專利名稱：一種微流控芯片分析儀及配套芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微流控芯片分析儀，尤其涉及采用激光照射驅(qū)動(dòng)待測(cè)液體流動(dòng)的微流控芯片分析儀以及配套的專用芯片。
背景技術(shù)：
目前，微流控芯片是以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征，其材料選擇和通道設(shè)計(jì)是微流控芯片以及相應(yīng)分析儀技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。最初的微流控芯片是利用光刻、濕腐蝕技術(shù)、電感耦合等離子體刻蝕等技術(shù)在玻璃、石英、硅片上刻蝕出微通道。但是，以玻璃、石英、硅片為基質(zhì)來制作微流控芯片技術(shù)工藝復(fù)雜、冗長(zhǎng)、步驟煩瑣、成本高。近年來，微流控芯片多采用高分子材料，例如剛性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、彈性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚碳酯(PC)等，以利用其加工容易、成本低等的優(yōu)點(diǎn)。高分子材料為基質(zhì)的微流控芯片通常采用壓模，注塑，X光刻蝕或激光刻蝕等方法制作。
上述現(xiàn)有技術(shù)的微流控芯片，均需要在工作分析區(qū)制作大量微通道，例如在一塊片基上加工96條微通道，因此存在制造技術(shù)復(fù)雜、工藝步驟多、制作成本高的缺點(diǎn)。此外，現(xiàn)有技術(shù)微流控芯片分析儀中對(duì)待測(cè)液體流動(dòng)采用高壓電場(chǎng)或泵驅(qū)動(dòng)源，增加了芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，也增加了對(duì)芯片上液體驅(qū)動(dòng)控制的難度。
因此，需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、液體流動(dòng)控制簡(jiǎn)單精確的微流控芯片以及相應(yīng)的分析儀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種微流控芯片分析儀以及配套的專用微流控芯片，可以克服現(xiàn)有技術(shù)微流控芯片存在的結(jié)構(gòu)、制作工藝復(fù)雜、及液體流動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制困難的缺陷。
首先介紹本發(fā)明的微流控芯片分析儀和專用芯片的基本結(jié)構(gòu)以及其工作原理。本發(fā)明的微流控芯片利用絕緣材料表面充有電荷后水浸潤(rùn)性的變化，使芯片分析工作區(qū)表面具有親水性，從而引導(dǎo)待測(cè)液體在芯片表面流動(dòng)。而這種絕緣材料表面充有電荷的過程是通過本發(fā)明的微流控芯片分析儀執(zhí)行，具體地說，分析儀內(nèi)的可控光源對(duì)芯片表面進(jìn)行精確照射，實(shí)現(xiàn)芯片表面預(yù)定路線上水浸潤(rùn)性改變，由此實(shí)現(xiàn)待測(cè)液體流動(dòng)的可控性；同時(shí)可采用另一可控光源照射已充電區(qū)域下方的光導(dǎo)材料，改變其電導(dǎo)率，可使該充電區(qū)域通過接地放電恢復(fù)其表面疏水性。兩種方法結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)待測(cè)液體可控、可逆流動(dòng)，并通過采用虹吸腔的方式將待測(cè)液體分割出所需體積。
本發(fā)明的第一種微流控芯片，在光學(xué)玻璃或透明塑料材料的基板，例如聚碳酸酯塑料(PC)或聚酯塑料(PET)表面，通過真空磁控濺射、真空化學(xué)沉積等表面成膜技術(shù)，形成透明導(dǎo)電薄膜，該層透明導(dǎo)電膜采用例如氧化銦錫材料，然后在該層透明導(dǎo)電膜上沉積第一層光導(dǎo)材料，該第一層光導(dǎo)材料可采用例如硒碲合金材料，該層光導(dǎo)材料具有在藍(lán)綠激光照射下材料層內(nèi)部沿與層表面垂直方向呈現(xiàn)低電阻的物理特性，在上述第一層光導(dǎo)材料上再沉積具有光伏特性的第二層光伏材料，該第二層光伏材料采用例如二氧化鈦(TiO2)材料，該第二層光伏材料具有在紫外線激光照射下被照射表面充電而呈現(xiàn)親水性的物理特性，在第二層光伏材料上設(shè)置以塑料為基材的雙面膠襯板層，雙面膠襯板層具有小于0.2毫米的厚度，該雙面膠襯板層為具有缺口的矩形環(huán)狀，矩形環(huán)內(nèi)所包圍的第二層光伏材料上表面為分析工作區(qū)，在第二層光伏材料上表面分析工作區(qū)內(nèi)表面涂覆一層硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜，使第一層光伏材料上的分析工作區(qū)具有強(qiáng)疏水性，雙面膠襯板上設(shè)置蓋片，蓋片采用光學(xué)石英玻璃或其它可透明紫外線光束的透明材料，例如聚丙烯酸酯塑料，在蓋片下表面對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的部分也涂覆硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜，使蓋片下表面對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的部分具有強(qiáng)疏水性，由此形成分析工作區(qū)上高度小于等于0.2毫米的空腔。蓋片上表面通過絲網(wǎng)印刷方式加上定位標(biāo)記，用于芯片在分析儀中使用時(shí)進(jìn)行定位。利用雙面膠襯板將沉積了透明導(dǎo)電膜、第一層光導(dǎo)材料、第二層光伏材料并在分析工作區(qū)涂覆疏水性薄膜的基板與蓋片緊密結(jié)合并相互固定。在環(huán)狀雙面膠缺口外的第二層光伏材料上表面保留了儲(chǔ)液區(qū)，該儲(chǔ)液區(qū)用于將待測(cè)液體直接滴注在芯片該區(qū)域，然后將芯片放置在分析儀進(jìn)行測(cè)試分析。
在本發(fā)明的上述第一種微流控芯片中，包圍分析工作區(qū)的矩形環(huán)狀部件也可以通過光刻、壓模等加工工藝將具有一定硬度的0.2毫米厚膠質(zhì)材料例如光刻膠直接成型在第二層光伏材料上表面，獲得與第二層光伏材料層黏合為一體的膠質(zhì)材料層構(gòu)成的矩形環(huán)狀部件，并且形成高度小于等于0.2毫米的分析工作區(qū)上方空腔，然后在分析工作區(qū)內(nèi)第二層光伏材料上表面涂覆疏水性材料薄膜，加蓋片與膠質(zhì)材料層結(jié)合固定。
