專利名稱：吸收光度檢測(cè)的微分析芯片及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的領(lǐng)域?yàn)槲⒘骺匦酒治?，特別是涉及一種進(jìn)行吸收光度檢測(cè)的微分析芯片及其使用方法。
背景技術(shù)：
微流控芯片分析以分析化學(xué)和分析生物化學(xué)為基礎(chǔ)，以微機(jī)電加工技術(shù)為依托，以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征，把試樣的采集、預(yù)處理、分離、反應(yīng)、檢測(cè)等部分集成在幾平方厘米的面積內(nèi)，從而高效、快速地完成試樣的分離、分析及檢測(cè)。自九十年代初提出微全分析系統(tǒng)以來(lái)，微流控芯片分析(Microfluidic Analysis)一直處于最活躍的發(fā)展前沿，代表著21世紀(jì)分析儀器走向微型化、集成化的發(fā)展方向。通常，微流控芯片由上下兩層或多層芯片構(gòu)成，芯片的材料為單晶硅、或石英、或玻璃、或高分子聚合物等。芯片的面積約為幾平方厘米，微管道寬度和深度為微米級(jí)，一般為封閉式微通道網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)垂直于芯片與微通道相連的孔進(jìn)出樣品。
本發(fā)明涉及的領(lǐng)域是有關(guān)微流控芯片上的檢測(cè)系統(tǒng)的研究。檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)分析系統(tǒng)的重要組成部分。微流控芯片因其芯片體積小，進(jìn)樣量?jī)H為皮、納升級(jí)，檢測(cè)處的反應(yīng)通道一般為幾十微米寬，因此對(duì)其檢測(cè)手段和裝置的要求有其特殊性。
吸收光譜分析法(亦稱吸收光度檢測(cè)法)是一種適用性廣泛的檢測(cè)方法，在分析化學(xué)中占有重要地位，也是最早用于微分析系統(tǒng)的檢測(cè)方法之一。光度檢測(cè)的波長(zhǎng)范圍約為185～1100納米。但由于微流控芯片通道吸收池內(nèi)的檢測(cè)體積小，吸收光程短，導(dǎo)致采用吸光光度法檢測(cè)靈敏度比常規(guī)宏觀系統(tǒng)低2-4個(gè)數(shù)量級(jí)，因而目前在微流控芯片分析系統(tǒng)中的應(yīng)用受到很大限制。近年有很多研究致力于增加微流控芯片上光度檢測(cè)系統(tǒng)的吸收光程，以提高光度檢測(cè)靈敏度。
目前已發(fā)表的技術(shù)可以分為以下兩類一是采用微加工的方法增加吸收池的光程，具體包括制作高深寬比通道的芯片，垂直于通道直接檢測(cè)，通道的深度一般小于100微米，通過(guò)這種方法提高光程，其效果有限(Laura Ceriotti，Jan Lichtenberg，et al.，Micro Total Analysis Systems 2001，339-340)在芯片上制作U形(Liang Z H，ChiemN，Ocvik G，Tong T，F(xiàn)luri K，Harrison D J.Anal.Chem.1996，681040)或Z形結(jié)構(gòu)的流通吸收池，沿通道方向引入光及檢測(cè)，可以得到更長(zhǎng)的光程，但是這種結(jié)構(gòu)難以制造和調(diào)準(zhǔn)，任何偏差都會(huì)造成分析信號(hào)的損耗和靈敏度的下降，受入射光的散射效應(yīng)限制，檢測(cè)光程不宜大于150微米(HS.Moosavi，Y.Jiang，et al.，Electrophoresis，vol.21，pp.1291-1299，2000)；三層夾心式芯片，在中間層制作垂直通道吸收池，其檢測(cè)光程達(dá)毫米級(jí)，但是這種芯片中間垂直通道制作困難，封接三層夾心式芯片比較困難，成本高(Jeffrey Wolk，MichaelSpaid，Morten Jensen，Richard MacReynolds，Knute Stevenson，and Ring-Ling Chien，Micro TotalAnalysis Systems 2001，367-368)。另一類采用平面波導(dǎo)技術(shù)，在芯片的上下面制作光全反射面，光以一定角度從上方入射口入射，在上下反射面之間反射，可多次經(jīng)過(guò)通道，這種方法對(duì)入射光窗精度要求很高，需要非常精確入射光才能保證在微小的檢測(cè)窗檢測(cè)到信號(hào)，報(bào)道的檢測(cè)光程為50-272微米(Moosav H S，Jiang Y，Lester L，McKinnon G，Harrison D J.Electrophoresis，2000，211291)。