[发明专利]一种芯片毛细管电泳电化学检测装置的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学检测设备技术领域，具体涉及一种芯片毛细管电泳电化学检测装置的制作方法。

背景技术

毛细管电泳(Capillary Electrophoresis，CE)是近二十年来发展最快的分离分析技术之一，芯片毛细管电泳(microchip capillary electrophoresis，μCE)在过去的十多年中取得了长足的发展。它将分离柱效提高到上百万理论塔板数，进样量也从微升水平进入纳升水平，其研究和应用涉及环境分析、药物分析、生化分析等几乎所有的分析化学领域。

到目前为止，μCE常采用激光诱导荧光检测和电化学检测(electrochemical detection，ED)两种方式。其中，激光诱导荧光检测灵敏度可达10^-10~10^-12mol/L，可检测单细胞中的核酸等物质，甚至可对某些荧光效率高的物质进行单分子检测。但其检测对象必须能产生荧光或经衍生能产生荧光，对于大多数非荧光物质，需柱前或柱后衍生才可检测，这就使设备和操作复杂化，且对于透光性差的基体，荧光检测难以应用；另外，激发诱导荧光检测器造价昂贵，需要体积庞大、技术复杂的光学系统支持，难以真正实现微分析系统的微型化和集成化。而电化学检测传感电极体积小，易于集成化、许多化合物不需要衍生就可以在电极上尝试信号、灵敏度不因通道集合尺度的缩小而降低。电化学检测具有灵敏度高、选择性好、试样用量少、不受管径限制、对检测部位的透光性无要求、成本低、易于集成化、微型化等优点，与先进的微加工、微制作技术相匹配，具有实现大规模生产的潜力，因此电化学检测应用于μCE的研究受到越来越多的关注。

安培检测是CE电化学检测中应用最多的一种检测方式，具有灵敏度高、选择性好。响应速度快等特点。自从1987年Wallingford等首次将其应用于CE分离分析中，迄今20多年来得到快速的发展。安培法的基本原理是经过分离的被分析物质经电极表面时，由于溶液与电极间有电势差，该分析物将被还原或氧化，产生还原或氧化电流，该电流符合法拉第定律。电流经放大检测，记录其随时间的变化，即得电泳谱图。

由于安培检测具有高灵敏度、低成本、低能耗、易集成化便携带、与微加工技术匹配、检测器的外围设备简单以及易于集成化等诸多优点，芯片毛细管电泳-安培检测系统（μCE-AD）的研究多年来得到人们广泛的关注。 

芯片毛细管电泳在国外已展开了许多工作，玻璃是常用的基体材料，但需采用光刻，蚀刻的微加工技术，微加工技术要求超净室和极其精密的基体材料，制作成本很高。有机玻璃具有容易加工，价格便宜等优点，是一种比较好的基体材料，但常采用激光烧蚀的加工方法制作，这些技术要求高，价格昂贵，大大限制了其发展。另外，现有的电极安装于检测池上，每次实验完毕均需要将电极拆下进行清洗，清洗过程十分麻烦。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单、成本低且能够制备出体积小的芯片毛细管电泳电化学检测装置的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种芯片毛细管电泳电化学检测装置的制作方法，包括以下步骤：

步骤一，制作硅橡胶基体材料；

步骤二，利用金属模具将硅橡胶基体材料制作成硅橡胶池，分别作为检测池和缓冲池；

步骤三，在检测池一侧面打孔，插入工作电极，在检测池另一相对侧面插入毛细管，使得毛细管与工作电极端口接触连通；

步骤四，毛细管另一端插入至缓冲池侧面，并使得毛细管端口伸至缓冲池中；

步骤五，制作两个电极支撑架，并将参比电极安装于其中一个电极支撑架上，正、负电极各安装于一个电极支撑架上，装设有参比电极的电极支撑架置于检测池上方，另一个电极支撑架置于缓冲池上方。

本发明采用硅橡胶作为基体材料，由于硅橡胶的优良延展性，使得其易于成型，而且可以实现毛细管的无缝接入。相比于玻璃基体的高工艺要求，本发明的制作方法简单易行，节约了制作成本。

所述步骤一中制作制作硅橡胶基体材料，具体包括以下步骤：

1.1将硅橡胶和固化剂按照重量比为60:1~80:1的比例混合，并搅拌均匀；

1.2置于烘箱中烘烤，烘烤时间为2~2.5小时。

实验证明，上述混合比例和烘烤时间制备出的硅橡胶基体材料软硬适中，弹性较好，为优选的实验参数。

所述步骤二中的金属模具材料为铁合金或铝合金，但并不限于这两种合金，只要是具有良好的金属延展性、容易分离且较易制成模型的金属材料均可。