使用時(shí)，芯片被放置在本發(fā)明的分析儀的載物工作臺(tái)上，該載物工作臺(tái)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該載物工作臺(tái)可根據(jù)實(shí)際需要放置若干張芯片進(jìn)行測(cè)試，例如放六張芯片，通過分析儀將微流控芯片的第一層透明導(dǎo)電薄膜接地，分析儀內(nèi)載物工作臺(tái)上下分別設(shè)置有上工作臺(tái)和下工作臺(tái)，上工作臺(tái)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以便上工作臺(tái)連同所安裝的紫外線激光頭在二維平面內(nèi)精確移動(dòng)，使得上工作臺(tái)上所安裝的紫外線激光頭精確對(duì)準(zhǔn)分析工作區(qū)內(nèi)所需要照射位置，紫外線激光頭發(fā)出的聚焦紫外線激光透射過透明蓋片后照射在本發(fā)明芯片第二層光伏材料的分析工作區(qū)，在第二層光伏材料表面定點(diǎn)形成表面充電區(qū)域，該充電區(qū)使得分析工作區(qū)表面相應(yīng)位置形成親水區(qū)域，下工作臺(tái)同樣由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)在二維平面內(nèi)精確移動(dòng)，控制下工作臺(tái)上所安裝的藍(lán)綠光激光頭精確移動(dòng)以便對(duì)準(zhǔn)第一層光導(dǎo)材料層上所指定位置，藍(lán)綠光激光頭發(fā)出的聚焦藍(lán)綠光激光透射過基板和透明導(dǎo)電膜后，照射在第一層光導(dǎo)材料上，在光導(dǎo)材料內(nèi)形成沿該層厚度方向上低電阻的定點(diǎn)區(qū)域，由于該低電阻區(qū)域使得該第一層光導(dǎo)材料之上的第二層光伏材料在對(duì)應(yīng)位置上的充電電荷經(jīng)過第一層低電阻光導(dǎo)材料和透明導(dǎo)電膜接地放電，從而使分析工作區(qū)上表面喪失親水性而恢復(fù)強(qiáng)疏水性，由于分析工作區(qū)上方的微高度空腔部分形成基于毛細(xì)原理的虹吸通道，通過控制紫外線激光頭的精確移動(dòng)和藍(lán)綠光激光頭的精確移動(dòng)來形成親水區(qū)連續(xù)移動(dòng)，從而引導(dǎo)待測(cè)液體從儲(chǔ)液區(qū)進(jìn)入分析工作區(qū)，并按照紫外線激光頭的運(yùn)動(dòng)路線使待測(cè)液體在分析工作區(qū)表面受控地流動(dòng)到指定位置并形成可控的分布。在本發(fā)明芯片的使用中，芯片上分析工作區(qū)內(nèi)預(yù)定位置上預(yù)先固定干燥狀態(tài)的化學(xué)分析試劑，分析試劑的位置相對(duì)應(yīng)于蓋片上表面的定位標(biāo)記，以便分析儀在分析試驗(yàn)中能夠按照定位標(biāo)記將待測(cè)液體引導(dǎo)到指定化學(xué)分析試劑位置進(jìn)行生化反應(yīng)。反應(yīng)開始一定時(shí)間后，通過對(duì)激光誘導(dǎo)熒光或化學(xué)發(fā)光信號(hào)檢測(cè)，從而獲得待測(cè)物質(zhì)的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試光信號(hào)的檢測(cè)探頭與紫外線激光頭一同安裝在上工作臺(tái)上，二個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)上工作臺(tái)在二維平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以便將檢測(cè)探頭精確移動(dòng)到分析工作區(qū)內(nèi)的目標(biāo)位置進(jìn)行光信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量。
通過采用本發(fā)明的微流控芯片并采用相應(yīng)分析儀進(jìn)行上述控制，不但可把待測(cè)液流導(dǎo)引到需要的地方，而且還可以控制其分布的大小。并且這種待測(cè)液體的導(dǎo)引過程不但是可控的，而且是可逆的。
本發(fā)明的第二種微流控芯片為第一種芯片的簡(jiǎn)化，由于采用較大功率例如0.1W至1.0W范圍的紫外線激光照射第一層光導(dǎo)材料層上表面，從而直接在該第一層光導(dǎo)材料層上表面附近產(chǎn)生氣體放電，使得第一層光導(dǎo)材料層上表面附近的氣體形成等離子體，此等離子體使得疏水性材料薄膜表面帶電，同樣可實(shí)現(xiàn)在分析工作區(qū)上表面形成親水區(qū)。此第二種芯片技術(shù)方案可以省略前述芯片技術(shù)方案中的第二層光伏材料層，矩形環(huán)狀的雙面膠襯板直接將基板上的第一層光導(dǎo)材料與蓋片相互結(jié)合固定，在雙面膠襯板所包圍的第一層光導(dǎo)材料上表面仍然涂覆同第一種芯片技術(shù)方案相同的疏水性薄膜。第二種芯片技術(shù)方案與第一種芯片相比，進(jìn)一步簡(jiǎn)化芯片結(jié)構(gòu)和制造工序。但是，此第二種芯片結(jié)構(gòu)在分析工作區(qū)表面形成的虹吸溝道平面尺寸精度稍差，并且分析儀的紫外線激光頭需要較大的照射功率，芯片及分析儀的其它結(jié)構(gòu)組成不變，在進(jìn)行精度要求不高的生化測(cè)試時(shí)，使用此第二種芯片技術(shù)方案和分析儀可以進(jìn)一步降低芯片制備的工藝難度，同時(shí)減少芯片制備成本。
利用本發(fā)明的微流控芯片分析儀及本發(fā)明芯片，可大規(guī)模應(yīng)用于臨床、食品、醫(yī)藥、化工、環(huán)境、畜牧、農(nóng)業(yè)等方面所需的快速、集成檢測(cè)分析，與現(xiàn)有的常規(guī)微流控芯片分析技術(shù)相比，由于不需要在芯片上加工密集的微通道，具有芯片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，可大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。還可用于集成微反應(yīng)器等其它領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明第一種微流控芯片的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)立體圖；圖2為本發(fā)明第一種微流控芯片的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)立體圖；圖3為本發(fā)明第二種微流控芯片的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)立體圖；圖4為本發(fā)明分析儀中紫外線激光頭和藍(lán)綠光激光頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明微流控芯片分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為載物工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明的微流控芯片及所對(duì)應(yīng)的分析儀結(jié)構(gòu)。
