用于微流控芯片的试剂滴定方法及装置、微流控芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微流控芯片技术领域，特别涉及一种用于微流控芯片的试剂滴定方法及装置，还涉及一种包含前述试剂滴定装置的微流控芯片。
【背景技术】
[0002]微流控技术基于微机电加工(MEMS)技术，微流控芯片以微管道在小体积的芯片上构筑有机网络，通过流体的高效可控从而达到模拟大型化学、生物实验室功能的效果。由于其试剂用量少，低成本和高集成度、快捷等优点，受到了研究学者、专家以及国际机构组织的广泛关注，并已经在环境污染物监测、生命科学，医疗健康等领域展示了良好的应用前景，同时促进了分析仪器向便携、微型、集成化发展。
[0003]微流控芯片实现其多功能化的核心在于微流体的可控操作性，但目前微流控芯片上集成微泵阀技术尚未有商业化的成熟技术出现，致使微流控芯片的应用并无法普及，能实现的功能也比较简单。目前在芯片上实现试剂的比例混合一般采用机械式注射泵实时混合模式，需要多个微量进样泵的配合使用，此外还有采用重力、毛细管作用或电泳驱动的方式。但这些类型的进样方式同传统的混合方式相比除了在试剂用量上较小外并无明显的优势，能够实现的实验体系也受到很大的限制。现有的实验室滴定方法或半自动化仪器一般需要借助滴定管的玻璃仪器，存在试剂消耗量大，需要人工判定滴定终点，容易发生滴定过量等缺陷。
【发明内容】
[0004]针对上述提到的现有技术的不足，本发明提出了一种用于微流控芯片的试剂滴定方法及装置，该方法及装置适用于多种常规的滴定反应在微流控芯片上的移植实现，并具有试剂消耗量小，可自动化程度高，在线分析等优点，扩展了微流控芯片分析体系的普适性。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:
[0006]一种用于微流控芯片的试剂滴定方法，包括步骤:由2个以上的步进电机分别驱动对应的微量注射器同时向微尺度通道内注入单一试剂，通过控制每一步进电机的初始速度和加速度，在所述微尺度通道内获得按照混合比例连续变化的分段存在的混合试剂；
[0007]应用一检测器检测微尺度通道内的混合试剂所呈现的某一唯一特性，当混合试剂呈现该唯一特性时，在所述微尺度通道内获得具有该唯一特性的混合试剂。
[0008]优选地，记录从开始进样到混合试剂呈现所述唯一特性的进样时间，由每一步进电机的初始速度、加速度以及进样时间，计算出每一单一试剂的注入体积量，从而得到混合试剂在呈现所述唯一特性时各个单一试剂的混合比例。
[0009]优选地，所述加速度为匀加速或匀减速。
[0010]优选地，所述检测器为光电检测器，所述光电检测器包括一发光二极管以及一光电二极管，通过检测所述混合试剂对光吸收的特性来确定混合试剂所呈现的唯一特性。
[0011]本发明还提供了一种用于微流控芯片的试剂滴定装置，包括:
[0012]一微尺度通道，作为混合试剂的流动载体；
[0013]2个以上进样机构，每一进样机构包括:
[0014]一微量注射器，与所述微尺度通道的一端流体连通，用于存储单一试剂；
[0015]一步进电机，用于驱动所述微量注射器向所述微尺度通道注入单一试剂；
[0016]一检测器，用于检测所述检测通道中的混合试剂所呈现的某一唯一特性；
[0017]其中，通过控制每一步进电机的初始速度和加速度，在所述微尺度通道内获得按照混合比例连续变化的分段存在的混合试剂；当检测器检测到混合试剂呈现某唯一特性时，在所述微尺度通道内获得具有该唯一特性的混合试剂。
[0018]优选地，所述微尺度通道的另一端还连接有一检测通道；所述检测器检测所述检测通道中的混合试剂。
[0019]优选地，所述检测器为光电检测器，所述光电检测器包括一发光二极管以及一光电二极管，通过检测所述混合试剂对光吸收的特性来确定混合试剂所呈现的唯一特性。
[0020]优选地，所述进样机构的数量为2?4个。
[0021]优选地，每一步进电机的加速度为匀加速或匀减速。
[0022]本发明还提供了一种微流控芯片，包含如前所述的试剂滴定装置。