還有在吸收池內(nèi)部集成鏡面反射器件，采用硅MEMS刻蝕等制作高反射率鏡面或反射通道(Verpoorte E，Manz A，Luedi H，Bruno A E，Maystre F，Krattiger B，Widmer H M，Van der Schoot B H，De Rooij N F.Sens.Actuators.B.1992，B666)(Tiggelaar R M，Veenstra T T，Sanders R G P，Gardeniers J G E，Elwenspoek M C，Van den Berg A.Talanta.2002，56331)(Hidekuni Takao，Toshihiko Noda，MitsuakiAshiki，Kazuhiro Miyamura，Kazuaki Sawada，Makoto Ishida，Micro Total Analysis Systems 2001，363-364)，基于多重平面反射結(jié)構(gòu)，反射光程為毫米級(jí)，由于平面反射對(duì)光路要求苛刻，在芯片吸收池內(nèi)集成反射鏡面技術(shù)要求較高。
目前，光度檢測(cè)的各種增加光程的方法，都沒(méi)有突破芯片及其通道微小尺寸帶來(lái)的固有局限，因而無(wú)法真正突破檢測(cè)限的瓶頸，其檢測(cè)靈敏度無(wú)法達(dá)到常規(guī)分光光度計(jì)的水平。而且大都需要些要求很高的微加工手段，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，限制了光度法在芯片領(lǐng)域的應(yīng)用。
液芯波導(dǎo)管是一種以液體為內(nèi)芯的光導(dǎo)纖維，在液芯波導(dǎo)管內(nèi)，光發(fā)生全反射波導(dǎo)，可進(jìn)行幾乎無(wú)損的傳播。該技術(shù)已被用于宏觀的光度檢測(cè)領(lǐng)域?，F(xiàn)有研究表明用液芯波導(dǎo)管作為吸收池，其檢測(cè)吸光度正比于濃度，符合朗伯比爾定律，其顯著特點(diǎn)是可以極大的提高分光光度法的靈敏度及測(cè)量的線性范圍。但在微分析芯片領(lǐng)域，尚未有液芯波導(dǎo)管應(yīng)用于光度檢測(cè)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于突破芯片及其通道微小尺寸帶來(lái)的固有局限，提供一種進(jìn)行吸收光度檢測(cè)的微分析芯片及其使用方法，將光度檢測(cè)的有效光程提高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)以上，大幅提高芯片上的分光光度檢測(cè)靈敏度。
本發(fā)明提供的吸收光度檢測(cè)的微分析芯片，是一種基于液芯波導(dǎo)原理的用于長(zhǎng)光程吸收光度檢測(cè)的微分析芯片，根據(jù)本發(fā)明，微分析芯片的吸收池，由微分析芯片通道與外接的液芯波導(dǎo)管耦合構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，所述的液芯波導(dǎo)管是一種管內(nèi)有待檢測(cè)流體流過(guò)，利用管壁的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)光線在管內(nèi)部流體中連續(xù)全反射或反射傳遞的毛細(xì)管。液芯波導(dǎo)管內(nèi)通道的橫截面構(gòu)型為圓形或橢圓形。液芯波導(dǎo)管內(nèi)通道的內(nèi)徑在0.1微米-5毫米范圍內(nèi)，管壁厚度在1微米-1厘米范圍內(nèi)。液芯波導(dǎo)管的管長(zhǎng)在5毫米-50米范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，為實(shí)現(xiàn)光在波導(dǎo)管內(nèi)的波導(dǎo)，所使用的波導(dǎo)管的內(nèi)壁、外壁、管壁本身三部分之中，至少有一部分具有對(duì)光線的反射或全反射功能。
根據(jù)本發(fā)明，所使用的一類波導(dǎo)管是利用折射率的差異實(shí)現(xiàn)的光的波導(dǎo)，其特征是，在波導(dǎo)管的內(nèi)壁、外壁、管壁本身三者之中，至少一個(gè)采用折射率低于管內(nèi)流體的材料制作。
根據(jù)本發(fā)明，所使用的另一類波導(dǎo)管是利用光反射的原理實(shí)現(xiàn)光的波導(dǎo)，其特征是，所述波導(dǎo)管的內(nèi)壁、外壁、管壁本身三者之中，至少一個(gè)采用具有高效光反射性能的材料制作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，微分析芯片內(nèi)通道與液芯波導(dǎo)管通道耦合接口采用小死體積的接口，有利于降低試樣帶在接口處的分散，同時(shí)，在接口處不易留存氣泡，以免干擾正常的測(cè)定操作。