圖5表示本發(fā)明分析儀的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，本發(fā)明的微流控芯片1被安置在分析儀的載物工作臺(tái)4上，載物工作臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖6所示，載物工作臺(tái)4為矩形網(wǎng)格框架，有六個(gè)中空的矩形邊框，可以同時(shí)在邊框中鑲嵌六個(gè)本發(fā)明的芯片，圖6中的載物工作臺(tái)4在一個(gè)邊框中鑲嵌了一塊芯片1，載物工作臺(tái)4由步進(jìn)電機(jī)41和步進(jìn)電機(jī)42驅(qū)動(dòng)，將當(dāng)前需要進(jìn)行分析測(cè)試的芯片定位在上工作臺(tái)2與下工作臺(tái)3之間；載物工作臺(tái)4之上為上工作臺(tái)2，上工作臺(tái)2上設(shè)置有紫外線激光頭23和檢測(cè)探頭24，上工作臺(tái)2由步進(jìn)電機(jī)21和步進(jìn)電機(jī)22驅(qū)動(dòng)在與載物工作臺(tái)4平行的二維平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，將上工作臺(tái)2上的紫外線激光頭23或檢測(cè)探頭24精確定位在所測(cè)試芯片的預(yù)定位置；載物工作臺(tái)4之下為下工作臺(tái)3，下工作臺(tái)3上設(shè)置有藍(lán)綠光激光頭33，下工作臺(tái)3由步進(jìn)電機(jī)31和步進(jìn)電機(jī)32驅(qū)動(dòng)在與載物工作臺(tái)4平行的二維平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，將下工作臺(tái)3的藍(lán)綠光激光頭33精確定位在所測(cè)試芯片的預(yù)定位置；操作面板6上設(shè)置有操作按鍵和液晶顯示器，可以用于手動(dòng)操作載物工作臺(tái)4、紫外線激光頭23、藍(lán)綠光激光頭33、檢測(cè)探頭24的移動(dòng)，并在液晶顯示器上顯示分析結(jié)果；操作面板6上按鍵產(chǎn)生的操作信號(hào)傳遞給控制電路5，由控制電路5將操作信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)上工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)21和步進(jìn)電機(jī)22、下工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)31和步進(jìn)電機(jī)32、載物工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)41和步進(jìn)電機(jī)42的控制信號(hào)，控制上、下工作臺(tái)和載物工作臺(tái)的動(dòng)作，控制電路5還控制上工作臺(tái)2上安裝的紫外線激光頭23及下工作臺(tái)4上安裝的藍(lán)綠光激光頭33的激光輻射輸出，以及接收來自檢測(cè)探頭24的檢測(cè)信號(hào)，并將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)傳送給操作面板，由操作面板6的液晶顯示器顯示檢測(cè)結(jié)果；控制電路5還連接輸入輸出接口7，通過輸入輸出接口7接收來自外部設(shè)備例如個(gè)人計(jì)算機(jī)對(duì)上工作臺(tái)2、下工作臺(tái)3和載物工作臺(tái)4的操作控制指令，并通過輸入輸出接口7將檢測(cè)結(jié)果輸出給外部設(shè)備例如個(gè)人計(jì)算機(jī)。本發(fā)明的微流控芯片分析儀所采用的檢測(cè)探頭由光學(xué)透鏡組和光電倍增管組成，或者由光學(xué)透鏡組和電荷耦合器件組成。本發(fā)明的微流控芯片在采用激光誘導(dǎo)熒光方式檢測(cè)時(shí)，在上工作臺(tái)2上設(shè)置誘導(dǎo)激光源，例如近紫外發(fā)光二極管(LED)激光源。如圖4所示，紫外線激光頭23和藍(lán)綠光激光頭33均由激光器和透鏡組組成。所述藍(lán)綠光激光頭發(fā)射波長(zhǎng)范圍400至550nm的藍(lán)綠激光。
圖1表示本發(fā)明的第一種微流控芯片結(jié)構(gòu)具體實(shí)例。如圖1和圖2所示，矩形形狀的光學(xué)玻璃或透明塑料材料基板101，其上為一層氧化銦錫透明導(dǎo)電薄膜102，形狀、尺寸與基板101相同，透明導(dǎo)電薄膜102在芯片長(zhǎng)方向一端的兩個(gè)角部位暴露出矩形區(qū)域110和111作為放電接頭，用于接地放電，再上一層為第一層光導(dǎo)材料硒碲合金層103，光導(dǎo)材料層形狀、尺寸除了在放電接頭區(qū)域110和111之外均與基板101相同，之上為第二層光伏材料二氧化鈦層104，其形狀、尺寸除了在放電接頭區(qū)域110和111之外均與基板101相同，再上一層為塑料基材的雙面膠襯板105為矩形環(huán)狀，矩形環(huán)狀襯板105一端設(shè)置了缺口109，襯板105外輪廓寬度與光學(xué)玻璃基板101相同、長(zhǎng)度小于光學(xué)玻璃基板101、厚度小于等于0.2毫米，襯板105粘接固定在第二層光伏材料層104上，缺口109對(duì)準(zhǔn)第二層光伏材料層靠近放電接頭區(qū)域110和111一端上表面設(shè)置的儲(chǔ)液區(qū)108，襯板另一端與第二層光伏材料層的另一端對(duì)齊，襯板105矩形環(huán)結(jié)構(gòu)所包圍的第二層光伏材料層上表面區(qū)域涂覆硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜，作為分析工作區(qū)，襯板105上粘接固定蓋片106，蓋片106為矩形且長(zhǎng)度、寬度與襯板105等同并且四邊與襯板105對(duì)齊定位，蓋片106上以絲網(wǎng)印刷方式設(shè)置定位標(biāo)記107，用于分析過程中激光頭與檢測(cè)探頭定位。如圖2所示，儲(chǔ)液區(qū)108暴露在第二層光伏材料層表面，用于保存待測(cè)液體。在本發(fā)明微流控芯片制作中，需要精確控制各層材料尤其是基板和蓋片的幾何尺寸，尺寸誤差必須小于10微米。
