一种用于毛细管电泳的离心微流控芯片及凝胶电泳装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于医药分析及检测领域，具体涉及一种用于毛细管电泳的离心微流 控芯片及凝胶电泳装置。
【背景技术】
[0002] 目前常用的用于毛细管电泳的微流控芯片是硅毛细管微流控芯片，硅毛细管的横 截面通常是圆形。这种硅毛细管微流控芯片的成本较高，灵敏度较低。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有硅毛细管微流控芯片成本较高，灵敏度较低的问题，本发明提供一 种用于毛细管电泳的离心微流控芯片及凝胶电泳装置。该离心微流控芯片成本低、灵敏度 高、处理通量高。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0005] 本发明提供一种用于毛细管电泳的离心微流控芯片，所述芯片包括载片和芯片 盖；所述载片上设置有毛细管电泳通道，毛细管电泳通道沿芯片径向分布；毛细管电泳通 道的旁边设置有冷却液通道；毛细管电泳通道的起始端连通样品池和缓冲液池，毛细管电 泳通道的终端连通废液池；毛细管电泳通道的起始端设置有阴极插孔，终端设置有阳极插 孔；毛细管电泳通道的终端设置有重力控制阀；所述冷却液通道的两端设置有冷却液连接
[0006] 进一步的，所述用于毛细管电泳的离心微流控芯片中，所述样品池与毛细管电泳 通道之间设置有重力控制阀；所述缓冲液池与毛细管电泳通道之间设置有重力控制阀。
[0007] 进一步的，所述用于毛细管电泳的离心微流控芯片中，所述毛细管通道是具有矩 形横截面的凝胶毛细管电泳通道。
[0008] 进一步的，所述用于毛细管电泳的离心微流控芯片中，所述毛细管通道是弯曲的 毛细管通道。
[0009] 进一步的，所述用于毛细管电泳的离心微流控芯片中，所述毛细管电泳通道为正 弦波形状，所述正弦波的相邻拐点分别称为拐点C、拐点D，自圆心向圆周方向，所述正弦波 的周期不变，拐点C和拐点D之间的距离逐渐增大。
[0010] 进一步的，所述用于毛细管电泳的离心微流控芯片中，所述冷却液通道包括第一 冷却液通道和第二冷却液通道，第一冷却液通道和第二冷却液通道分别位于毛细管电泳通 道的两侧。
[0011] 进一步的，所述用于毛细管电泳的离心微流控芯片中，毛细管通道的矩形横截面 是狭窄的矩形，宽度是10至50微米，深度是200至500微米。
[0012] 进一步的，所述用于毛细管电泳的离心微流控芯片中，所述毛细管通道内壁覆盖 有利于蛋白质在电泳中移动的涂料。
[0013] 本发明还提供一种凝胶电泳装置，所述凝胶电泳装置为毛细管凝胶电泳装置，所 述装置包括所述的用于毛细管电泳的离心微流控芯片。
[0014] 进一步的，所述毛细管凝胶电泳装置中，所述装置还包括信号采集及处理模块，第 一凸透镜、第二凸透镜和光源；光源上设置第一凸透镜，第一凸透镜上设置芯片，芯片上设 置第二凸透镜，第二凸透镜上设置信号采集及外理模块。
[0015] 所述毛细管电泳通道的起始端也称进液端，是靠近芯片圆心的一端，毛细管电泳 通道的终端也称出液端，是靠近芯片圆周的一端。
[0016] 进一步的，所述芯片为圆形。进一步的，所述芯片为圆环形。
[0017] 进一步的，毛细管电泳通道的终端与废液池之间设置有重力控制阀。
[0018] 上述离心微流控芯片还可称为离心式⑶微流控芯片。
[0019] 上述离心式CD微流控芯片的操作过程如下：将样品加入样品池，将缓冲液加入缓 冲液池，将冷却液通过冷却液连接口通入冷却液通道，将阴极插入阴极插孔，将阳极插入阳 极插孔；开动CD微流控芯片，在离心力的作用下，缓冲液由缓冲液池进入毛细管电泳通道、 样品由样品池进入毛细管电泳通道，在电极的作用下样品在通道内电泳，完成电泳后，样品 及缓冲液由毛细管电泳通道进入废液池。在电泳过程中，冷却液流过冷却液通道，对毛细管 电泳通道内的液体起到冷却的作用。
[0020] 与目前常用的硅毛细管不同，本发明提供的芯片采用可以通透紫外光的聚合物为 原料，用模具注塑成型，成本是硅毛细管的千分之一以下。
[0021] 与现有技术相比，本发明提供的用于毛细管电泳的离心微流控芯片提高了灵敏 度，降低了成本，提高了处理通量，具有广阔的市场前景。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明提供的微流控芯片的载片结构示意图；
[0023] 图2是本发明提供的微流控芯片的芯片盖的结构示意图；
[0024] 图3是图1所示微流控芯片A部分和芯片盖的侧面结构示意图；
