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提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法

阅读:921发布:2023-03-08

专利汇可以提供提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种提高微流控芯片非 接触 电导法检测灵敏度的方法:取微流控芯片,加入缓冲液,使微流控芯片的样品池、样品废液池、缓冲液储存池、缓冲液废液池、进样通道和分离通道均充满缓冲液;吸去出样品池、缓冲液储存池中的缓冲液;向样品池中加入用缓冲液制备的待测样品溶液,向缓冲液储存池中加入含 乙醇 的缓冲液且该乙醇的体积含量大于10%;插入 电极 ,以样品池为正极、样品废液池为负极进行进样,进样结束后,以缓冲液储存池为正极、缓冲液废液池为负极进行分离;进样、分离结束后再重复进样、分离至少一次。采用该检测方法, 检测限 能够低至10pg/ml,灵敏度非常高,能很好的实现痕量检测。另外,本发明操作简单,成本低,实用性强。,下面是提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法专利的具体信息内容。

1.一种提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法,其特征在于,所述的方法包括:
步骤一、取微流控芯片,加入缓冲液,使所述微流控芯片的样品池、样品废液池、缓冲液储存池、缓冲液废液池、进样通道和分离通道均充满缓冲液;
步骤二、吸去出所述样品池、缓冲液储存池中的缓冲液;
步骤三、向样品池中加入用所述缓冲液制备的待测样品溶液,向缓冲液储存池中加入含乙醇的所述缓冲液且该乙醇的体积含量大于10%;
步骤四、插入电极,以样品池为正极、样品废液池为负极进行进样,所述进样结束后,以缓冲液储存池为正极、缓冲液废液池为负极进行分离;所述进样、分离结束后再重复所述进样、分离至少一次,获得检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤三中,所述乙醇的体积含量大于10%且小于等于50%。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤三中,所述乙醇的体积含量为20~
40%。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤三中,所述乙醇的体积含量为20%。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,步骤一中,所述微流控芯片经过近如下预处理:
所述微流控芯片为首次使用的微流控芯片,则依次采用硝酸溶液、双蒸馏、氢化钠溶液、双蒸馏水冲洗;
所述微流控芯片为重复使用的微流控芯片,则先采用氢氧化钠溶液对进样通道、分离通道进行活化,再用双蒸馏水清洗,最后用所述缓冲液平衡。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述微流控芯片为首次使用的微流控芯片,所述硝酸溶液的浓度为0.8~1.2mol/L,所述氢氧化钠溶液的浓度为0.8~1.2mol/L,所述冲洗的时间为8~12min;
所述微流控芯片为重复使用的微流控芯片,所述氢氧化钠溶液的浓度为0.08~
0.12mol/L,所述活化的时间为12~18min;所述清洗的时间为3~8min,所述平衡的时间为8~12min。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述微流控芯片为首次使用的微流控芯片,所述硝酸溶液的浓度为1mol/L,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L,所述冲洗的时间为
10min;
所述微流控芯片为重复使用的微流控芯片,所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L,所述活化的时间为15min;所述清洗的时间为5min,所述平衡的时间为10min。
8.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,所述的微流控芯片为十字型PMMA微流控芯片。
9.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,步骤三中,所述进样、分离结束后再重复所述进样、分离两次。
10.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,步骤三中,所述进样的时间为8~12s,所述分离的时间为1.8~2.2min,所述分离采用的电压为1.8~2.2kv电压。

说明书全文

提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微流控芯片检测领域,特别是涉及提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法。