以血糖和尿酸化驗(yàn)為例，說明如何利用本發(fā)明的微流控芯片及相應(yīng)分析儀。在利用本發(fā)明的第一種微流控芯片制作血糖及尿酸分析芯片時(shí)，首先在光學(xué)玻璃基板101上形成透明導(dǎo)電薄膜層102、第一層光導(dǎo)材料層103、第二層光伏材料層104，透明導(dǎo)電薄膜層在芯片設(shè)置儲(chǔ)液區(qū)一端的兩角保留暴露的放電接頭區(qū)域110和111，并且在預(yù)定的分析工作區(qū)涂覆硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜，形成芯片半成品。選擇矩形芯片半成品的一個(gè)邊作為定位邊，在微量分液機(jī)平臺(tái)上將芯片放置在準(zhǔn)確位置。將分別包含葡萄糖氧化酶、過氧化物酶例如過氧化氫酶、魯米諾以及尿酸酶、過氧化物酶例如過氧化氫酶、魯米諾的溶液幾微升滴加在芯片第二層光伏材料層疏水性分析工作區(qū)內(nèi)的確定位置，經(jīng)過干燥后上述化學(xué)分析試劑以干燥方式保留在該確定位置，上述位置被簡(jiǎn)稱為酶點(diǎn)。由于芯片尺寸被精確控制，這樣酶點(diǎn)距芯片定位邊的距離被確定，保留酶點(diǎn)位置參數(shù)以用于分析儀測(cè)試過程中激光頭及檢測(cè)探頭的定位。類似地，在第二層光伏材料層一端上表面確定儲(chǔ)液區(qū)位置，并保留相應(yīng)的位置參數(shù)。之后，在第二層光伏材料層104上加襯板105及蓋片106緊密封接，并在蓋片106上預(yù)定位置已設(shè)置定位標(biāo)記107，確定該定位標(biāo)記與定位邊的相對(duì)位置，在芯片被放置在分析儀的載物工作臺(tái)時(shí)，以該定位標(biāo)記107識(shí)別芯片的定位邊，并根據(jù)各個(gè)酶點(diǎn)與定位邊之間的位置參數(shù)確定各個(gè)酶點(diǎn)在分析儀內(nèi)位置，從而可以精確控制分析儀的激光頭和檢測(cè)探頭對(duì)酶點(diǎn)定位。
化驗(yàn)分析時(shí)，在上述第一種芯片1的儲(chǔ)液區(qū)108處加上適量待測(cè)血清后，將芯片放入分析儀，芯片透明導(dǎo)電薄膜層102在芯片設(shè)置儲(chǔ)液區(qū)108的一端處于暴露狀態(tài)的放電接頭區(qū)域110和111通過分析儀的接地導(dǎo)線端子接地。分析儀通過定位標(biāo)記107確定芯片的定位邊，并結(jié)合酶點(diǎn)位置參數(shù)和儲(chǔ)液區(qū)位置參數(shù)確定各個(gè)酶點(diǎn)及儲(chǔ)液區(qū)位置，通過上工作臺(tái)2的紫外線激光頭23聚焦照射芯片分析工作區(qū)內(nèi)特定位置表面，使該表面充電，形成親水性區(qū)域微通道，待測(cè)液體沿親水性區(qū)域形成的微通道流動(dòng)，進(jìn)入芯片分析工作區(qū)上的微高度空腔。同樣利用上工作臺(tái)2的紫外線激光頭23聚焦照射芯片分析工作區(qū)內(nèi)距離酶點(diǎn)不遠(yuǎn)的地方，通過移動(dòng)紫外線激光頭23形成直徑2毫米的圓形親水性區(qū)域，在此圓形區(qū)域上利用微高度空腔的高度可獲得確定體積的待測(cè)血清。然后利用下工作臺(tái)3的藍(lán)綠光激光頭33聚焦照射對(duì)應(yīng)上述圓形區(qū)域沿圓切線處的進(jìn)液微通道區(qū)域，使得該進(jìn)液微通道區(qū)域通過透明導(dǎo)電薄膜102和放電接頭區(qū)域101、111放電，使通道區(qū)域親水性消失，則分析工作區(qū)內(nèi)圓形區(qū)域處的待測(cè)血清與儲(chǔ)液區(qū)之間的微通道聯(lián)系被切斷，圓形區(qū)域形成相對(duì)獨(dú)立的待測(cè)血清液滴。仍然利用上工作臺(tái)2的紫外線激光頭23聚焦照射形成引流通道，將圓形區(qū)域內(nèi)待測(cè)血清引流到酶點(diǎn)所在區(qū)域，與化學(xué)試劑接觸并進(jìn)行反應(yīng)，一定時(shí)間后利用上工作臺(tái)2上的檢測(cè)探頭24進(jìn)行光強(qiáng)度測(cè)量，測(cè)量出的光強(qiáng)度信號(hào)傳輸給控制電路5，由控制電路5根據(jù)光強(qiáng)度信號(hào)換算出待測(cè)血清中血糖及尿酸含量結(jié)果數(shù)據(jù)，結(jié)果數(shù)據(jù)被傳輸給操作面板6或通過輸入輸出接口7輸出給外部設(shè)備。
圖2所示為本發(fā)明第一種芯片結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例，如圖2所示，其中直接在第二層光伏材料層上通過光刻、壓模等方式直接加工形成0.2毫米厚度并且成矩形環(huán)狀的膠質(zhì)層，該膠質(zhì)層在本實(shí)施例中使用光刻膠形成，由于膠質(zhì)層直接形成在第二層光伏材料層，使得膠質(zhì)層構(gòu)成的包圍分析工作區(qū)的矩形環(huán)與第二層光伏材料層形成一體結(jié)構(gòu)，如圖2中附圖標(biāo)記104/105所示的一體結(jié)構(gòu)層。圖2所示第一種芯片第二實(shí)施例化學(xué)分析試劑的設(shè)置、定位和待測(cè)液體注入方式均與第一實(shí)施例相同，在此不再重復(fù)描述。圖2所示第一種芯片第二實(shí)施例的使用方式尤其是透明導(dǎo)電薄膜層102通過分析儀接地的方式也與圖1所示的第一種芯片第一實(shí)施例完全相同。
