[发明专利]低电压硅微电泳分析仪

说明书

所属技术领域

本发明属于分析仪器技术领域，特别是涉及一种集成化的低电压硅微电泳分析仪。

背景技术

现有技术中，公开的微型电泳分析仪近年来虽然在结构上进行了一些较大的改进，但工作时的分离电压仍然很高，它们通常仅是将电泳分析仪的分离通道缩小，在本质上并未真正实现电泳分析仪的进样、分离、检测和信息获取与处理的一体化集成，不利于便携式使用的要求。如公开的美国Michign大学研制的微型电泳分析仪，它将分离通道和检测器集成在同一硅片上，其加工工艺难度较大，分离时间也较长；再如清华大学研制的微型电泳分析仪，它是在玻璃基片上制作的分离通道，在几十千伏的高压下完成物质分离，采用光学方法完成检测。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种分离电压低、功耗小、速度快、灵敏度高、易于批量生产且价格低廉、携带方便的低电压硅微电泳分析仪。

本发明通过以下技术方案来加以实现：低电压硅微电泳分析仪，它由微进样分离系统、电压扫描控制电路、信号获取处理电路构成。其中：微进样分离系统由进样通道(1)、分离通道(2)、微电极阵列(3)组成，进样通道(1)与分离通道(2)成十字交叉结构，微电极阵列(3)按一定要求分布在分离通道(2)上；电压扫描控制电路(4)由延时电路(5)、水平接口电路(电源正极)(6)、水平接口电路(电源负极)(7)、垂直接口电路(8)、二维开关阵列(9)、MOS开关组(10)和控制线输出端(11)等组成。水平接口电路(电源正极)(6)和水平接口电路(电源负极)(7)控制二维开关阵列(9)的列扫描信号，垂直接口电路(8)控制二维开关阵列(9)的行扫描信号，分离电压经二维开关阵列(9)由控制线输出端(11)送至分离通道(2)上的微电极阵列(3)，实现运动梯度场的低电压快速分离；信号获取处理电路由检测器(12)、放大处理电路(13)、信号输出端(14)等组成，检测器(12)将检测到的各种物质信号送入放大处理电路(13)分析处理后经信号输出端(14)输出。

本技术方案将微进样分离系统、电压扫描控制电路(4)、信号获取处理电路三部分一体化混合集成，构成一种新颖的低电压硅微电泳分析仪，实现运动梯度场的低电压快速分离。

附图说明

附图1为低电压硅微电泳分析仪的结构示意图。在附图1中，1为进样通道，2为分离通道，3为微电极阵列，4为电压扫描控制电路，12为检测器，13为信号放大处理电路，14为信号输出端。

附图2为低电压硅微电泳分析仪的平面分布示意图。在附图2中，V_c1，V_c2，……V_cn-6为分离电压的正极控制线输出端，Gc₁，Gc₂，……G_cn-6为分离电压的负极控制线输出端。

附图3为低电压硅微电泳分析仪的电压扫描控制电路示意图。在附图3中，5为延时电路，6为水平接口电路(电源正极)，7为水平接口电路(电源负极)，8为垂直接口电路，9为二维开关阵列，10为MOS开关组，11为控制线输出端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。

低电压硅微电泳分析仪，利用半导体微细加工技术将微进样分离系统、电压扫描控制电路(4)、信号获取处理电路等一体化集成在同一芯片上，使物质分析的整个过程在一块几平方厘米的芯片上得以实现。本发明提供的低电压硅微电泳分析仪，其工作原理为：被分析物质经进样通道(1)进入分离通道(2)后，经电压扫描控制电路(4)将分离电压施加在分离通道(2)上的微电极阵列(3)，在运动梯度电场的作用下完成物质组份的分离。利用检测器(12)获得相应物质的电泳谱图，从而完成物质的分离分析与处理。