[01365973]微流控芯片流体智能电动控制技术的研究与应用

本项目来源于国家自然科学基金,属化学、分析化学领域,微流控芯片分析与分析仪器设备交叉。微流控芯片分析因具有分析速度快、样品用量少、分析功能可集成等优点,而成为近年来分析化学的发展前沿。在微流控芯片分析系统中,微米级分离分析通道内进行的是纳升至皮升级流体的快速操纵,而其涉及的分析对象与试样储存系统则是微升级。如何控制芯片流体, 实现这种宏观试样与芯片微通道的衔接及微量试样在芯片微通道管网内流速、流向的控制,是满足微流控芯片分析进样方式、分离模式及分析重现性的重要保证,也是微流控芯片流体控制技术研究的主要目标。本项目通过对芯片流体控制技术的系统研究,设计发明出三种适合不同结构微流控芯片流体智能电动控制的仪器装置： （1）设计发明了微流控芯片智能小型化多路电动液流控制驱动仪（国家发明专利ZL200510104343.3）, 提出并设计了利用智能八路电极电压控制微流控芯片流体,解决了芯片液池中微升级流体/样品与微米级芯片通道的衔接及纳升至皮升级样品在芯片微通道管网内流速（量）、流向的自动化同步调控; （2）研制了微流控芯片流体智能电动驱动控制仪（鲁科鉴字[2007]第1254号）,依照本单位国家发明专利ZL200510104343.3技术路线、通过软硬系统的进一步优化而制得。该仪器完整的实验控制,使得创建芯片液池中微升级流体/样品与微米级芯片通道的衔接及纳升至皮升级样品在通道尺寸为20-200微米的芯片通道网络内的流量和流向的有效控制更为灵活和简便,便于在不同结构芯片中自动完成微流控芯片分析、芯片电泳、微流控、微量药物输送等领域的微流体操纵设计,避免现有电动控制技术电极电压路数少、不适合复杂结构芯片,电极电压操控响应时间不同步、严重影响芯片分析重现性等问题; （3）设计发明了一种用于电脱耦合芯片电泳的智能电动进样装置（国家发明专利ZL200710015897.5）,提出并实现了进样电压与芯片电泳电化学安培检测电极系统的电脱耦合,自动实现芯片电泳电化学安培检测的“夹流进样”,避免简单进样操作的样品扩散和泄漏,保证分析重现性和电化学检测系统的安全性。