[发明专利]基于微流控光度检测的离心式分离装置与方法

说明书

本发明公开一种基于微流控光度检测的离心式分离装置与方法，微流控芯片的旁侧是第一级积液槽，第一级积液槽和微流控芯片之间设置导液管摆臂，导液管摆臂中间连接输出轴是垂直向下的摆臂控制电机，导液管摆臂一端出液口，伸在第一级积液槽正上方，导液管摆臂的另一端汲液口伸在微流控芯片的内腔室中，在出液口和摆臂控制电机之间设置串接在导液管摆臂上的电磁磁珠驱动模块，微流控芯片的圆盘面水平插在上下面对面布置的光信号发射模块和光信号接收模块之间，导液管摆臂旋转使得汲液口转到环形带区，将环形带区中的组分通过导液管摆臂流入到第一级积液槽中，在微尺度下对微量试剂进行自动分离和提取。

技术领域

本发明涉及微流控技术、光度检测技术和离心分离技术领域，具体是采用微流控芯片的分离装置。

背景技术

微流控的重要特征之一是在微尺度环境下具有独特的流体性质，如层流和液滴等，流体在微流控的微通道中的行为与其在宏观尺度通道中不同。

离心式分离方法是蛋白质、酶、核酸及细胞亚组分分离的最常用的方法之一，也是生化实验室中常用的分离、纯化或澄清的方法，可分离各种细胞、病毒、染色体、脂蛋白、DNA和RNA等生物样品。相比于机械分离和化学分离方法，离心式分离方法有停留时间短、无须助剂、系统密封好、过程连续、分离效率易调节等优点。常用的离心式分离机是将试剂在试管或离心瓶中分离，存在的问题是：（1）无法对微量的试剂进行分离，存在着试剂浪费的问题；（2）分离后的溶液需要人工过滤提取；（3）体积较大且笨重，不便于携带。

常用的蠕动泵由驱动器、泵头和软管三部分组成，通过对弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体。蠕动泵使用固定在驱动电机上的类齿轮转子驱动，对软管和转子的磨损较大。驱动器使用电机机械驱动的方式，虽然最新的MEMS（MicroElectromechanical System，微机电系统）电机能做到几毫米的体积，但也是机械驱动方式。

光度检测技术是通过吸光度来检测物质。吸光度是光线通过溶液或物质前的入射光强度与光线通过溶液或某一物质后的透射光强度的比值（I₀/I₁）以10为底的对数（即lg(I₀/I₁)），其中I₀为入射光强，I₁为透射光强。目前适用于微流控芯片的光度检测技术采用单个光敏元件为接收传感器，常用光敏元件有：光敏二极管、光敏三极管或光敏三极管，由于单个光敏元件体积较大，所以只能做到点对点的单点检测，对检测区域的检测误差较大。

发明内容

为了解决现有离心式分离技术存在无法分离对微量试剂、分离后的溶液需要人工过滤提取等问题，本发明提出一种基于微流控光度检测的离心式分离装置以及该装置的离心式分离方法，将微流控技术与离心技术进行结合，在微尺度下对微量试剂进行自动分离和提取。

本发明基于微流控光度检测的离心式分离装置采用的技术方案是：具有一个圆盘形的微流控芯片和带动其转动的芯片旋转电机，微流控芯片正中间上方连接进样漏斗，微流控芯片的旁侧是第一级积液槽，第一级积液槽和微流控芯片之间设置导液管摆臂，导液管摆臂中间连接输出轴是垂直向下的摆臂控制电机，导液管摆臂一端是出液口，出液口伸在第一级积液槽正上方，导液管摆臂的另一端是汲液口，汲液口伸在微流控芯片的内腔室中；有若干个第一级积液槽，第一级积液槽的数量和样液中的组分数量相同，若干个第一级积液槽的中心分布在一个圆弧线上，该圆弧线是出液口旋转所经圆弧线；在出液口和摆臂控制电机之间设置串接在导液管摆臂上的电磁磁珠驱动模块，电磁磁珠驱动模块能为导液管摆臂内的液体提供流动动力；微流控芯片的圆盘面水平插在上下面对面布置的光信号发射模块和光信号接收模块之间；控制模块分别连接并控制电磁磁珠驱动模块、摆臂控制电机、光信号接收模块、光信号发射模块以及芯片旋转电机。