圖3表示本發(fā)明的第二種微流控芯片結(jié)構(gòu)具體實(shí)施例。第二種芯片結(jié)構(gòu)與圖1所示第一種芯片的區(qū)別在于可以省略第一種芯片技術(shù)方案中的第二層光伏材料層104，矩形環(huán)狀的雙面膠襯板105將第一層光導(dǎo)材料層103與蓋片106相互結(jié)合固定，在雙面膠襯板層105所包圍的第一層光導(dǎo)材料層103上表面區(qū)域仍然涂覆同第一種芯片技術(shù)方案相同的疏水性材料薄膜，并且在雙面膠襯板層105的缺口109外的第一層光導(dǎo)材料層103上表面同樣設(shè)置儲(chǔ)液區(qū)108。第二種芯片技術(shù)方案與第一種芯片相比，由于省略了第二層光伏材料層104，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化芯片結(jié)構(gòu)和制造工序。圖3中第二種芯片結(jié)構(gòu)中除了省略第二層光伏材料層104外，其余各層均與圖1所示第一種芯片實(shí)施例相同。本發(fā)明的上述第二種芯片在分析工作區(qū)內(nèi)設(shè)置化學(xué)分析試劑并對(duì)試劑位置定位的方法均與圖1所示第一種芯片第一實(shí)施例完全相同，在此不重復(fù)描述。本發(fā)明此第二種芯片的使用方式與第一種芯片類似，唯一區(qū)別在于本發(fā)明分析儀上工作臺(tái)2的紫外線激光頭23以0.1至1.0瓦的較高功率照射第二種芯片內(nèi)第一層光導(dǎo)材料層103上表面涂覆有疏水性材料薄膜的分析工作區(qū)，由于較高功率激光照射使得分析工作區(qū)表面空氣被電離，形成等離子體，該等離子體使得分析工作區(qū)上表面帶電從而使被照射區(qū)域具有親水性，其余分析操作過程包括芯片在分析儀內(nèi)透明導(dǎo)電薄膜層102的接地方式均與第一種芯片第一實(shí)施例使用方式相同。
圖1、2、3所示各個(gè)芯片技術(shù)方案中，相同材料形成的層和相同的結(jié)構(gòu)部分以相同的附圖標(biāo)記表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)注意，本說明書實(shí)施例中僅僅對(duì)芯片材料和所使用激光波段進(jìn)行舉例式說明，任何能夠在激光照射下產(chǎn)生光導(dǎo)特性、光伏特性的其它材料以及任何照射相應(yīng)材料能夠產(chǎn)生光導(dǎo)特性、光伏特性的其它波段激光光源均可以作為替代性芯片材料和替代性分析儀光源使用。例如，當(dāng)使用硒化砷(Se-As)材料作為第一層光導(dǎo)材料層103的材料時(shí)，由于該硒化砷材料對(duì)于紅外線激光敏感，因此在圖5所示的與此硒化砷材料作為第一層光導(dǎo)材料層芯片配合使用的分析儀下工作臺(tái)3上的藍(lán)綠光激光頭應(yīng)當(dāng)替換為紅外線激光頭。除了上述硒碲合金材料和硒化砷材料外，其他光導(dǎo)材料例如硫化鎘(CdS)材料、無定型硅(A-Si)材料和有機(jī)光導(dǎo)材料(OPC)等也可以作為本發(fā)明芯片第一層光導(dǎo)材料層103的材料使用，自然也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明微流控芯片分析儀的下工作臺(tái)3上安裝能夠發(fā)射所述材料敏感波長(zhǎng)激光的激光頭。同樣地，第二層光伏材料層104也可以使用二氧化鈦以外的其它光伏材料，自然也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明微流控芯片分析儀的上工作臺(tái)2上安裝能夠發(fā)射所使用光伏材料敏感波長(zhǎng)激光的激光頭。本發(fā)明芯片中的透明導(dǎo)電薄膜層102也可以使用氧化銦錫外的其他透明導(dǎo)電材料。本發(fā)明的芯片形狀也不限于圖1至3中所示的矩形形狀，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要靈活采用其他的芯片形狀。例如，當(dāng)需要時(shí)可以在芯片長(zhǎng)度方向兩端都設(shè)置儲(chǔ)液區(qū)108和缺口109，甚至還可以采用正方形芯片并在正方形四邊均設(shè)置儲(chǔ)液區(qū)108和缺口109。
采用本發(fā)明的微流控芯片以及配套的分析儀在實(shí)際使用中，測(cè)試的指標(biāo)可根據(jù)需要添加、集成，以實(shí)現(xiàn)多通道、大通量測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種微流控芯片分析儀，其中所述微流控分析儀包括載物工作臺(tái)(4)，為網(wǎng)格狀矩形平臺(tái)，其中設(shè)置六個(gè)中空方框，每個(gè)方框內(nèi)鑲嵌一塊微流控芯片，載物工作臺(tái)(4)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(41、42)驅(qū)動(dòng)；其特征在于所述分析儀進(jìn)一步包括上工作臺(tái)(2)，位于載物工作臺(tái)(4)之上，上工作臺(tái)(2)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(21、22)驅(qū)動(dòng)，上工作臺(tái)上安裝的紫外線激光頭(23)和檢測(cè)探頭(24)；下工作臺(tái)(3)，位于載物工作臺(tái)(4)之下，下工作臺(tái)(3)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(31、32)驅(qū)動(dòng)，下工作臺(tái)上安裝藍(lán)綠光激光頭(33)；操作面板(6)，其與控制電路(5)之間連接信號(hào)線路，操作面板(6)上設(shè)置有按鍵和液晶顯示器，用于操作人員手動(dòng)按鍵產(chǎn)生對(duì)上工作臺(tái)(2)、下工作臺(tái)(3)的操作信號(hào)，并將操作信號(hào)傳遞給控制電路(5)，還用于由操作面板(6)的液晶顯示器顯示化學(xué)分析檢測(cè)結(jié)果；控制電路(5)，用于將操作信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)上工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(21)和步進(jìn)電機(jī)(22)、下工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(31)和步進(jìn)電機(jī)(32)、載物工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(41)和步進(jìn)電機(jī)(42)的控制信號(hào)，控制上工作臺(tái)(2)、下工作臺(tái)(3)和載物工作臺(tái)(4)的動(dòng)作，控制電路(5)還用于控制上工作臺(tái)上安裝的紫外線激光頭(23)及下工作臺(tái)上安裝的藍(lán)綠光激光頭(33)的輸出，以及接收來自檢測(cè)探頭(24)的檢測(cè)信號(hào)，并將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)傳送給操作面板(6)；控制電路(5)還與