电泳芯片的制作及其进样与分离.PDFVIP

( ) 第 29 卷 分析化学 FENXI HUAXUE 　仪器装置与实验技术 第 5 期 　　 　　　　　　　 　　　　　　　 　　 2001 年 5 月 Chinese Journal of Analytical Chemistry 606～610 仪器装置与实验技术 电泳芯片的制作及其进样与分离 1 1 1 2 1 汤扬华 　叶雄英 　周兆英 　金　亚 　冯焱颍 ( 1 2 ) 清华大学精密仪器系 ,化学系 ,北京 100084 摘 　要 　利用微细加工技术研究在玻璃上制作电泳芯片的方法 ,测试了微管道的伏安特性曲线。在该 电泳芯片上进行了注样和分离实验,采用激光诱导荧光法进行检测 ,利用 CCD 拍摄了进样和分离的全 过程。分析了在电泳芯片上施加不同的电压对样品注样的影响 ,给出了 FITCOH 和 FITCArg 分离谱图。 关键词 　湿法刻蚀 ,键合 , 电泳芯片,激光诱导荧光 1 　引　　言 随着微细加工技术的发展 ,90 年代初期 ,Harrison 等利用以湿法刻蚀为主的加工技术在玻璃基片上 制作微管道 ,将传统毛细管电泳技术移植到玻璃基片上 〔1〕。其结构一般由两层玻璃组成 ,上层玻璃打孔 后与有微管道网络的下层玻璃键合 ,微管道通过上层玻璃的小孔与外界相连。与传统毛细管电泳技术 相比 ,玻璃基片上的电泳具有散热能力好、分析速度快、重复性好、样品消耗量少等优点。在一个玻璃基 片上可制作复杂的微管道网络 ,形成多个注样区域 ,分离区域和反应区域 ,在同一个玻璃基片上同时实 现多个样品的预处理、注样、反应等过程 ,将许多不连续的分析过程连续化 ,这是传统毛细管电泳技术无 法实现的 〔2～4 〕。并且硅、高分子材料也成为制作电泳芯片的材料〔5 〕。利用微细加工技术 ,还可将微电极 集成在电泳芯片中 〔6 〕,实现高灵敏度的电化学检测 ,使检测器微型化成为可能。 本研究中采用了简单的十字型微管道网络 ,注样区域在十字交叉处。采用电动进样方式 ,通过在电 泳芯片各储液孔中施加不同的电压 ,可以改变进样量的大小 ,相当于在十字交叉处构成了一个微泵。和 传统毛细管电泳一样 , 电泳芯片中这种进样方式也存在进样歧视。但如果进样的时间足够长,可以减小 进样歧视 〔7 〕。在玻璃基片上设计了弯曲的微管道以增加分离管道的长度 ,管道的弯曲对样品区带形状 造成的不利影响利用偶数个对称的管道弯曲加以消除。本实验中采用检测限为 4 ×10 - 4 勒克司的 CCD ,成功地拍摄了注样和分离的动态图像。 2 　电泳芯片的制造 实验材料 :美国 Swift 公司的 Pyrex 玻璃 ,尺寸为 50mm ×50mm ×3. 7mm ,玻璃均经过双面抛光。玻璃 ( ) ( ) 腐蚀液配方为 HF ∶HNO ∶H O 20 ∶40 ∶40 。Cr 膜腐蚀液配方为硝酸铈铵∶高氯酸∶水 50g ∶12mL ∶300mL 。 3 2 刻蚀均在常温下进行。 电泳芯片的微管道结构如图 1 所示 ,孔 1 为缓冲液池 ,孔 2 样品池 ,孔 3 为样品废液池 ,孔 4 为废液 池。连接孔 1 和孔 4 的分离管道长 86 mm ,连接孔 2 和孔 3 的注样管道长为 20 mm 。微管道上宽 84. 9 μ μ μ m ,下宽 35. 8 m ,深为 12. 6 m 。由微管道的截面积和微管道长度可计算出注样管道的体积