背景技术

[0002] 微型化和集成化是现代分析仪器发展的重要方向。微流控芯片具有体积小、样品和试剂消耗少、分析速度快、样品处理简单、分离效能高等特点。微流控芯片可以高度集成化,在一几平方厘米的芯片上实现进样、反应、过滤、分离、检测的整个分析过程。
[0003] 用于微流控芯片的检测器主要有:紫外-可见光吸收检测器、荧光检测器、激光诱导荧光检测器、化学发光检测器、电导检测器,安培检测器等。因为微流控芯片上分离微通道的尺寸一般只有几十微米,检测光程很短,紫外-可见光吸收检测的灵敏度很难得到进一步的提高;荧光、激光诱导荧光和化学发光检测器的灵敏度高,但由于只能检测具有荧光或化学发光物质,常需要样品衍生化,应用范围有限,且仪器购置费用较高,导致检测成本较为高昂;质谱法灵敏度高,能够提供结构和质量信息,可检测的分子种类多,但芯片与质谱仪的接口问题较难解决,且同样仪器购置运行费用昂贵;安培检测器灵敏度高,有选择性,但需要专的电器元件和改性柱或改性芯片,常用于具有化还原性质的化合物检测如溴,碘,亚硝酸还有基酸,糖等。电导检测器主要用于不同离子的电导检测,检测常规可电离物质的阴阳离子,检测物质范围较广,线性范围宽,选择性好,易于集成化、微型化,检测电路结构简单、成本低,直接将待测物的化学信号转化为电信号,避免了信号变换过程,减少了信号噪声。非接触电导法是直接将检测电极放置在分离通道的芯片外表面,避免电极与待测溶液的直接接触,有效消除高压分离电场对检测的干扰及电极污染问题,通过测定分析物的电导变化实现检测。
[0004] 但是,微流控芯片非接触电导法灵敏度尚需进一步提高。目前提升灵敏度的主要措施例如采用固相萃取、液液微萃取等线下预富集技术等。但是这些方法对灵敏度的提升非常有限。并且这些方法还伴随成本较高、操作繁琐的问题。
[0005] 因此,亟待提供一种高效的、便捷且低成本的提升微流控芯片非接触电导法灵敏度的方法。

