[发明专利]在微流道表面接枝聚电解质刷抑制电渗流的微流控芯片

说明书

技术领域

    本发明涉及微流控领域，特别涉及一种有效抑制微流道中电渗流的微流控芯片，尤指一种在微流道表面接枝聚电解质刷抑制电渗流的微流控芯片。可平衡、减少或抑制微流道材料表面所带负电荷从而抑制微流道内发生的电渗流，可应用于蛋白质分析分离、DNA分离等领域。

背景技术

电渗流是由于微流道材料表面带负电荷，当电场加在流体上时，静电荷被库仑力驱动而造成的流体流动。在微流控芯片中，抑制电渗流可提高分离的效率、重现性和分离度。而在电渗泵等应用领域，增加电渗流则可提高泵性能，有助于电泳分离、色谱分析。

近年来，微流控芯片发展迅速，在医疗、国防、制药、生物化学分析等领域得到广泛应用。研究表明聚电解质刷修饰的微流道表面可实现电渗流调控。研究发现，在垂直电场和横向电场的作用下，不同的接枝密度、不同聚合度以及不同的电场强度，会引起聚电解质刷构象的变化，可以达到调控电渗流的目的（参见：Qianqian Cao，ChunchengZuo, Lujuan Li, Yinhe Zhang, Modulation of electroosmotic flow by electric field-responsive polyelectrolyte brushes: a molecular dynamic study, MicrofluidNanofluid, 2012, 12, 649-655; Qianqian Cao, ChunchengZuo, LUjuan Li, Yinhe Zhang, Guang Yan, Electro-osmotic Flow in Nanochannels with Voltage-Controlled Polyelectrolyte Brushes: Dependence on Grafting Density and Normal Electric Field, Polymer Physics, 2012, 50, 805-811; Zhao Zhang, ChunchengZuo, Qianqian Cao, Yanhong Ma, Shuqing Chen, Modulation of Electroosmotic Flow Using Polyelectrolyte Brushes: A Molecular Dynamics Study, Macromolecular, 2012, 21, 145-152）。此外，中性聚合物刷在不同溶剂条件下也可对微流道中电渗流有影响（参见：Qianqian Cao，ChunchengZuo，Lujuan Li, Yanhong Ma, Nanli, Electroosmotic flow in a nanofluidic channel coated with neutral polymers, MicrofluidNanofluid, 2010, 9, 1051-1062; Qianqian Cao, ChunchengZuo, Lujuan Li, Yang Yang, Nan Li, Controlling electroosmotic flow by polymer coating: a dissipative particle dynamics study, MicrofluidNanofluid, 2011, 10, 977-990）。以上研究表明微流道表面接枝聚合物刷可以增加电渗流，还未见抑制电渗流的报道。