专利名称：一种液体和固体混合或反应的微流体试剂在线配制的结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微流体控制的分析、合成和提纯等基因、生化、制药和化学过程的微型化技术，特别是一种液体和固体混合或反应的微流体试剂在线配制的结构。
背景技术：
现有的微生化分析技术中，所用的样品或试剂在使用之前，通常需要在生物芯片或分析仪器外预先配制好。也就是说，在试剂进入分析系统(生物芯片或分析仪器)之前，由人工或自动的仪器进行试剂的预先配制，然后配制好的试剂再进入分析系统。这时相对于生物芯片或分析仪器而言，进入它们中的初始样品或试剂都是已经配制好的，包含了所需要的特定的化学成分。但是在某些情况下，预先配制过程中加入到样品或试剂中的一些化学成分在发挥所需要的作用之前，往往会对生物芯片或分析仪器中液体的流动性能产生影响，造成生物芯片或分析仪器中的液体流动无法控制，影响检测的精度，甚至使整个系统瘫痪。例如有些样品或试剂中的化学成分会改变生物芯片或分析仪器管道的表面性质，从而改变液体的流动性能。
举一个例子来说，在通常的生化分析中，很多试剂中都含有表面活性成分，这种表面活性成分可以改变液体相对于固体管道表面的润湿性，使原来相对于没有表面活性成分的试剂表现出疏水性的固体管道表面，在加入表面活性成分之后，变成了亲水性的。而有些生物芯片正是利用了固体管道表面的疏水性质来控制液体的流动的。在加入了表面活性成分以后，固体管道表面的疏水性下降甚至消失，从而就会使原来的流体控制策略失效。
目前缺乏一种有效的样品或试剂的预先配制方法，它既容易实现，同时也不会对生物芯片或分析仪器的流体控制策略产生坏的影响。
本实用新型的内容针对上述分析，本实用新型的目的就是在生物芯片上设计一种样品或试剂预先配制的结构，使得样品的预先配制过程简单、容易实现，同时又不会对整个分析过程的流动控制策略产生不利的影响。在以后的叙述中提到的试剂池、反应池、管道、疏水阀均为微型的。
本实用新型的目的是按如下技术方案实现的。本实用新型一种液体和固体混合或反应的微流体试剂在线配制的结构，其特征是它包括试剂池、反应池和管道，管道的二端分别与试剂池和反应池相通连，在所述试剂池中装有试剂液，在所述管道中装有与试剂池中试剂液分开放置的固体溶质或固体反应物。利用将生物芯片上的液体试剂与固体溶质或固体反应物分开放置，分析时用在线混合的方法来解决上述问题。说明如下液体试剂被限制在试剂池中，试剂池与管道连接处由于试剂液的表面张力形成微阀阻止试剂液流出。通过一定的方法，把固体溶质或固体反应物放置在管道中或反应池的特定区域。液体试剂和含有活性剂的固体溶质或固体反应物两者分开放置。只有当需要液体试剂和固体溶质或固体反应物生成溶液时，才让液体试剂流过放置有固体溶质或固体反应物的区域，例如以离心力克服该微阀阻力使试剂流出。当液体流过这一区域时，固体溶质或固体反应物就会溶解在液体试剂中或与液体试剂发生反应，生成的产物进入下一步分析步骤。这样做的好处是在进行分析之前，液体溶剂不会与固体溶质或固体反应物混合，从而避免两者混合后的产物影响管道的表面性质，进而影响到其它分析过程。
综上所述，本实用新型与现有技术相比，其优点主要有1、样品的预先配制可以直接在生物芯片上完成，无需外部的预先配制，使样品预先配制过程简单；
2、采用固体溶质或固体反应物与液体试剂分开放置的形式，使得只有当需要分析时，试剂才与固体溶质或固体反应物接触，从而避免了在分析前预先配制的试剂影响管道的表面性质，进而影响到整个分析过程的流动控制策略的问题。
本实用新型适于基因、生化、制药、化学过程中芯片上使用。
附图及附图的简要说明
图1为本实用新型结构示意图，图2、3为本实用新型的工作状态图。
图中代号说明1试剂池 2疏水阀3管道4反应池 5试剂液6固体溶质或固体反应物7混合溶液实施例如图1所示，这是本实用新型中的一种生物芯片中的试剂在线配制的结构。它包括试剂池1、反应池4和管道3，管道3的二端分别与试剂池1和反应池4相通连，在试剂池1中装有试剂液5，本实施例中该试剂液采用水，在管道3中装有与试剂池1中试剂液5分开放置的固体溶质或固体反应物，该固体溶质或固体反应物可按要求采用各种不同性质的物质，本实施例中该固体溶质或固体反应物为固体表面活性剂6。
生物芯片采用利用LIGA 艺在PMMA材料上制作管道3、试剂池1和反应池4。由于PMMA本身是疏水的，所以可以在试剂池1与管道3连接处形成疏水阀2控制水性试剂液5的流动。固体的表面活性剂颗粒6被放置在管道3中的某一特定位置。液体采用离心力驱动的方法。例如将芯片放在可旋转的平台上，通过平台旋转产生的对液体的离心力来驱动该液体克服该疏水阀2的阻力而运动。
生物芯片的制作技术、疏水阀和离心力驱动的方法已经分别申请了其它专利。
工作的过程如下如图1，在分析开始前的时间里，试剂液5即水或其它对PMMA材料不润湿的液体被疏水阀2限制在试剂池1中；分析开始后，试剂池1中的试剂液5即水或其它对PMMA材料不润湿的液体在离心力驱动下，克服疏水阀2的限制，流出试剂池1；如图2，当试剂液5即水或其它对PMMA材料不润湿的液体流过放置有固体表面活性剂6的区域时，固体表面活性剂6会溶解于试剂液5即水或其它对PMMA材料不润湿的溶液中，因此流出固体表面活性剂6放置区域的混合溶液7中将包含表面活性剂6的成分，该混合溶液7形成润湿溶液。
如图3，在离心力的驱动下，或在毛细力的作用下(由于表面活性剂溶液相对于PMMA表面是润湿的，这时从表面活性剂区域流过的溶液在管道中所受的毛细力方向是促进溶液向前流动的，也就是毛细填充)，混合溶液7就可以流到反应池4中，进行以后的其它反应步骤。
权利要求1.一种液体和固体混合或反应的微流体试剂在线配制的结构，其特征是它包括试剂池、反应池和管道，管道的二端分别与试剂池和反应池相通连，在所述试剂池中装有试剂液，在所述管道中装有与试剂池中试剂液分开放置的固体溶质或固体反应物。
2.根据权利要求1所述的一种液体和固体混合或反应的微流体试剂在线配制的结构，其特征是所述的固体溶质或固体反应物为固体表面活性剂。
专利摘要一种液体和固体混合或反应的微流体试剂在线配制的结构，包括试剂池、反应池和管道，管道的二端分别与试剂池和反应池相通连，在试剂池中装有试剂液，在管道中装有与试剂池中试剂液分开放置的固体溶质或固体反应物。只有当需要分析操作时，试剂才与固体溶质接触，从而避免了分析前预先配制的试剂影响管道表面性质，进而影响整个分析过程的流动控制策略。本实用新型能使样品的预先配制过程简单、容易实现，又不会对整个分析过程的流动控制策略产生不利影响，本实用新型适于基因、生化、制药和化学过程中应用的微型化芯片上使用。
文档编号G01N35/10GK2567580SQ02251888
公开日2003年8月20日 申请日期2002年9月13日 优先权日2002年9月13日
发明者连崑, 唐飞 申请人:上海博昇微晶科技有限公司