专利名称：一种电感耦合等离子体检测微流控芯片的制作方法
技术领域：
本发明涉及微全分析技术，特别提供了一种用电感耦合等离子体进行检测分析的微流控芯片。
背景技术：
微全分析系统(Micro Total Analysis System，μ-TAS)是一个跨学科的新领域，其最终目的是通过化学分析设备的微型化与集成化，最大限度地把分析实验室的功能转移到便携的分析设备中(如各类芯片)，实现分析实验室的“微型化”，因此，微全分析系统也被通俗地称为“芯片实验室”(Lab-On-A-Chip)。根据芯片结构及工作机理又可分为两大类微阵列芯片(Microarray Chip)，又称为“生物芯片”，和微流控芯片(MicrofluidicChip)，前者发展已相当成熟，在国外已深度产业化；后者主要以分析化学和生物化学为基础，利用微机电加工技术(MEMS)，在硅、玻璃、石英、塑料表面加工出10-100微米的微通道网络，主要以电渗流和电泳流为驱动力，通过改变驱动电压，控制流体在微通道网络中的流动方向和速率，从而实现对目标分析物的采样、稀释、加试剂、富集、萃取、混合、反应、分离、检测等步骤。换句话说，微流控芯片可以看作是把进样、样品处理、分离、检测等分析过程的一个集成，因此检测技术很显然是微流控芯片发展中必须要重点要解决的一大问题。目前最常用的检测器是荧光、吸收和电化学检测器。
由于元素的不同形态具有不同的化学和生物行为，因此元素的形态研究在环境、生物、地质以及药学等领域逐渐引起人们的关注。电感耦合等离子体(ICP)做为一种高效原子发射光源，与光谱/质谱仪的联用已经在地球化学、生命科学及环境科学中各种元素的测定方面得到了广泛的应用，但却无法进行元素形态分析。以毛细管电泳做为一种分离手段，与ICP光谱/质谱联用后，对各种样品的元素形态分析已见报道，文献1B′Hymer C，Day AJ，Caruso JA，Applied Spectroscopy，2000，54(7)1040-1046，文献2Stewart II，Olesik JW，J.Chromatogr.，2000，872227-246，文献3Michalke B，J.Anal.At.Spectrom.，1999，141297-1302。但是在微流控芯片中使用ICP光谱/质谱至今未见报道。
发明技术内容本发明的目的是提供一种电感耦合等离子体检测微流控芯片，其可以与电感耦合等离子体-光谱/质谱仪联用，实现对元素形态的分析检测。
本发明提供了一种电感耦合等离子体检测微流控芯片，其特征在于该芯片具有电感耦合等离子体检测接口。
本发明电感耦合等离子体检测微流控芯片中，所述接口由位于芯片检测口处的雾化室和载气管构成，检测口为通孔结构，检测电极从芯片中引出到芯片外，芯片上检测口的一面封接雾化室，另一面封接载气管。
本发明电感耦合等离子体检测微流控芯片中，雾化室的材料可以为石英或者玻璃，载气管的材料可以为PTFE或者各种塑料，芯片材料为石英、玻璃、或者PMMA、PDMS聚合物。
本发明将芯片设计与接口设计融为一体，解决了毛细管电泳芯片所需的确保电流回路的要求，同时可简单、方便地与ICP光谱/质谱等仪器实现连接。可以对环境、生命科学等样品中的元素进行形态分析，并且所需样品量少、分析迅速。
图1电感耦合等离子体检测微流控芯片芯片设计图；图2电感耦合等离子体检测微流芯片电极连接的局部放大图；图3电感耦合等离子体检测微流控芯片与ICP的接口设计。
图4为实施例1金属硫蛋白的分离谱图；图5为实施例2Cr的不同形态的分离谱图。
具体实施例方式图1是电感耦合等离子体检测微流控芯片设计图，其下方抵达芯片边缘的微通道c用于电极的安装。图2是检测口4与微通道c的电极连接示意图。芯片与ICP联接时，接口的设计图如图3所示在图3中，雾化气从电感耦合等离子体检测微流控芯片下方，通过检测口4吹向芯片上方，将从微通道中迁移出的样品溶液吹到玻璃雾化室中雾化，之后再进入到ICP中。本发明利用电感耦合等离子体检测微流控芯片侧面的通道插入电极，形成电流回路。在样品出口端，雾化气从电感耦合等离子体检测微流控芯片下方通入，利用高速载气将样品溶液雾化，并带入到等离子体中。
实施例1在如图1所示的芯片中，1为缓冲液池，2为样品池，3为废液池，4为检测口(即载气的通道)。将浓度为1mg/ml的金属硫蛋白放在样品池2中，在缓冲液池1中放入pH 4.0，浓度为14mmol/L的乙酸钠溶液，之后，分别使通道b中充满样品溶液，分离通道a中充满缓冲液。在2与3之间施加1kV的电压，进行进样过程。然后在1与c之间施加1.2kV的电压，同时调整雾化气的流速为1.6L/min，开始进行分离。由所得到的谱图可知，金属硫蛋白(MT)的两种形态MT1和MT2得到了分离，效果良好。
实施例2在如图1所示的芯片中，1为缓冲液池，2为样品池，3为废液池，4为检测口(即载气的通道)。在样品池2中放入含有50μg/ml的Cr3+和50μg/ml的Cr2O72-样品溶液，缓冲液池1中放入20mmol/L的乙酸钠溶液，分别使通道b中充满样品溶液，分离通道a中充满缓冲液。在2与3之间施加1kV的电压，进行进样过程。然后在1与c之间施加1.2kV的电压，雾化气的流速为1.6L/min，开始进行分离。由所得到的谱图可知，两种不同形态的Cr基本得到了基线分离。
权利要求
1.一种电感耦合等离子体检测微流控芯片，其特征在于该芯片具有电感耦合等离子体检测接口。
2.按照权利要求1所述电感耦合等离子体检测微流控芯片，其特征在于所述接口由位于芯片检测口处的雾化室和载气管构成，检测口为通孔结构，检测电极从芯片中引出到芯片外，芯片上检测口的一面封接雾化室，另一面封接载气管。
3.按照权利要求1或2所述电感耦合等离子体检测微流控芯片，其特征在于所述雾化室的材料为石英或者玻璃，载气管材料为PTFE或者各种塑料管。
4.按照权利要求1或2所述电感耦合等离子体检测微流控芯片，其特征在于所述芯片材料为石英、玻璃、或者PMMA、PDMS聚合物。
全文摘要
一种电感耦合等离子体检测微流控芯片，其特征在于该芯片具有电感耦合等离子体检测接口。所述接口由位于芯片检测口处的雾化室和载气管构成，检测口为通孔结构，检测电极从芯片中引出到芯片外，芯片上检测口的一面封接雾化室，另一面封接载气管。本发明可以与电感耦合等离子体—光谱/质谱仪联用，实现对元素形态的分析检测。
文档编号G01N21/71GK1484016SQ0213072
公开日2004年3月24日 申请日期2002年9月18日 优先权日2002年9月18日
发明者王刚, 许英毅, 陈荣达, 周小棉, 罗勇, 戴忠鹏, 林炳承, 王 刚 申请人:中国科学院大连化学物理研究所