本發(fā)明的吸收光度檢測(cè)的微分析芯片使用方法，實(shí)際測(cè)定時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)光源發(fā)射的入射光線由波導(dǎo)管入口進(jìn)入液芯波導(dǎo)管，通過(guò)管內(nèi)流體，由波導(dǎo)管出口導(dǎo)出，被光檢測(cè)器檢測(cè)。光源發(fā)出的光被液芯波導(dǎo)管中流體吸收，從而發(fā)生吸光度的變化。更為有利的是，光源的入射光與波導(dǎo)管圓心同軸對(duì)準(zhǔn)，以提高入射光能量，即提高測(cè)定的信噪比。由波導(dǎo)管出口導(dǎo)出的光，采用與波導(dǎo)管同軸對(duì)準(zhǔn)的光纖收集，再導(dǎo)入光檢測(cè)器，以提高收集光的效率。
根據(jù)本發(fā)明的使用方法，采用較長(zhǎng)的波導(dǎo)管有利于提高光吸收的有效光程。
根據(jù)本發(fā)明的使用方法，相對(duì)波導(dǎo)管內(nèi)流體，利用管外壁實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)，因存在光線在管壁內(nèi)的傳輸而損失光度檢測(cè)的有效光程；對(duì)于相同長(zhǎng)度的波導(dǎo)管，利用管內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)比利用管外壁實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)具有更長(zhǎng)的有效光程。
根據(jù)本發(fā)明的使用方法，利用管外壁實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)時(shí)，采用較薄的液芯波導(dǎo)管管壁，有利于提高吸收池的有效光程。
根據(jù)本發(fā)明的使用方法，對(duì)于采用透光材料制作管壁的波導(dǎo)管，采用在波導(dǎo)管的光進(jìn)入口外壁，覆蓋不透光的遮光材料，減少不經(jīng)過(guò)流體的無(wú)用光線的進(jìn)入，能顯著提高光度檢測(cè)的靈敏度。更為有利的是，在液芯波導(dǎo)管與芯片的耦合端外壁及端面都覆蓋不透光的遮光材料，能進(jìn)一步提高光度檢測(cè)的靈敏度。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于在小體積的微分析芯片上可進(jìn)行靈敏度高光度檢測(cè)；所需的試樣體積在低于1微升的數(shù)量級(jí)時(shí)，檢測(cè)靈敏度完全可以達(dá)到和超過(guò)常規(guī)的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；此外，波導(dǎo)管的長(zhǎng)度不受芯片大小的限制，液芯波導(dǎo)管吸收池可長(zhǎng)達(dá)厘米至分米級(jí)，甚至米級(jí)，達(dá)到很高的檢測(cè)靈敏度；當(dāng)液芯波導(dǎo)管很長(zhǎng)時(shí)，可以采用盤成螺旋狀的方法，減小系統(tǒng)體積。液芯波導(dǎo)管光的損耗極小，抗干擾能力強(qiáng)；檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工，性能穩(wěn)定可靠，體積小，易于集成化。
本發(fā)明的另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)在于吸收池對(duì)光源要求比較簡(jiǎn)單，用小型激光器或者發(fā)光二極管即可作光源，而且不需要任何其他光源校準(zhǔn)器件，即可得到較強(qiáng)的光檢測(cè)信號(hào)；為了提高系統(tǒng)的集成性，可以使用光電二極管作光檢測(cè)器件，以達(dá)到整體微型化的要求。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)多樣品連續(xù)進(jìn)樣檢測(cè)。檢測(cè)樣品通過(guò)液芯波導(dǎo)管，即排出芯片體系，因此可以連續(xù)進(jìn)樣，可用于在線監(jiān)控。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于基于芯片的連續(xù)流動(dòng)和流動(dòng)注射分析。


圖1.是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的基于液芯波導(dǎo)原理的用于長(zhǎng)光程吸收光度檢測(cè)的微分析芯片。
圖2.是圖1芯片上液芯波導(dǎo)管與微流控芯片耦合接口的局部放大圖。
圖3.是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中所用液芯波導(dǎo)管的一個(gè)實(shí)例。
圖4.是圖3實(shí)施例中所用液芯波導(dǎo)管的橫截面透光圖，對(duì)比了沒(méi)有進(jìn)行遮光處理和進(jìn)行了遮光處理的不同的效果。