輸入輸出接口(7)之間連接信號(hào)線路；輸入輸出接口(7)接收來自外部設(shè)備對(duì)上工作臺(tái)(2)、下工作臺(tái)(3)和載物工作臺(tái)(4)的操作控制指令，并通過信號(hào)線路傳輸給控制電路(5)，輸入輸出接口(7)還將來自控制電路(5)的檢測(cè)結(jié)果信息輸出給外部設(shè)備；微流控芯片包括光學(xué)玻璃或透明光學(xué)塑料材料的基板(101)，基板之上為一層透明導(dǎo)電薄膜(102)，透明導(dǎo)電薄膜(102)在芯片長(zhǎng)方向兩角暴露出矩形區(qū)域(110)和(111)作為放電接頭，用于通過分析儀接地放電，透明導(dǎo)電膜之上為第一層光導(dǎo)材料(103)，第一層光導(dǎo)材料之上為第二層光伏材料(104)，第二層光伏材料上設(shè)置以塑料為基材的雙面膠襯板層(105)，雙面膠襯板層具有小于0.2毫米的厚度，該雙面膠襯板層為具有缺口(109)的矩形環(huán)狀，矩形環(huán)狀雙面膠襯板橫向長(zhǎng)度小于基板橫向長(zhǎng)度、而縱向?qū)挾鹊扔诨蹇v向?qū)挾?，矩形環(huán)狀雙面膠內(nèi)所包圍的第二層光伏材料(104)上表面為分析工作區(qū)，在第二層光伏材料上表面分析工作區(qū)內(nèi)的表面上涂覆一層強(qiáng)疏水性薄膜，雙面膠襯板(105)上設(shè)置透明材料蓋片(106)，在蓋片(106)下表面對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的部分也涂覆強(qiáng)疏水性薄膜，由第二層光伏材料(104)上表面、矩形環(huán)狀雙面膠襯板(105)、蓋片(106)形成分析工作區(qū)上高度小于等于0.2毫米的空腔，蓋片(106)上表面以絲網(wǎng)印刷方式加上定位標(biāo)記(107)，雙面膠襯板(105)將沉積了透明導(dǎo)電膜(102)、第一層光導(dǎo)材料(103)、第二層光伏材料(104)并在分析工作區(qū)涂覆疏水性薄膜的基板(101)與蓋片(106)緊密結(jié)合并相互固定，矩形環(huán)狀雙面膠襯板(105)的缺口(109)外的第二層光伏材料上表面保留了儲(chǔ)液區(qū)(108)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述微流控芯片分析儀，其特征在于構(gòu)成基板(101)的所述透明光學(xué)塑料材料為聚碳酸酯塑料(PC)或聚酯塑料(PET)，基板(101)之上的所述透明導(dǎo)電薄膜(102)材料為氧化銦錫，所述第一層光導(dǎo)材料(103)為硒碲合金，所述第二層光伏材料(104)為二氧化鈦(TiO2)，在第二層光伏材料(104)上表面分析工作區(qū)內(nèi)表面涂覆一層強(qiáng)疏水性薄膜為硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜，所述透明材料蓋片(106)采用光學(xué)石英玻璃或聚丙烯酸酯塑料，在蓋片(106)下表面對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的部分涂覆的強(qiáng)疏水性薄膜為硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜。
3.一種微流控芯片分析儀，其中所述微流控分析儀包括載物工作臺(tái)(4)，為網(wǎng)格狀矩形平臺(tái)，其中設(shè)置六個(gè)中空方框，每個(gè)方框內(nèi)鑲嵌一塊微流控芯片，載物工作臺(tái)(4)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(41、42)驅(qū)動(dòng)；其特征在于所述分析儀進(jìn)一步包括上工作臺(tái)(2)，位于載物工作臺(tái)(4)之上，上工作臺(tái)(2)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(21、22)驅(qū)動(dòng)，上工作臺(tái)上安裝的紫外線激光頭(23)和檢測(cè)探頭(24)；下工作臺(tái)(3)，位于載物工作臺(tái)(4)之下，下工作臺(tái)(3)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(31、32)驅(qū)動(dòng)，下工作臺(tái)上安裝藍(lán)綠光激光頭(33)；操作面板(6)，其與控制電路(5)之間連接信號(hào)線路，操作面板(6)上設(shè)置有按鍵和液晶顯示器，用于操作人員手動(dòng)按鍵產(chǎn)生對(duì)上工作臺(tái)(2)、下工作臺(tái)(3)的操作信號(hào)，并將操作信號(hào)傳遞給控制電路(5)，還用于由操作面板(6)的液晶顯示器顯示化學(xué)分析檢測(cè)結(jié)果；控制電路(5)，用于將操作信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)上工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(21)和步進(jìn)電機(jī)(22)、下工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(31)和步進(jìn)電機(jī)(32)、載物工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(41)和步進(jìn)電機(jī)(42)的控制信號(hào)，控制上工作臺(tái)(2)、下工作臺(tái)(3)和載物工作臺(tái)(4)的動(dòng)作，控制電路(5)還用于控制上工作臺(tái)上安裝的紫外線激光頭(23)及下工作臺(tái)上安裝的藍(lán)綠光激光頭(33)的輸出，以及接收來自檢測(cè)探頭(24)的檢測(cè)信號(hào)，并將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)傳送給操作面板(6)；控制電路(5)還與輸入輸出接口(7)之間連接信號(hào)線路；輸入輸出接口(7)接收來自外部設(shè)備對(duì)上工作臺(tái)(2)、下工作臺(tái)(3)和載物工作臺(tái)(4)的操作控制指令，并通過信號(hào)線路傳輸給控制電路(5)，輸入輸出接口(7)還將來自控制電路(5)的檢測(cè)結(jié)果信息輸出給外部設(shè)備；微流控芯片包括光學(xué)玻璃或透明光學(xué)塑料材料的基板(101)，基板之上為一層透明導(dǎo)電薄膜(102)，透明導(dǎo)電薄膜(102)在芯片長(zhǎng)方向兩角暴露出矩形區(qū)域(110)和(111)作為放電接頭，用于通過分析儀接地放電，透明導(dǎo)電膜之上為第一層光導(dǎo)材料(103)，第一層光導(dǎo)材料之上為第二層光伏材料(104)，第二層光伏材料上形成膠質(zhì)材料層(105)，膠質(zhì)材料層具有小于0.2毫米的厚度，該膠質(zhì)材料層為具有缺口(109)的矩形環(huán)狀，膠質(zhì)材料層與第二層光伏材料結(jié)合為一體結(jié)構(gòu)(104/105)，矩形環(huán)狀膠質(zhì)材料層橫向長(zhǎng)度小于基板橫向長(zhǎng)度、而縱向?qū)挾鹊扔诨蹇v向?qū)挾?