微流控芯片知识大全

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微流控芯片的基本结构

  微流控芯片的基本结构是比较简单的,就是在几十个平方厘米的基板上加工出微通道,然后将盖片和基片键合到一起,以形成封闭的微流体通道。根据芯片上的通道个数,可以将其分为单通道和多通道两类微流控芯片。单通道的微流控芯片,一般有1个储液池(包括1个缓冲溶液池、1个样品池和1个样品废液池和1个废液池),以及连接各池之间的微沟道。电泳芯片分离微通道的网络形状主要有直线型、螺旋形、多边形、弯曲形等,其中直线形结构简单、分离效率高,适合于较长的分离通道。多通道的微流控芯片也称为集成毛细管电泳芯片。多通道的微流控芯片是指在1个芯片上制出多个微通道,这样便可以在同一片芯片上同时并行处理不同或相同的样品,从而提高了芯片通量,正逐渐成为微流控芯片的一种发展趋势。Woolley等人制备出一种具有12个通道的电泳芯片,12个微通道及两个用于光学校准的沟道分布在50mm×75mm的玻璃芯片上,可在160s内并行分析12种不同的样品。

  Shi等人又制作出了一种96通道的微流控芯片,这96个通道呈辐射状分布在直径为10cm的圆形芯片上。这种96通道的芯片则克服了在同一个分离通道内连续分离两种不同样品可能引起彼此污染的局限。它的96个分离通道分别对应于96个样品池,而且分离通道无弯曲,各通道宽110μm,深约50μm,提高了通道的深宽比。并且每两个样品池共享一个阴极池和一个废液池,整个芯片只有一个公用的阳极池,布置在圆形芯片的中心,使整个芯片更加紧凑和集成化。

  微流控芯片的微结构制作及键合封接完成后,需对微结构的形状、尺寸和表面粗糙度进行检测。目前常用的仪器有:表面轮廓仪和可标定的光学显微镜,可以给出微结构的表面轮廓和截面形状,并由此推算出微结构的深度和宽度尺寸;扫描电子显微镜(SEM)可以给出微结构的立体形貌和截面形状,并可推算出尺寸参数;使用原子力显微镜(AFM),可对微结构的表面粗糙度进行观测。

  

微流控芯片检测系统主要特点

  1.采用激光诱导荧光检测,采用共聚焦光路,检测灵敏度高,为紫外/可见光检测器的100,000倍,可与玻璃、高聚物、石英芯片等芯片配套使用。

  2.分离效率高。将样品的分析时间减小到数分钟甚至数秒中之内,分析速度大大提高,并且重复性高。

  3.样品消耗量少。样品和试剂消耗降低到纳升甚至皮升级。

  4.采用六路电压夹流进样,六路高压单独控制,各路高压都在0-3KV可调,高压浮地形式,实时观测高压、各分支通道电流,可进行芯片状态、常规测试控制。

  5.三维调节台,检测点可根据不同芯片规格或检测要求,可以调节。

  6.电极三维可调,适用于不同通道构形和规格的芯片。

  7.一体化的芯片电泳平台。集成度高,操作简便。

  8.应用范围广。微流控芯片可适用于氨基酸、PCR产物、蛋白等多种样品的分离分析,可使用不同规格的芯片,可使用配套芯片,也可自主研发芯片或其他特制芯片高压电极可自由切换、自由设置。

  9.检测范围广,发射光波长500nm以上都可以被检测到。

  10. ccd视频采集系统。微流控芯片检测的实时录像制作,单细胞的细微操作,实验数据真实记录。

  

微流控芯片的分离物检测方法

  分离物的高灵敏度检测对于微流控芯片有着重要意义。目前,微流控芯片的检测方法大体上可以分为3类:光学检测、电化学检测及质谱学检测。

  紫外吸收检测法是一种常规光学检测法,相应的检测器已经趋于成熟,但由于芯片的通道小、灵敏度不高,因此该方法已经不能够满足对低浓度和极微量样品分析的要求。激光诱导荧光检测是所有荧光检测中灵敏度*高的一种方法。多数情况下其检测下限可达10E-10—10E-12mol/L,所以该方法得到了广泛的应用。

  电化学检测有安培法、电导法和电位法3种基本模式,其中安培法是应用*普遍的一种方法。其基本原理是:测量化合物在电极表面受到氧化或还原反应时,会失去或得到电子,产生与分析物浓度成正比的电极电流,通过测量微通道中的电流即可得到溶液浓度的变化情况。电化学检测的灵敏度可以与荧光检测相媲美,同时,因为微电极可以加工到芯片上,因此更适合于微芯片的检测。

  质谱检测的原理是根据分子质荷比的不同而达到检测的目的。其*大优点是能够提供分子空间结构信息,因此在生物大分子(如蛋白质)的结构研究方面具有独到之处。但因为质谱检测系统本身比芯片还要大,所以也很难实现整个系统的微型化。单一的检测方法将很难完成全部检测任务,因此应对多种检测方法的联合使用及新的检测方法进行研究。