圖5.是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例吸收池中液芯波導(dǎo)管信號(hào)檢測(cè)端局部放大圖。
圖6.顯示安裝有圖3實(shí)施例裝置的微芯片分析系統(tǒng)對(duì)不同濃度鐵(II)-鄰菲啰啉配合物檢測(cè)的結(jié)果記錄圖。
圖7.顯示安裝有圖3實(shí)施例裝置的微芯片分析系統(tǒng)對(duì)不同濃度鐵(II)-鄰菲啰啉配合物檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)曲線以及在分光光度計(jì)平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。
圖8.是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中所用液芯波導(dǎo)管的另一個(gè)實(shí)例。
圖9.顯示安裝有圖8實(shí)施例結(jié)構(gòu)的全Teflon AF液芯波導(dǎo)管微芯片分析系統(tǒng)對(duì)不同濃度鐵(II)-鄰菲啰啉配合物檢測(cè)的結(jié)果記錄圖。
圖10.顯示安裝有圖8實(shí)施例結(jié)構(gòu)的內(nèi)鍍銀液芯波導(dǎo)管微芯片分析系統(tǒng)對(duì)鐵(II)-鄰菲啰啉配合物檢測(cè)的結(jié)果記錄圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，以下將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例1。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例制得的耦合液芯波導(dǎo)管的微流控芯片構(gòu)造圖。微流控芯片由上(1)、下(2)兩玻璃片組成，玻璃片厚度為1.7毫米。采用光掩膜和濕法刻蝕技術(shù)在上片(1)加工“工”字形通道，微通道(3)寬度為100微米，深度30微米。用1.7毫米的金剛石鉆頭分別在“工”字形通道的端部垂直于芯片鉆孔(4)、(5)。采用經(jīng)典的高溫鍵合的方法實(shí)現(xiàn)上(1)、下(2)兩片的永久封合。得到長(zhǎng)度、寬度分別為30毫米、20毫米的微流控芯片。接近“工”字形上橫通道2.5毫米位置處，用金剛石玻璃刀垂直于芯片、平行于橫向通道，切割得到“T”形通道芯片。平行于橫向通道的面用細(xì)砂紙研磨拋光，得到透明的平面(8)，以便光源直接照射。采用0.35毫米鉆頭在芯片上鉆孔的方法，在T字形通道的出口通道得到直徑約390微米的芯片接口(6)。所接的波導(dǎo)管(7)為5.5厘米長(zhǎng)。將內(nèi)徑0.5mm聚四氟乙烯管粘接于微流控芯片的進(jìn)出口(4)、(5)處，使芯片和外部進(jìn)樣設(shè)備相連。
圖2是液芯波導(dǎo)管與微流控芯片耦合接口的局部放大圖。采用Teflon AF1600液芯波導(dǎo)管(7)外徑375微米，內(nèi)徑為50微米。用黑色油漆筆(ZEBRA，Japan)在潔凈的玻璃表面擠出一小滴油漆液，將液芯波導(dǎo)管的一端接泵管泵氣，防止中間通道進(jìn)漆；另一端垂直在油漆小液滴中浸一下，快速拿起，泵氣直至漆干為止。用較干的油漆筆在波導(dǎo)管側(cè)壁涂上一薄層均勻的油漆(11)，油漆厚約5～10微米。得到的液芯波導(dǎo)管端部外徑略小于390微米。將Teflon液芯波導(dǎo)管涂漆端小心的插入，液芯波導(dǎo)管端部與接口底部緊密接合。用環(huán)氧樹脂膠(14)固定波導(dǎo)管。為了在芯片上集成發(fā)光二極管光源，如圖2所示在接近微流控芯片通道與波導(dǎo)光接口處用金剛鉆透(1)、(2)玻璃片，用銼刀研磨，然后用細(xì)砂紙拋光，得到一個(gè)方形框(15)用于嵌入集成發(fā)光二極管光源。
圖3是一種外覆Teflon AF膜(9)的石英液芯波導(dǎo)管吸收池光路示意圖。Teflon AF膜(9)的折射率為1.29，通道中水溶液(10)的折射率為1.3333，石英壁(8)折射率為1.51。波導(dǎo)管入口處用波導(dǎo)管的全反射條件均為入射角大于θ0＝75.4°。沿通道軸向以小于15.6°入射角入射的光能在液芯波導(dǎo)管中全反射傳播，當(dāng)溶液中有吸光物質(zhì)時(shí)，光被吸收，產(chǎn)生吸光度變化。從圖3可以看出，當(dāng)以15.6°入射角入射時(shí)，通過(guò)溶液的光程占總光程的三分之一左右。用純Teflon AF毛細(xì)管或內(nèi)壁全反射金屬毛細(xì)管，可以使光程大于等于波導(dǎo)管的長(zhǎng)度；采用石英壁很薄的波導(dǎo)管，以減少光在石英壁中傳播光程的比例，也可以提高光程。
