专利名称：一种用于吸收光度法检测的微流控芯片装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微流控芯片装置，尤其涉及的是一种用于釆用吸收光 度法检测的微流控芯片装置的结构改进。
背景技术：
吸收光度检测是一种应用广泛的通用光学检测方法，其检测原理是由光源产生复合光，通过色散系统，分解为波长连续的单色光；单色光通过 被检测的生化样品时，生化样品会吸收其中某几种单色光，通过^r测出射 光的频谱，即可判断其成份；通过检测出射光的强度S和入射光的强度R， 得到透射率T-S/R，其透射率与生化样品的浓度相关，从而可以判断生化样 品的浓度。该方法具有可测定的物质种类多、结构简单的优点，目前被广泛用于 各种生物化学分析系统中。传统上常采用石英晶体样品池作为光吸收池， 吸收池体积较大， 一般在毫升量级，试剂及检测样品消耗较多。近几年发展起来的微流控分析系统顺应了分析仪器和分析科学的微型 化、集成化与便携化的发展趋势，已发展成为当前科技前沿领域之一。吸 收光度法是最早用于微流控分析系统的检测方法之一，如图l所示芯片结 构，使检测样本从几ml级降至几十pl级，但由于目前的微流控分析系统的 检测区都位于厚度只有数十微米甚至几微米的微流道10内，微流道10的厚 度尺寸有限，不可能做到足够深，导致其吸收光程短，检测的相对灵敏度 低，其应用受到了很大限制。通常，为达到实用的检测灵敏度，光程最好在l厘米左右，至少应该设置5毫米。在现有技术的吸收光度检测中，如果杂散光进入检测装置，将会干扰 信号，增加噪声，大大降低信噪比，危及灵敏度。为了减少杂散光的干扰， 研究人员设计制作了带有光学狭缝ll的芯片，如图l。芯片微流道由硅制成， 在芯片的微流道两侧溅射一层二氧化硅/硅薄膜，能有效地挡住流道两側的杂散光，以降低噪声，提高灵敏度，请参见[NakanishiH,NishimotoT， AraiA, et al. Fabrication of quartz microchips with optical slit and development of a linear imaging UV detector for microchip electrophoresis systems. Electrophoresis, 2001, 22(2): 230-234.]。在吸收光度法检测中，吸光度与吸收池的光程成正比，所以通过增加 吸收池的检测光程，可以使吸收光度检测的灵敏度提高。近几年，研究人 员也研究了几种通过增加检测区的吸收光程提高检测灵敏度的方法。如采 用在玻璃芯片上镀铝膜作为反射镜面形成多重反射吸收池的技术如图2所 示,可参考[Salimi-Moosavi H, Jiang Y T， Lester L， et al. A multireflection cell for enhanced absorbance detection in microchip based capillary electrophoresis devices. Electrophoresis, 2000, 21(7):1291-1299.],需要在所述微流道10的内 侧镀铝膜，在如此微小的微流道内镀铝膜，其工艺非常复杂。如把光纤12 埋植于微流道10内，采用与通道液流方向一致的纵向吸收方式，如图3所示， 请参见文献[Ro K W， Lim K, Shim B C, et al. Integrated light collimating system for extended optical-path-length absorbance detection in microchip based capillary electrophoresis. Anal. Chem.， 2005, 77(16):5160-5166.],其沿微 流道10长度方向作为检测光程，并在微流道内存有与所述微流道同向的光 纤12,解决了在微流道内的光传输透射；在所述微流道上设置两个狭缝， 一为入射狭缝13,和， 一出射狭缝14,垂直与所述微流道设置，并在所述 微流道上设置有光孔，用于透光，在所述入射狭缝和所述出射狭缝之间设 置有流通池，使光穿越一段孩i流道，由此可以增加检测光程，但该方法的工艺难度依然非常复杂，成本高。此外，现有技术的上述各方案由于微流道尺寸的限制，无法保证待测 液体的充分混合，这样其检测结果往往偏差很大，准确性很低。因此，现有技术存在缺陷而有待于改进和发展。发明内容本发明的目的在于提供一种用于吸收光度法检测的微流控芯片装置， 在明显提高检测的灵敏度的同时，简化制作工艺，降低成本。本发明技术方案包括一种用于吸收光度法检测的微流控芯片装置，其包括一芯片主体，用于 埋植一用于检测液体的微流道；其中，所述芯片主体设置在一基片上，并 且在所述微流道的出口处设置为垂直于所述基片的微孔，并对应该^f敞孔的 位置在所述基片上设置有光出射孔，用于对经过所述出口处微流道的光线 进行检测。所述的用于吸收光度法检测的微流控芯片装置，其中，所述芯片主体设 置为不透明材料。所述的用于吸收光度法检测的微流控芯片装置，其中，所述微孔内还设 置有一 不透明材料支撑的中空管，用于对应所述光出射孔的检测。本发明所提供的一种用于吸收光度法检测的微流控芯片装置，由于采 用了在芯片中垂直开口设置的微流道作为检测光程，方便了检测，同时简 化了生产工艺，降低了生产成本。