[0025] 图4是本发明提供的毛细管凝胶电泳装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合具体实施例和说明书附图对本申请提供的技术方案进行详细说明。
[0027] 如图1、图2和图3所示，本发明提供一种用于毛细管电泳的离心微流控芯片，所述 芯片包括载片10和芯片盖20 ;所述载片10上设置有毛细管电泳通道101，毛细管电泳通道 沿芯片径向分布；毛细管电泳通道101的旁边设置有冷却液通道102 ;毛细管电泳通道的起 始端（或称进液端，靠近芯片圆心的一端）连通样品池108和缓冲液池107,毛细管电泳通 道的终端（或称出液端，靠近芯片圆周的一端）连通废液池109 ;毛细管电泳通道的起始端 设置有阴极插孔105,终端设置有阳极插孔106 ;毛细管电泳通道的终端设置有重力控制 阀104 ;所述冷却液通道的两端设置有冷却液连接口 103。
[0028] 进一步的，毛细管电泳通道的终端与废液池109之间设置有重力控制阀104。
[0029] 上述离心微流控芯片的操作过程如下：将样品加入样品池108,将缓冲液加入缓 冲液池107,将冷却液通过冷却液连接口 103通入冷却液通道102,将阴极插入阴极插孔 105,将阳极插入阳极插孔106 ;开动⑶微流控芯片，在离心力的作用下，缓冲液由缓冲液池 进入毛细管电泳通道、样品由样品池进入毛细管电泳通道，在电极的作用下样品在通道内 电泳，完成电泳后，样品及缓冲液由毛细管电泳通道进入废液池109。在电泳过程中，冷却液 流过冷却液通道，对毛细管电泳通道内的液体起到冷却的作用。
[0030] 离心微流控芯片也称为离心式⑶微流控芯片。
[0031] 上述芯片是用于毛细管凝胶电泳的离心微流控芯片。
[0032] 上述芯片是用于图像毛细管电泳的离心微流控芯片。
[0033] 进一步的，多个毛细管电泳通道集成在一块3X4英寸的紫外光可以透过的芯片 上。上述芯片可以同时进行多个毛细管电泳试验。所述毛细管电泳通道可以是2-12个，例 如，4、5、6、8 个。
[0034] 所述样品池是圆形或者其他形状。样品池用于进样。并且，相邻样品池（也称为 进样池）之间的距离为9毫米，以便于现有多通道进样器或者自动化仪器的使用。
[0035] 毛细管电泳通道的进样端设置有阴极插孔105,阴极插孔用于接通阴极插头，用于 电泳。
[0036] 所述芯片盖20包括冷却液进口 203,冷却液出口 204,阴极通孔205,阳极通孔 206,缓冲液添加口 208,样品添加口 209。所述冷却液进口 203和冷却液出口 204分别与冷 却液通道两端的冷却液连接口 103相连通。所述阴极通孔205与阴极插孔105相连通。所 述阳极通孔206与阳极插孔106相连通。所述缓冲液添加口 208与缓冲液池107相连通。 所述样品添加口 209与样品池108相连通。
[0037] 图像毛细管电泳，包括图像等电聚焦毛细管电泳（Imaging Capillary Isoeletric Focusing Electrophoresis(icIEF)和图像 SDS 凝胶毛细管电泳（Imaging Capillary SDS Gel Electrophoresis) (iCE-SDS)，是实时监测整个电泳通道的图像，是用 于实时检测电泳中的分子的技术。
[0038] 离心微流控芯片（centrifugal microfluidic chip)是一种利用离心力控制微流 控芯片中液体流动的技术。其技术关键在于利用离心力敏感的开关来控制液体的灌注和排 空等等。
[0039] 进一步的，所述样品池 108与毛细管电泳通道101之间设置有重力控制阀；所述缓 冲液池 107与毛细管电泳通道101之间设置有重力控制阀。
[0040] 本发明在离心微流控芯片上集成了毛细管电泳的所有样品，并且通过不同的离 心力打开不同的重力控制阀，同时在离心力的作用下，将液体注入不同的毛细管电泳通道 (也称为电泳通道，微流控通道，或毛细管通道）或者排空已完成反应的通道，从而完成自 动填充毛细管或自动准备毛细管。上述离心微流控芯片能自动装填电泳样品，自动进行毛 细管电泳等一系列的操作。
[0041] 上述重力控制阀门是由离心力控制打开或者关闭。例如，在离心力为100XG的情 况下，打开缓冲液池与毛细管电泳通道之间的阀门，缓冲液由于离心力而进入毛细管电泳 通道，离心力提高到200XG的时候，样品池与毛细管电泳通道之间的阀门（或称样品通路上 的阀门）打开，样品在离心力的作用下进入毛细管电泳通道，完成样品装填。反应完成后， 离心力提高到300XG，，毛细管电泳通道出液端的阀门打开，反应液排入到废液池109。
[0042] 离心微流控的优点在于：(a)、体系中没有气泡的干扰；(b)、样品注入采用离心力 开关精确控制；（c)、样品注