圖4對(duì)比了圖3的波導(dǎo)管在沒(méi)有進(jìn)行遮光處理和進(jìn)行了遮光處理的不同的效果。A1、A2、B1、B2均為Teflon液芯波導(dǎo)管檢測(cè)端CCD顯微拍照實(shí)圖。光源為505納米的發(fā)光二極管。A1、A2為入射端面沒(méi)有涂油漆的光分布圖。B1、B2為入射端進(jìn)行了圖4所示的遮光處理的光分布圖。其中A1、B1注射0.2mM鄰菲啰啉-鐵(II)顯色溶液，A2、B2注射空白鄰菲啰啉溶液?？梢钥吹?，沒(méi)有進(jìn)行遮光處理時(shí)，溶液變化對(duì)總光量的變化貢獻(xiàn)不大，因?yàn)榇蟛糠止馐峭ㄟ^(guò)石英壁中傳播。進(jìn)行遮光處理后，通道中心變化更加明顯。證明遮光處理有助于降低背景，提高系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度。
圖5為液芯波導(dǎo)管檢測(cè)端口設(shè)計(jì)。液芯波導(dǎo)管出口由一外徑大于液芯波導(dǎo)管的單芯光纖(17)，由光纖將光導(dǎo)入光電倍增管檢測(cè)。檢測(cè)端口同時(shí)也是檢測(cè)溶液出口，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)稀釋液池(16)，保持出口檢測(cè)處的環(huán)境穩(wěn)定。也可以采用其他方法進(jìn)行檢測(cè)，如采用光電二極管，對(duì)準(zhǔn)液芯波導(dǎo)管出口直接檢測(cè)，這樣將大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整體的小型化。
圖6顯示安裝有圖3實(shí)施例裝置的微芯片分析系統(tǒng)對(duì)不同濃度鐵(II)-鄰菲啰啉配合物檢測(cè)的結(jié)果記錄圖。采用以上圖1微流控芯片耦合液芯波導(dǎo)管系統(tǒng)裝置，及505納米的發(fā)光二極管作光源，光電倍增管和微光測(cè)量?jī)x作為檢測(cè)器，檢測(cè)鄰菲啰啉-鐵(II)混合顯色溶液。T形通道芯片的兩個(gè)通道分別交替注射Fe(II)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液(一個(gè)數(shù)量級(jí)五個(gè)溶液)和空白液。
圖7顯示安裝有圖3實(shí)施例裝置的微芯片分析系統(tǒng)對(duì)不同濃度鐵(II)-鄰菲啰啉配合物檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)曲線以及在分光光度計(jì)平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。檢測(cè)范圍2.0～10微摩爾/升標(biāo)準(zhǔn)溶液。曲線方程為y＝0.0184x+0.0056，R2＝0.9991；在分光光度計(jì)上平行實(shí)驗(yàn)測(cè)得的曲線方程為y＝0.011x-0.0028，R2＝0.9994。檢測(cè)吸光度超過(guò)分光光度計(jì)，但沒(méi)有達(dá)到理論計(jì)算的最低值。檢測(cè)靈敏度同時(shí)受到光源單色性，遮光層的遮光不完全等的影響。
圖8為一種通過(guò)內(nèi)部全反射進(jìn)行液芯波導(dǎo)的吸收池光路示意圖。全反射管壁可以是低折射率透明物質(zhì)或者高反射率的非透明物質(zhì)表面。
圖9為采用圖8結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例，全TeflonAF液芯波導(dǎo)管吸收池，管長(zhǎng)6.3厘米，對(duì)鐵(II)-鄰菲啰啉配合物檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)曲線以及在分光光度計(jì)平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。檢測(cè)范圍2.0～10微摩爾/升標(biāo)準(zhǔn)溶液。曲線方程為y＝0.0514x+0.0135，R2＝0.9995，在分光光度計(jì)上平行實(shí)驗(yàn)測(cè)得的曲線方程為y＝0.0117x-0.0123，R2＝0.9992。
圖10為采用圖8結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例，內(nèi)鍍銀液芯波導(dǎo)管的吸收池，對(duì)鐵(II)-鄰菲啰啉配合物檢測(cè)的結(jié)果記錄圖。采用3cm吸收池，其吸光度可達(dá)到分光光度計(jì)的3.7～4倍。
權(quán)利要求
