[发明专利]对称微管道结构集成非接触式电导检测的微流控复合芯片

说明书

一.技术领域

本发明属于微流控芯片分析测试技术和微机电系统(MEMS)加工技术结合的技术领域，具体涉及微流控复合电泳芯片的结构。

二.背景技术

微流控芯片把化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块几平方厘米的芯片上，由分离微管道形成网络，以可控流体贯穿整个系统。由于微流控芯片管道内流体体积在皮升至纳升级，分析样品量少，因此高的检测灵敏度以及重现性对于微分析系统显得尤为重要。目前公认的检测灵敏度高的检测器主要有激光诱导荧光检测器和电化学检测器。激光诱导荧光检测器体积较大、结构复杂、不便于微型化，约束了微流控芯片的推广和使用。电导检测是根据背景缓冲液与被测物的电导率的差别来进行检测的电化学检测方法，在微流控芯片上也易于实现集成，其检测限一般可达到10^-6～10^-8mol/L。

现有微流控电泳芯片，如2003年Electrophoresis第24期3728-3734页“电泳芯片上双向进样模式同时检测阴阳离子(Electrophoretic microchip with dual-opposite injection for simultaneous measurements of anions and cations)”，公开的是一种电泳芯片上双端进样模式，以非接触式电导检测作为检测方式，实现了对NH₄⁺，CH₃NH₄⁺，Na⁺三种阳离子和Cl^-，NO₃^-，ClO₄^-三种阴离子在同一分离管道中的同时电泳分离与在线电导检测，该电导检测器在分离管道上的位置连续可调。对NH₄⁺，Na⁺；Cl^-，ClO₄^-的检出限分别为80，70，150，和130μmol/L。该电泳芯片的主要缺点是：分离物的范围小，当做空白和样品以及其他对照实验时，不能同时进行，分离条件不能保持一致，重现性不高。又如2007年Electrophoresis第28期3485-3491页“果汁中的氟乙酸钠(MFA)芯片非接触式电导检测(Contactless conductivity detection of sodium monofluoroacetate in fruit juices on a CE microchip)”，公开的常规十字芯片，在电导检测电极上采取了屏蔽措施，有效地对苹果汁、酸果蔓汁和橘子汁中的有毒成分氟乙酸钠(MFA)进行了芯片电泳的在线电导检测，苹果汁、酸果蔓汁和橘子汁中对MFA的检出限分别达到了1.67、1.38和1.73mg/L。该电泳芯片的主要缺点是：虽然有屏蔽措施，可以减少一部分干扰，能对低浓度的物质进行检测，但当做干扰成分多的复杂样本时，却仍然重现性较低。

三.发明内容

本发明的目的是针对现有微流控电泳芯片的不足，提供一种对称微管道结构集成非接触式电导检测的微流控复合芯片，具有方便地扣除背景和干扰信号，获得更高灵敏度的检测结果，同时也具备操作简单，稳定性好，能重复多次使用，分析效率快的特点。

实现本发明目的的技术方案是：一种对称微管道结构集成非接触式电导检测的微流控复合芯片，主要由玻璃基片、聚二甲基硅氧烷(PDMS)盖片、微型控制电路板等构成。特征是：微流控复合电泳芯片由刻有对称微管道结构的聚二甲基硅氧烷盖片和沉积有对称微电极的玻璃基片在室温下贴合而成，通过芯片接口与微型控制电路板连接进行电导检测，将两条平行微管道内的信号进行差分，在同样的条件下对分离结果进行比对。