，矩形環(huán)狀膠質(zhì)材料層所包圍的第二層光伏材料(104)上表面為分析工作區(qū)，在第二層光伏材料(104)上表面分析工作區(qū)內(nèi)的表面上涂覆一層強(qiáng)疏水性薄膜，膠質(zhì)材料層上設(shè)置透明材料蓋片(106)，在蓋片(106)下表面對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的部分也涂覆強(qiáng)疏水性薄膜，由第二層光伏材料(104)上表面、矩形環(huán)狀膠質(zhì)材料層(105)、蓋片(106)形成分析工作區(qū)上高度小于等于0.2毫米的空腔，蓋片(106)上表面以絲網(wǎng)印刷方式加上定位標(biāo)記(107)，膠質(zhì)材料層(105)將沉積了透明導(dǎo)電膜(102)、第一層光導(dǎo)材料(103)、第二層光伏材料(104)并在分析工作區(qū)涂覆疏水性薄膜的基板(101)與蓋片(106)緊密結(jié)合并相互固定，矩形環(huán)狀膠質(zhì)材料層缺口(109)外的第二層光伏材料上表面保留了儲(chǔ)液區(qū)(108)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的所述微流控芯片分析儀，其特征在于構(gòu)成基板(101)的所述透明光學(xué)塑料材料為聚碳酸酯塑料(PC)或聚酯塑料(PET)，基板(101)之上的所述透明導(dǎo)電薄膜(102)材料為氧化銦錫，所述第一層光導(dǎo)材料(103)為硒碲合金，所述第二層光伏材料(104)為二氧化鈦(TiO2)，在第二層光伏材料(104)上表面分析工作區(qū)內(nèi)表面涂覆一層強(qiáng)疏水性薄膜為硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜，所述膠質(zhì)材料層(105)采用的材料為光刻膠，所述透明材料蓋片(106)采用光學(xué)石英玻璃或聚丙烯酸酯塑料，在蓋片(106)下表面對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的部分涂覆的強(qiáng)疏水性薄膜為硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜。
5.一種微流控芯片分析儀，其中所述微流控分析儀包括載物工作臺(tái)(4)，為網(wǎng)格狀矩形平臺(tái)，其中設(shè)置六個(gè)中空方框，每個(gè)方框內(nèi)鑲嵌一塊微流控芯片，載物工作臺(tái)(4)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(41、42)驅(qū)動(dòng)；其特征在于所述分析儀進(jìn)一步包括上工作臺(tái)(2)，位于載物工作臺(tái)(4)之上，上工作臺(tái)(2)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(21、22)驅(qū)動(dòng)，上工作臺(tái)上安裝的紫外線激光頭(23)和檢測(cè)探頭(24)，紫外線激光頭(23)的功率為0.1瓦至1.0瓦；下工作臺(tái)(3)，位于載物工作臺(tái)(4)之下，下工作臺(tái)(3)由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(31、32)驅(qū)動(dòng)，下工作臺(tái)上安裝藍(lán)綠光激光頭(33)；操作面板(6)，其與控制電路(5)之間連接信號(hào)線路，操作面板(6)上設(shè)置有按鍵和液晶顯示器，用于操作人員手動(dòng)按鍵產(chǎn)生對(duì)上工作臺(tái)(2)、下工作臺(tái)(3)的操作信號(hào)，并將操作信號(hào)傳遞給控制電路(5)，還用于由操作面板(6)的液晶顯示器顯示化學(xué)分析檢測(cè)結(jié)果；控制電路(5)，用于將操作信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)上工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(21)和步進(jìn)電機(jī)(22)、下工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(31)和步進(jìn)電機(jī)(32)、載物工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(41)和步進(jìn)電機(jī)(42)的控制信號(hào)，控制上工作臺(tái)(2)、下工作臺(tái)(3)和載物工作臺(tái)(4)的動(dòng)作，控制電路(5)還用于接收來自檢測(cè)探頭(24)的檢測(cè)信號(hào)，并將檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)傳送給操作面板(6)；控制電路(5)還與輸入輸出接口(7)之間連接信號(hào)線路；輸入輸出接口(7)接收來自外部設(shè)備對(duì)上工作臺(tái)(2)、下工作臺(tái)(3)和載物工作臺(tái)(4)的操作控制指令，并通過信號(hào)線路傳輸給控制電路(5)，輸入輸出接口(7)還將來自控制電路(5)的檢測(cè)結(jié)果信息輸出給外部設(shè)備；微流控芯片包括光學(xué)玻璃或透明光學(xué)塑料材料的基板(101)，基板之上為一層透明導(dǎo)電薄膜(102)，透明導(dǎo)電膜之上為第一層光導(dǎo)材料(103)，透明導(dǎo)電薄膜(102)在芯片長(zhǎng)方向兩角暴露出矩形區(qū)域(110)和(111)作為放電接頭，用于通過分析儀接地放電，第一層光導(dǎo)材料(103)上設(shè)置以塑料為基材的雙面膠襯板層(105)，雙面膠襯板層具有小于0.2毫米的厚度，該雙面膠襯板層為具有缺口(109)的矩形環(huán)狀，矩形環(huán)狀雙面膠襯板橫向長(zhǎng)度小于基板橫向長(zhǎng)度、而縱向?qū)挾鹊扔诨蹇v向