1.一種吸收光度檢測(cè)的微分析芯片，其特征在于，該芯片的吸收池由微分析芯片通道與外接的液芯波導(dǎo)管耦合構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述吸收光度檢測(cè)的微分析芯片，其特征在于裝置中采用的液芯波導(dǎo)管，(a)是一種管內(nèi)有待檢測(cè)流體流過(guò)，利用管壁的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)光線在管內(nèi)部流體中連續(xù)全反射或反射傳遞的毛細(xì)管；(b)液芯波導(dǎo)管內(nèi)通道的橫截面構(gòu)型為圓形或橢圓形；(c)液芯波導(dǎo)管內(nèi)通道的內(nèi)徑在0.1微米-5毫米范圍內(nèi)；(d)管壁厚度在1微米-1厘米范圍內(nèi)；(e)液芯波導(dǎo)管的管長(zhǎng)在5毫米-50米范圍內(nèi)；(f)波導(dǎo)管內(nèi)壁、外壁、管壁本身三部分之中，至少有一部分具有對(duì)光線的反射或者全反射功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述吸收光度檢測(cè)的微分析芯片，其特征在于，所述波導(dǎo)管的內(nèi)壁、外壁、管壁本身三者之中，至少有一個(gè)采用折射率低于管內(nèi)流體的材料或者具有高效光反射性能的材料制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述吸收光度檢測(cè)的微分析芯片，其特征在于，在所述波導(dǎo)管的內(nèi)壁或外壁涂覆一層折射率低于管內(nèi)水溶液的涂層或者能對(duì)光進(jìn)行高效率反射的鍍層材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述吸收光度檢測(cè)的微分析芯片，其特征在于，在所述波導(dǎo)管采用透光材料，在波導(dǎo)管的光進(jìn)入口外壁覆蓋不透光的遮光材料，更為有利的是，在液芯波導(dǎo)管與芯片的耦合端外壁及端面覆蓋不透光的遮光材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述吸收光度檢測(cè)的微分析芯片，其特征在于，所述微分析芯片通道與液芯波導(dǎo)管通道耦合，其結(jié)合部封閉，更為有利的是，兩通道的接口具有最小的死體積。
7.權(quán)利要求1所述吸收光度檢測(cè)的微分析芯片的使用方法，其特征在于，檢測(cè)系統(tǒng)光源發(fā)射的入射光線由波導(dǎo)管入口進(jìn)入液芯波導(dǎo)管，液芯波導(dǎo)管中流體吸收光源發(fā)出的光，從而發(fā)生吸光度的變化，由波導(dǎo)管出口導(dǎo)出，光檢測(cè)器檢測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述吸收光度檢測(cè)的微分析芯片的使用方法，其特征在于，光源的入射光與波導(dǎo)管圓心同軸對(duì)準(zhǔn)，以提高入射光能量，由波導(dǎo)管出口導(dǎo)出的光，經(jīng)與波導(dǎo)管同軸對(duì)準(zhǔn)的光纖收集后，再導(dǎo)入光檢測(cè)器，以提高收集光的效率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述吸收光度檢測(cè)的微分析芯片的使用方法，其特征在于，利用增加波導(dǎo)管長(zhǎng)度，或者降低利用管外壁實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)的波導(dǎo)管的管壁厚度，提高吸收池的有效光程。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述吸收光度檢測(cè)的微分析芯片的使用方法，其特征在于，相對(duì)相同長(zhǎng)度和內(nèi)徑的依靠管外壁實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)的波導(dǎo)管，使用依靠管內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)的波導(dǎo)管，可獲得更長(zhǎng)的光度檢測(cè)有效光程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸收光度檢測(cè)的微分析芯片及其使用方法，該芯片的特征是由常規(guī)微分析芯片通道與液芯波導(dǎo)管耦合構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能在微分析芯片系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高靈敏度的吸收光度檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/25GK1515892SQ0311473
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月3日
發(fā)明者方群, 杜文斌, 方肇倫, 方 群 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)