发明内容

[0006] 基于此,本发明的主要目的是提供一种高效的、便捷且低成本的提升微流控芯片非接触电导法灵敏度的方法。
[0007] 本发明的主要目的是通过以下技术方案实现的:
[0008] 一种提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法,所述的方法包括:
[0009] 步骤一、取微流控芯片,加入缓冲液,使所述微流控芯片的样品池、样品废液池、缓冲液储存池、缓冲液废液池、进样通道和分离通道均充满缓冲液;
[0010] 步骤二、吸去出所述样品池、缓冲液储存池中的缓冲液;
[0011] 步骤三、向样品池中加入用所述缓冲液制备的待测样品溶液,向缓冲液储存池中加入含乙醇的所述缓冲液且该乙醇的体积含量大于10%;
[0012] 步骤四、插入电极,以样品池为正极、样品废液池为负极进行进样,所述进样结束后,以缓冲液储存池为正极、缓冲液废液池为负极进行分离;所述进样、分离结束后再重复所述进样、分离至少一次,获得检测结果。
[0013] 在其中一些实施例中,步骤三中,所述乙醇的体积含量大于10%且小于等于50%。
[0014] 在其中一些实施例中,步骤三中,所述乙醇的体积含量为20~40%。
[0015] 在其中一些实施例中,步骤三中,所述乙醇的体积含量为20%。
[0016] 本发明添加乙醇的量大于10%均可,但考虑到乙醇含量越大、挥发越大从而影响检测的稳定性,所以本发明的乙醇含量优选为20~40%,特别优选为20%。
[0017] 在其中一些实施例中,步骤一中,所述微流控芯片为首次使用的微流控芯片,则依次采用硝酸溶液、双蒸馏、氢氧化钠溶液、双蒸馏水冲洗;
[0018] 所述微流控芯片为重复使用的微流控芯片,则先采用氢氧化钠溶液对进样通道、分离通道进行活化,再用双蒸馏水清洗,最后用所述缓冲液平衡。
[0019] 在其中一些实施例中,步骤一中,所述微流控芯片为首次使用的微流控芯片,所述硝酸溶液的浓度为0.8~1.2mol/L,所述氢氧化钠溶液的浓度为0.8~1.2mol/L,所述冲洗的时间为8~12min;
[0020] 所述微流控芯片为重复使用的微流控芯片,所述氢氧化钠溶液的浓度为0.08~0.12mol/L,所述活化的时间为12~18min;所述清洗的时间为3~8min,所述平衡的时间为8~12min。
[0021] 在其中一些实施例中,步骤一中,所述微流控芯片为首次使用的微流控芯片,所述硝酸溶液的浓度为1mol/L,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L,所述冲洗的时间为10min;
[0022] 所述微流控芯片为重复使用的微流控芯片,所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L,所述活化的时间为15min;所述清洗的时间为5min,所述平衡的时间为10min。
[0023] 在其中一些实施例中,步骤一中,所述的高微流控芯片为十字型PMMA微流控芯片。
[0024] 在其中一些实施例中,步骤四中,所述分离结束后再重复所述进样、分离两次。
[0025] 在其中一些实施例中,步骤四中,所述进样的时间为8~12s,所述分离的时间为1.8~2.2min,所述进样、分离采用的电压为1.8~2.2kv电压。
[0026] 与现有技术相比,本发明具备如下有益效果:
[0027] 本发明在使用微流控芯片对待测样品进行非接触电导检测时,先用缓冲用充满微流控芯片的样品池、样品废液池、缓冲液储存池、缓冲液废液池、进样通道和分离通道,再吸去出样品池、缓冲液储存池中的缓冲液,然后在缓冲液储存池中加入含有适量乙醇的缓冲液,并且,在进样、分离后重复进样、分离步骤,从而形成特定的微流控芯片非接触电导检测方法。采用该检测方法进行待测样品检测时,检测限能够低至10pg/ml(传统微流控芯片非接触电导检测方法为1μg/ml以上,此处的10pg/ml检测限是不添加其他干扰物质时的检测限),灵敏度非常高,能很好的实现痕量检测。另外,本发明仅需少量乙醇并重复分离步骤即可,操作简单,成本低,实用性强。
[0028] 进一步地,本发明还对微流控芯片进行适当的预处理,这样的预处理,在微流控芯片于相同的缓冲液下进行重复使用时,具有较好的电泳分离检测的重现性。附图说明
[0029] 图1为本发明所涉及的微流控芯片结构示意图;图1中,A是缓冲液废液池,B是缓冲液储存池,C是样品池,D是样品废液池,CD段为进样通道,AB段为分离通道;
[0030] 图2为实施例1和对比例1检测图谱比较图;图2中,1是对比例1的谱峰,2是实施例1的谱峰;
[0031] 图3为实施例2、实施例3、对比例2的检测图谱;图中,A是乙醇的加入体积百分比为40%时所得谱峰,B是乙醇的加入体积百分比为30%时所得谱峰,C是乙醇的加入体积百分比为20%时所得谱峰,D是乙醇的加入体积百分比为10%时所得谱峰;1、2、3都是加兰他敏的色谱峰;
[0032] 图4为实施例4的检测图谱;图中,A是不加入乙醇的检测谱峰,B是加入乙醇的检测谱峰,1、2、3、4分别是检测出的谱峰;
[0033] 图5为对比例3的检测图谱。