?qū)挾龋匦苇h(huán)狀雙面膠內(nèi)所包圍的第一層光導(dǎo)材料(103)上表面為分析工作區(qū)，在第一層光導(dǎo)材料上表面分析工作區(qū)內(nèi)的表面上涂覆一層強(qiáng)疏水性薄膜，雙面膠襯板(105)上設(shè)置透明材料蓋片(106)，在蓋片(106)下表面對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的部分也涂覆強(qiáng)疏水性薄膜，由第一層光導(dǎo)材料(103)上表面、矩形環(huán)狀雙面膠襯板(105)、蓋片(106)形成分析工作區(qū)上高度小于等于0.2毫米的空腔，蓋片(106)上表面以絲網(wǎng)印刷方式加上定位標(biāo)記(107)，雙面膠襯板(105)將沉積了透明導(dǎo)電膜(102)、第一層光導(dǎo)材料(103)并在分析工作區(qū)涂覆疏水性薄膜的基板(101)與蓋片(106)緊密結(jié)合并相互固定，矩形環(huán)狀雙面膠襯板(105)的缺口(109)外的第一層光導(dǎo)材料上表面保留了儲(chǔ)液區(qū)(108)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的所述微流控芯片分析儀，其特征在于構(gòu)成基板(101)的所述透明光學(xué)塑料材料為聚碳酸酯塑料(PC)或聚酯塑料(PET)，基板(101)之上的所述透明導(dǎo)電薄膜(102)材料為氧化銦錫，所述第一層光導(dǎo)材料(103)為硒碲合金，在第一層光導(dǎo)材料(103)上表面分析工作區(qū)內(nèi)表面涂覆一層強(qiáng)疏水性薄膜為硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜，所述透明材料蓋片(106)采用光學(xué)石英玻璃或聚丙烯酸酯塑料，在蓋片(106)下表面對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的部分涂覆的強(qiáng)疏水性薄膜為硅烷薄膜或四氟乙烯薄膜。
7.一種微流控芯片的待測(cè)液體驅(qū)動(dòng)方法，所述方法用于驅(qū)動(dòng)如同權(quán)利要求1至4所述芯片上待測(cè)液體，所述方法包括步驟在微流控芯片光伏材料層上表面設(shè)置的疏水材料薄膜形成的分析工作區(qū)內(nèi)預(yù)定位置設(shè)置化學(xué)分析試劑，并確定試劑與微流控芯片定位邊之間的相對(duì)位置；在微流控芯片光伏材料層上表面設(shè)置的儲(chǔ)液區(qū)內(nèi)注入待測(cè)液體；以紫外線激光照射分析工作區(qū)內(nèi)指定區(qū)域位置的光伏材料層，光伏材料層充電，使得分析工作區(qū)表面該指定區(qū)域具有親水性，該親水性區(qū)域與分析工作區(qū)表面上方的微高度空間形成虹吸效應(yīng)，將待測(cè)液體吸引流入該親水性區(qū)域；以藍(lán)綠光激光照射對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)內(nèi)指定區(qū)域下方位置的光導(dǎo)材料層，使得光導(dǎo)材料層內(nèi)相應(yīng)位置電阻降低，從而將光伏材料層相應(yīng)位置所充電荷通過光導(dǎo)材料層和光導(dǎo)材料層之下的透明導(dǎo)電薄膜層接地放電，使對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的指定區(qū)域喪失親水性而恢復(fù)疏水性；紫外線激光和藍(lán)綠光激光在分析工作區(qū)內(nèi)沿預(yù)定線路交替照射，引導(dǎo)待測(cè)液體從儲(chǔ)液區(qū)流入設(shè)置了化學(xué)分析試劑的特定位置。
8.一種微流控芯片的待測(cè)液體驅(qū)動(dòng)方法，所述方法用于驅(qū)動(dòng)如同權(quán)利要求5至6所述芯片上待測(cè)液體，所述方法包括步驟在微流控芯片光導(dǎo)材料層上表面設(shè)置的疏水材料薄膜形成的分析工作區(qū)內(nèi)預(yù)定位置設(shè)置化學(xué)分析試劑，并確定試劑與微流控芯片定位邊之間的相對(duì)位置；在微流控芯片光導(dǎo)材料層上表面設(shè)置的儲(chǔ)液區(qū)內(nèi)注入待測(cè)液體；以較高功率的紫外線激光照射分析工作區(qū)內(nèi)指定區(qū)域位置的光導(dǎo)材料層，光導(dǎo)材料層表面空氣被電離形成等離子體，所述等離子體使得分析工作區(qū)表面該指定區(qū)域充電而具有親水性，該親水性區(qū)域與分析工作區(qū)表面上方的微高度空間形成虹吸效應(yīng)，將待測(cè)液體吸引流入該親水性區(qū)域；以藍(lán)綠光激光照射對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)內(nèi)指定區(qū)域位置的光導(dǎo)材料層，使得光導(dǎo)材料層內(nèi)相應(yīng)位置電阻降低，從而將光導(dǎo)材料層表面電荷通過光導(dǎo)材料層和光導(dǎo)材料層之下的透明導(dǎo)電薄膜層接地放電，使對(duì)應(yīng)分析工作區(qū)的指定區(qū)域喪失親水性而恢復(fù)疏水性；紫外線激光和藍(lán)綠光激光在分析工作區(qū)內(nèi)沿預(yù)定線路交替照射，引導(dǎo)待測(cè)液體從儲(chǔ)液區(qū)流入設(shè)置了化學(xué)分析試劑的特定位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用激光照射驅(qū)動(dòng)待測(cè)液體流動(dòng)的微流控芯片分析儀以及配套的專用芯片，所述的微流控芯片分析儀通過可控光源對(duì)芯片分析工作區(qū)表面預(yù)定線路進(jìn)行精確照射，使芯片分析工作區(qū)表面具有親水性，從而引導(dǎo)待測(cè)液體在芯片表面可控、可逆流動(dòng)，并可獲取確定體積的待測(cè)液體。此微流控芯片分析儀及芯片可大規(guī)模應(yīng)用于臨床、食品、醫(yī)藥、化工、環(huán)境、畜牧、農(nóng)業(yè)等方面所需的快速、集成檢測(cè)分析，與現(xiàn)有技術(shù)微流控芯片分析技術(shù)相比，不需要在芯片上加工密集的微通道，具有芯片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N35/08GK1715931SQ200510090260
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月12日
發(fā)明者宗小林 申請(qǐng)人:宗小林