[0023]有益效果:
[0024]本发明提出的用于微流控芯片的试剂滴定方法及装置，通过控制单路或多路步进电机采用匀加速、匀减速或特定程序变速模式工作，从而使得微流控芯片上的两路或多路流体在单次混合中实现大范围动态的比例混合。由于微尺度通道的尺寸性质，任意一个混合比的混合试剂在微尺度通道都占据较长的线性宽度，从而具有很高的空间分辨特性，使得不同混合比例的样品试剂在微尺度通道上分段存在，并同混合时间存在对应关系，当检测器检测到混合试剂呈现某唯一特性时，即当检测器的检测参数发生突变时，可以在所述微尺度通道内获得具有该唯一特性的混合试剂。通过检测器确定滴定终点，可以获得精确的混合试剂，结合微流控芯片微尺度通道混合具有高效混合的特点，该装置以及工作模式适用于多种常规的滴定反应在芯片上的移植实现，并具有试剂消耗量小，可自动化程度高，在线分析等优点，扩展了微流控芯片分析体系的普适性。
【附图说明】
[0025]图1是本发明实施例提供的试剂滴定装置的示例性图示。
[0026]图2是本发明实施例1中进样时间与试剂混合比的关系曲线图。
[0027]图3是本发明实施例2中进样时间与试剂混合比的关系曲线图。
【具体实施方式】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面将结合附图用实施例对本发明做进一步说明。
[0029]如图1所示，本实施例提供的用于微流控芯片的试剂滴定装置包括:一个微尺度通道1，作为混合试剂的流动载体；2个进样机构2 (本实施例是以两个进样机构作为具体例子进行说明的，当需要混合的试剂为三种或以上时，则该装置相应的增加同样结构的进样机构，其中比较优选的进样机构的数量为2?4个)，每一进样机构2包括:一个微量注射器201，该微量注射器201与微尺度通道1的一端流体连通，用于存储单一试剂；一个步进电机202，该步进电机202用于驱动微量注射器201向所述微尺度通道1注入单一试剂。
[0030]其中，微尺度通道1的另一端还连接有一检测通道101 ;并且在检测通道101上还设置有一个检测器3，该检测器3用于检测所述检测通道101中的混合试剂所呈现的某一唯一特性，记录从开始进样到混合试剂呈现所述唯一特性的进样时间。
[0031 ] 在本实施例中，所述检测器3为光电检测器，其包括一发光二极管301以及一光电二极管302，发光二极管301发出的光穿过检测通道101由光电二极管302，通过检测所述混合试剂对光吸收的特性来确定混合试剂所呈现的唯一特性。
[0032]采用如上所述的装置进行试剂滴定的过程如下:
[0033](1)由2个的步进电机202分别驱动对应的微量注射器201同时向微尺度通道1内注入单一试剂，通过控制每一步进电机202的初始速度和加速度，在所述微尺度通道1内获得按照混合比例连续变化的分段存在的混合试剂(由于微尺度通道的尺寸性质，任意一个混合比的混合试剂在微尺度通道都占据较长的线性宽度，从而具有很高的空间分辨特性，使得不同混合比例的样品试剂在微尺度通道上分段存在)。其中，每一步进电机的加速度为匀加速或匀减速，例如，其中一个步进电机的初始速度为0，则其加速度可以为大于0的匀加速，另一个步进电机的初始速度为较大的数值，则其加速度可以为小于0的匀减速。当然，其中的某一个步进电机的加速度也可以是0，即驱动速度保持不变。
[0034](2)应用检测器3检测所述检测通道101中的混合试剂所呈现的某一唯一特性，当混合试剂呈现该唯一特性时，在所述微尺度通道1内获得具有该唯一特性的混合试剂。即当检测器的检测参数发生突变时，在微尺度通道1的较长的长度上，都是具有该唯一特性混合试剂，实现了采用检测器确定滴定终点，获得更精确的混合试剂。
[0035]在试剂滴定的过程中，记录从开始进样到混合试剂呈现所述唯一特性的进样时间，由每一步进电机的初始速度、加速度以及进样时间，计算出每一单一试剂的注入体积量，从而得到混合试剂在呈现所述唯一特性时各个单一试剂的混合比例。例如，在本实施例中，假设驱动第一种试剂的步进电机的初始速