。图4为本专利技术芯片使用时，整个装置的结构示意图。以上的图中有:梯形电极1、分离电极2、进口 3、激光发射器(4、6、8)、激光接收器(5、7、9)、二级通道(10、11、12)、不同大小载体13、微蠕动泵和微注射器14、毛细管15、基片16、可调信号发生器17、编码腔18、导线19。具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术作详细说明:本专利技术多元生物检测芯片如图1所示，由一个封闭的一级通道A和两个以上的封闭的二级通道B所组成；在本实施例中，二级通道为三个。在一级通道A的前端为上下左右对应的设有四片梯形电极I的第一电极区，见图2所示。而在一级通道A的后端为设有交替的分离电极2的第二电极区，参见图3。在第一电极区和第二电极区之间为一非电极区，在第二电极区的后端连接所述的二级通道B，在每个二级通道B外面设置有由激光发射器(4、6、8)和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于行波介电泳微颗粒分离的多元生物检测芯片，其特征在于：该生物芯片由一个封闭的一级通道（A）和两个以上的封闭的二级通道（B）所组成；在一级通道（A）的前端为上下左右对应的设有四片梯形电极（1）的第一电极区，而在一级通道（A）的后端为设有交替的分离电极（2）的第二电极区，在第一电极区和第二电极区之间为一非电极区，在第二电极区的后端连接所述的二级通道（B），在每个二级通道（B）外面设置有由激光发射器（4、6、8）和接收器（5、7、9）组成的计数装置，在每个二级通道（B）后方设有一个出口；四片梯形电极中上下两片梯形电极所加电压的相位差为????????????????????????????????????????????????，左右两片梯形电极所加电压的相位差也为；同一层的分离电极上的电压的相位差为，竖直方向上同一位置的上下两个分离电极电压的相位差为。2013101372806100001dest_path_image001.jpg,341686dest_path_image001.jpg,321144dest_path_image002.jpg,100881dest_path_image001.jpg...
【技术特征摘要】
1.一种基于行波介电泳微颗粒分离的多元生物检测芯片，其特征在于:该生物芯片由一个封闭的一级通道(A)和两个以上的封闭的二级通道(B)所组成；在一级通道(A)的前端为上下左右对应的设有四片梯形电极(I)的第一电极区，而在一级通道(A)的后端为设有交替的分离电极(2)的第二电极区，在第一电极区和第二电极区之间为一非电极区，在第二电极区的后端连接所述的二级通道(B)，在每个二级通道(B)外面设置有由激光发射器(4、6、8)和接收器(5、7、9)组成的计数装置，在每个二级通道(B)后方设有一个出口 ；四片梯形电极中上下两片梯形电极所加电压的相位差为IMf...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥伟，陶庆东，顾忠泽，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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