在微流芯片中实现可控PH梯度.pdfVIP

论 文 第50卷第7期 2005年4月 钭 孝 扭 在微流芯片中实现可控PH梯度 罗春雄① 孙嫂徽① 徐芦平① 张志凌② C．Crozatier③ 陈 勇①③ 季 航① (①北京大学微流与纳米技术研究中心，北京大学物理学院．北京 100871；②武汉大学化学与分子科学学院，武汉 430072； ③EcoleNormaleSuperieure，24rueLhomond，75231Paris，France．联系人，E-mail：jihang@pku．educn) 摘要 介绍以软光刻(soft—lithography) 主要手段的微加工技术制备应用于等电聚焦及高效液相色谱的 PH值梯度微流芯片．此种PH梯度芯片具有容易加工、可根据需要快速得到不同范围的PH值梯度、精 度可控制、IEF与分离有机结合为一体、等电聚焦所需电场低、PH值梯度不随时间改变等优点，将在 芯片中样品的制备、分离、分析将有广泛的应用． 关键词 微流 PI-I梯度 软光刻 层流 芯片实验室 以微加工技术将制备、分离、分析设备集成(Lab si片上以光刻的方法得到图l所示的图形，即软光刻 onaChip)是 目前非常活跃的科研领域 ¨0J，微流控分 的模板，实验中使用的模板的混合区(细线条部分)宽 析系统具有效率高、试样与试剂消耗量小、芯片制作 度为40 m，PH值梯度区(粗线条部分)的宽度为250 成本低、功能集成性强等优势I3J．PH梯度广泛应用于 和500um两种，(3)将 5mm厚的聚二甲基硅氧烷 等电聚焦(IEF,IsoelelctricFocusing)及高效液相色谱 PDMS(polydimethylsiloxane，GERTV615)倒在 si模 (HPLC，HighPerformanceLiquidchromatography)等 分离分析方法中，并起着决定性的作用 J，因此，人 们发展了多种 PH值梯度的形成方法I6]． A 目前，在 IEF中主要的PH梯度的形成的方法有： (1)载体两性电解质(CAs)通常以凝胶为介质，在电 场作用下，在阴阳两级间形成连续的PH值梯度．此 方法的缺点是重复性差、水合离子引起阴极漂移、稳 B 定性差等 J．(2)固相 PH梯度(IPG,immobilizedPH gradient)．此方法是IEF技术的突破，可以随意调配、 精度高、不会有阴极漂移，但其通常要保存于～200(2， 活性水分子的转运可能导致水在 IPG表面的渗出D0]． C (3)电化学的方法，其优点是制备容易，但是 PH值 梯度随时间的变化较大I1．另外，在毛细管等电聚焦 过程中存在高PH值下蛋白质吸附的问题．毛细管等 电聚焦还存在一个如何使已聚焦的区带移动，以进 行分离或检测又不引起展宽的问题． 1 材料和方法 这里报道一种以软光~O(soft．1ithography)¨为主 要手段的微加工技术制备PH值梯度微流芯片的方法 此种PH梯度芯片具有容易加工、可根据需要快速得 到不同范围的PH值梯度、精度可控制、IEF与分离 结合为一体、IEF所需电压低、PH值梯度不随时间 改变等优点．PH值梯度微流芯片的制作过程如下：(1) a1a2a3a4 a5 将图1的图形用3600dpi的打印机打印输出到透明胶 图l 用于制备PH值梯度微流芯片的模板示意图 片上，作为掩膜版使用．(2)使用 AZ50光刻胶，在 下端阴影部分为电极 www．scichina．com 629 辫 带 蠢 第50卷第7期 2006年4月 论 文 板上，待无气泡后放凡80℃的烘箱．烘烤25rain 4) 将固化的PDMS从sI模板上揭开 在阒点处打孔以 用于进样和分离}}j口．．5J将 PD