具体实施方式

[0034] 为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0035] 除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0036] 本发明实施例所述的缓冲液均指10mM-10mM三乙胺-酸的缓冲液。
[0037] 实施例1、该方法用于药品--加兰他敏的浓度检测
[0038] 本实施例提供一种提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法。由于药品加兰他敏为可电离物质,故以加兰他敏的检测为例,对提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法进行说明。
[0039] 本实施例的提高微流控芯片非接触电导法检测灵敏度的方法,包括如下步骤:
[0040] (1)取微流控芯片(常规的十字型PMMA微流控芯片,结构参见图1),本实施例采用的微流控芯片为重复使用的微流控芯片。
[0041] (2)先采用氢氧化钠溶液对微流控芯片的进样通道、分离通道进行活化,再用双蒸馏水清洗,最后用所述缓冲液平衡。氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L,活化的时间为15min;清洗的时间为5min,平衡的时间为10min。
[0042] (3)首先让所有通道(进样通道和分离通道)和样品池、样品废液池、缓冲液储存池、缓冲液废液池充满配比为10mM-10mM三乙胺-硼酸的缓冲液,再用循环水真空吸出缓冲液储存池、样品池内的所述缓冲液,使池内无残留液滴。
[0043] (4)样品池中加入用所述缓冲液配制的样品溶液(含200μg/ml加兰他敏),缓冲液储存池加入含有体积比为20%乙醇的所述缓冲液。
[0044] (5)将电极插入各池中。开启高压电源,进入进样状态:CD段(进样通道)通电,C为正极,D为负极;进样10s后,切换至分离状态(分离电压2kv):CD段(进样通道)不再处于通电状态,AB段(分离通道)通电,B为正极,A为负极。第一次分离步骤持续时间为2分钟。
[0045] (6)然后重复上述进样、分离步骤两次,得出检测数据。与加兰他敏标准品对照后确认峰的归属。
[0046] 结果显示,采用本发明的检测方法,加兰他敏的检测限(s/n=3)为10pg/ml,所得图谱见图2中2。根据该图2可知,本发明的方法,检测信号很强。
[0047] 实施例2
[0048] 本实施例是实施例1的变化例,与实施例1相比,主要变化之处在于步骤(4)缓冲液储存池加入含有体积比为40%乙醇的所述缓冲液。
[0049] 检测结果见图3,根据图3中A所示的图谱可知,当乙醇的加入体积百分比为40%时,检测信号强度得到放大。
[0050] 实施例3
[0051] 本实施例是实施例1的变化例,与实施例1相比,主要变化之处在于步骤(4)缓冲液储存池加入含有体积比为30%乙醇的所述缓冲液。
[0052] 检测结果见图3,根据图3中B所示的图谱可知,当乙醇的加入体积百分比为30%时,检测信号强度得到放大。
[0053] 实施例4
[0054] 本实施例是实施例1的变化例,与实施例1相比,主要变化之处在于检测对象不同:
[0055] 本实施例检测的对象是美金刚和多奈哌齐,步骤(4)中加入用所述缓冲液配制的含50μg/ml美金刚、50μg/ml多奈哌齐、50%(v/v)饱和环糊精溶液、2%DMSO、20%乙醇的样品溶液。
[0056] 检测结果见图4中B。同时,本例还以缓冲液储存池不加入乙醇对美金刚和多奈哌齐进行检测做对照。检测结果参见图4中A。
[0057] 根据图4中A谱峰与B谱峰,不难发现,B谱峰的信号强度大,检测灵敏度增加。
[0058] 对比例1
[0059] 本对比例是实施例1的对比例,与实施例1相比,主要区别之处在于步骤(6)缓冲液储存池加入乙醇体积含量为0%的缓冲液。
[0060] 结果请参见图2中的谱峰1,在不加入乙醇的情况下进行电泳检测,检测信号非常的弱,灵敏度不高。
[0061] 对比例2
[0062] 本对比例是实施例1的变化例,与实施例1相比,主要变化之处在于步骤(4)缓冲液储存池加入含有体积比为10%乙醇的所述缓冲液。
[0063] 检测结果见图3,根据图3中D所示的谱峰可知,当乙醇的加入体积百分比为10%时,没有信号放大作用。
[0064] 对比例3
[0065] 本对比例实施例1的对比例,与实施例1相比,主要区别之处在于步骤(6),本例的步骤(6)没有重复进样、分离步骤,在步骤(5)结束后直接检测数据。
[0066] 结果:不重复进样分离步骤直接检测的结果见图5中“→”标识处。
[0067] a、b、c分别为重复第二次、重复第三次、重复第四次10秒进样过程,分离后得到1、2、3的加兰他敏峰。
[0068] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0069] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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