图1为现有技术的吸光度^:测芯片的结构剖面示意图； 图2为现有技术的另 一吸光度检测芯片的结构剖面示意图； 图3为现有技术的再一吸光度检测芯片的立体透视示意图；图4为本发明的吸光度检测芯片的结构剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图，将对本发明的各较佳实施例进行更为详细的说明。本发明所提供的一种用于吸收光度法检测的微流控芯片装置，如图4所 示，其基本的结构改进是在于，在一基片201上设置芯片主体202，并在该 芯片主体202中支撑一微流道l 10。把微流控芯片吸光度检测区IOO置于微流 控芯片的上溶液出口处，所述微流道110在所述芯片内弯折设置，在出口处 根据不同的芯片材料选用不同的方法制作出垂直开口的微孔l 12,试剂与样 品在前段反应区lll内反应完毕后，输送到该出口处微孔内，进行吸收光度 法检测。这样，待测液体就可以在前段的微流道内得到充分反应和混合， 因此其检测结果更准确。为了解决杂散光的干扰问题，本发明芯片装置可采用不透明的材料制 作微流控芯片或者在垂直开口的微孔内插入用不透明材料制作的中空管， 将检测的光线通过该不透明材料形成的管道，这样，就减少了经过所述微 流道出口处的光线所受的外部散射光干扰。本发明的用于吸收光度法检测的微流控芯片装置可以通过调整所述芯 片主体的厚度实现所述微流道光程的延长，因为其设置改变非常容易，且 生产工艺简单，成本低。本发明用于吸收光度法检测的微流控芯片装置把微流控芯片吸光度检 测区置于微流控芯片上溶液出口处，这样吸收光程就不再局限于微流道的 深度，而是取决于芯片的厚度，芯片越厚，所述微流道形成的光程越大。 而芯片厚度往往在毫米或厘米量级，并且可以随意调整，完全能够满足长 吸收光程的要求；同时，使用不透明的材料制作微流控芯片或者在垂直开 口的微孔内插入用不透明材料制作的中空管，可用来解决杂散光问题，而 且其制作工艺简单，成本低廉。以下是本发明用于吸收光度法检测的微流控芯片装置的具体应用实施例1. 血液生化4全测过程设置微流控芯片主体是硅胶，其基片是石英玻璃；在该微流控芯片主 体上用中空末端锋利的钢管打孔，并插入内径为0.5mm，长度为5mm的不锈 钢管；将血液与化学试剂在微流道内混合反应后输送到出口的不锈钢管内， 并进行吸光度4全测。2. 水中重金属离子检测本发明所述微流控芯片主体和基片材料都是不透明塑料；用激光在微 流控芯片主体上打孔，内径为0.5mm,深度为lcm;待检测水与化学试剂在 微流道内混合反应后输送到出口内，进行吸光度4企测。本发明所述用于吸收光度法检测的微流控芯片装置的其他结构设置为 现有技术所熟知，在此不再赘述。本发明用于吸收光度法检测的微流控芯 片装置利用了前段的微流道作为充分混合和反应的通道，而在出口处的微 流道作为了检测的光程通道，并在基片上对应位置设置了一光出射孔，该 芯片的实现结构非常简单，并可方便于对检测光程的设置，芯片的生产工 艺更为筒单，成本低。应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的描述较为具体，并不能 因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以 所附权利要求为准。
权利要求
1. 一种用于吸收光度法检测的微流控芯片装置，其包括一芯片主体，用于埋植一用于检测液体的微流道；其特征在于，所述芯片主体设置在一基片上，并且在所述微流道的出口处设置为垂直于所述基片的微孔，并对应该微孔的位置在所述基片上设置有光出射孔，用于对经过所述出口处微流道的光线进行检测。
2、 根据权利要求1所述的用于吸收光度法检测的微流控芯片装置，其 特征在于，所述芯片主体设置为不透明材料。
3、 根据权利要求2所述的用于吸收光度法检测的微流控芯片装置，其 特征在于，所述^:孔内还设置有一不透明材料支撑的中空管，用于对应所 述光出射孔的检测。
全文摘要
本发明公开了一种用于吸收光度法检测的微流控芯片装置，其包括一芯片主体，用于埋植一用于检测液体的微流道；其中，所述芯片主体设置在一基片上，并且在所述微流道的出口处设置为垂直于所述基片的微孔，并对应该微孔的位置在所述基片上设置有光出射孔，用于对经过所述出口处微流道的光线进行检测。本发明微流控芯片装置由于采用了在芯片中垂直开口设置的微流道作为检测光程，方便了检测，同时简化了生产工艺，降低了生产成本。
文档编号G01N21/75GK101256145SQ20081006632
公开日2008年9月3日 申请日期2008年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者王战会 申请人:深圳先进技术研究院