基于液芯波导原理的微流控芯片

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1、基于液芯波导原理的微流控芯片基于液芯波导原理的微流控芯片窗体顶端窗体底端Vol25.2004年4月高等学校化学学报　　　　　　　CHEMICALJOURNALOFCHIESEUNIERSITIES　　　　　　　NV　No.4　610613　～ 基于液芯波导原理的微流控芯片 长光程光度检测系统杜文斌,方　群,方肇伦(浙江大学化学系,微分析系统研究所,杭州310028)摘要　提出了一种基于液芯波导(Liquidcorewaveguide,LCW)原理的微流控芯片吸收光度检测系统.通过芯片与外界接口技术实现液芯波导管与芯片的耦合,建立了芯片上长光程(

2、毫米至厘米级)吸收光度检测池.采用邻菲　啉2铁()显色体系验证系统分析性能,以5.5cm外覆TeflonAF液芯波导管作为检测池(检测)配合物的检出限为2+2+FeSO4?7H2O,加入2.5mL1molLHCl稀释至500mL.以超纯水稀释Fe储备液,配制Fe标准D2C紫外2可见分光光度计(北京瑞利分析仪器公司).微流控芯片的检测技术是微全分析系统[1](MTAS)中的一个重要研究领域.UV2is检测[2,3]以其V广泛的适用性在仪器分析领域占有重要地位,也是最早应用于微全分析系统的检测方法之一.但在微米级尺度的芯片微通道内实现吸收光度检测,

3、检测池的吸收光程和光通量均受到很大限制.近年来,芯片上长光程光度检测系统的研究[4～10]按其技术路线的不同,可分为3类:(1)采用微加工技术,加大微通道的深度或宽度[4],或在芯片上制作U形[5]结构的流通检测池,增加吸收光程,报道的最高检测光程为120∧;(2)制作三层夹心结构芯片,流通池检测光程(720∧)等于夹层芯片的厚度[6];mm(3)采用镜面反射及平面波导技术提高吸收光程[7～10],在芯片通道内加工或集成多重平面反射结构作为吸收池,报道的检测光程由272∧到毫米级.上述方法对吸收池光程的提高均较为有限.在常规光m度检测中,采用液

4、芯波导原理以提高检测光程是一种提高灵敏度的有效方法[11,12].本文利用微流控芯到厘米级,检测灵敏度达到和超过常规分光光度计水平.同时系统还具有结构简单,容易加工,对光学系统要求低等特点,可应用于芯片上连续流动和流动注射分析系统中.片与毛细管耦合技术,将液芯波导毛细管集成到微流控芯片的通道出口作为吸收池,建立了一种新的芯片上长光程的光度检测系统[13].采用邻菲　啉2铁()显色体系验证系统性能,检测池有效光程达1　实验部分1.1　试剂和仪器系列溶液.测定前将Fe2+标准系列溶液及空白溶液与显色剂溶液预先混合(体积比为3∶2).WZS250F双

5、通道微量注射泵(浙江大学医学仪器厂);光电倍增管(北京滨松光电子技术有限公司),微光测量仪(西安瑞迈科技);数据采集卡(PCL2818L,122bitAD,台湾研华科技);WFZ8002收稿日期:2003205206.基金项目:国家自然科学基金重大项目(批准号:20299030)及教育部科学技术研究重点项目(批准号:01093)资助.联系人简介:方　群(1966年出生),男,博士,教授,从事微流控分析芯片研究.E2ail:fangqun@mailhz.zjcn..m]微芯片的加工:采用湿法刻蚀和高温键合技术加工[15“T”形通道玻璃微芯片,通道

6、宽100∧,深m(o2Phenanthroline)20.2%盐酸羟胺2乙酸钠混合液[14].Fe2+储备液(2mmolL)配制:准确称取0.278g?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.池体积240nL)时,芯片系统的检测线性范围为0.0350∧olL,对邻菲　啉2铁(～m8nmolL,检测池有效光程达1.7cm,分析精度RSD(n=5)为0.8%.关键词　微流控芯片;液芯波导;吸收光度检测中图分类号　O657　　　　文献标识码　A　　　　文章编号　025

7、120790(2004)0420610204所用试剂均为分析纯,并以超纯水配制.显色剂2缓冲剂溶液为0105%邻菲　啉No.4杜文斌等: 基于液芯波导原理的微流控芯片长光程光度检测系统　　　61130∧,其构造见图1.以钻头在通道A,B两端钻m1.2　操　　作直径1.1mm孔作为试样和试剂的进口,与注射泵导管相连;C端为开口微通道将平行于A,B通.道的玻璃侧表面抛光,以便光源直接照射.微检测池的加工:取一定长度的液芯波导管[石英毛细管外覆TeflonAF(www.dupont.comteflonaf),o.d.375∧,.d.50∧],在波导管

8、入mim射端面及入射端外壁涂覆厚约510∧的黑色油～m漆涂层(图1)以进行表面避光处理,涂覆时毛细管另一端通入空气以保证其通道不被堵塞.采用文献Fig