[发明专利]包含具有溶胶-凝胶基质的微滴的微流体装置

说明书

本发明涉及一种微流体装置(1)，其包括：至少一个毛细管阱(12)和至少一个具有溶胶‑凝胶基质的微滴(15)，所述微滴(15)被捕集在所述毛细管阱(12)中。

技术领域

本发明涉及一种微流体装置，其包括被捕集在该装置的毛细管阱中的微滴，该微滴具有溶胶-凝胶基质。本发明还涉及一种用于制造这种装置的方法。最后，本发明涉及一种用于检测和/或捕集一个或多个分析物的方法，以及一种用于使用这种微流体装置评估溶胶-凝胶基质的方法。

背景技术

来自Chokkalingam V.、Weidenhof B.、M.、Maier W.、Herminghaus S.、Seemann R.(2013)“优化的用于溶胶-凝胶反应实验室芯片的基于液滴的微流体方案2013(Optimized droplet-based microfluidics scheme for sol–gel reactions Lab Chip2013)”的已知实践是使用在微流体装置中形成的溶胶微滴，通过溶胶-凝胶工艺形成微孔二氧化硅的微滴。凝胶形成和脱水收缩发生在微流体装置外部，在聚四氟乙烯管中，然后在烧杯中。

国际专利申请WO 2011/039475公开了一种微流体装置，其包括捕集区，一个或多个微滴被捕集在该捕集区中。

专利申请FR 2 952 436、FR3 069 534、FR 3 031 592、WO 2012/080665、FR 3 053602和WO 2005/100371也公开了溶胶-凝胶材料，其包括适用于特定目标分析物的分子传感器。

需要一种能够精确控制溶胶-凝胶基质形成以便进行简单、快速、可重复、均匀、可靠和低成本分析的微流体装置。

发明内容

为此，根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种微流体装置，包括：

-至少一个毛细管阱，以及

-至少一个包括溶胶-凝胶基质的微滴，所述微滴被捕集在所述毛细管阱中。

术语“微流体装置”指连接在一起的一组微通道和/或微室，其部分至少包括从一条边到另一条边的直线测量的尺寸小于一毫米的维度。

术语“毛细管阱”是指微流体装置的空间区域，其能够临时或永久固定在微流体装置中循环的一个或多个微滴。

术语“微滴”是指体积小于或等于1μL，更好的是小于或等于50nL，甚至更好的是小于或等于40nL的滴或珠。

术语“溶胶-凝胶基质”是指通过溶胶-凝胶过程获得的基质。该过程可以尤其使用式M(OR)_n或R’-M(OR)_n-1的醇盐或硅酸钠作为前体来执行，M为金属、过渡金属或类金属，尤其是硅，且R或R'为烷基，n为金属的氧化态。在有水的情况下，烷氧基(OR)发生水解，形成通常尺寸小于1纳米的小颗粒。这些颗粒聚集在一起，形成保持悬浮状态而不沉淀的团块，从而形成所谓的溶胶。团块的增加及其凝聚增加了介质的粘度，形成了所谓的凝胶。然后，凝胶可以在老化阶段继续发展，在老化阶段中，凝胶中存在的聚合物网络变得致密。然后，在被称为脱水收缩的步骤期间，凝胶收缩，将溶剂从形成的聚合物网络中排出。然后，在被称为干燥的步骤中，将溶剂蒸发掉，从而形成多孔玻璃类型的固体材料。脱水收缩和干燥步骤可同时进行。

在溶胶-凝胶过程的脱水收缩和/或干燥步骤之后，微滴的溶胶-凝胶基质可以是凝胶或固体的形式；溶胶-凝胶基质尤其是多孔固体，例如干凝胶。优选地，根据微流体装置中溶胶-凝胶过程的进展状态，溶胶-凝胶基质在脱水收缩步骤之前、期间或之后以及在干燥步骤之前、期间或之后具有形式。优选地，在微流体装置中的脱水收缩和干燥步骤之后，所述微滴或每个微滴的溶胶-凝胶基质为固体形式，尤其是多孔形式，例如干凝胶。

优选地，微滴具有由溶胶-凝胶基质限定的结构。因此，微滴可具有凝胶或固体的性质，优选多孔固体，例如干凝胶。