Мікрофлюїдний чип електрохемілюмінесцентного пристрою

Мікрофлюїдний чип електрохемілюмінесцентного пристрою, що містить каналізовану полімерну платформу, робочий електрод, модифікований 3 Ця задача вирішена наступним чином. У мікрофлюїдний чип ЕХЛ-пристрою, що містить каналізовану полімерну платформу, робочий електрод, модифікований електрохемілюмінофором-реагентом, згідно винаходу, передбачено конфігурацію каналу "Т"подібного вигляду та розміщення на кінцях каналів чотирьох заповнених розчинами проби й буфера мікрорезервуарів, в яких знімно або стаціонарно для забезпечення електрокінетичного руху проби розміщені з'єднані з високовольтним джерелом живлення електроди, представлені прямокутними паралелепіпедами, наприклад, зі скловуглецю, розміри яких визначаються розмірами мікрорезервуарів. На фіг. 1 - схематичне зображення мікрофлюїдного чипа ЕХЛ-пристрою (мікрорезервуари: 1 - буферного розчину, 2, 4 зливу відходів зразка, 3 - зразка і 5 - сенсорна зона). На фіг. 2 - креслення мікрофлюїдного чипа ЕХЛ-пристрою. На фіг. 3 - зображення профілю каналів мікрофлюїдного чипа, одержаних у полімерах методом лазерної абляції. На фіг. 4 - фотографія мікрофлюїдного чипа ЕХЛ-пристрою. Це дало б можливість: - проводити дозування піколітрових об'ємів рідини (що має важливе значення при використанні "дефіцитних" зразків (спинномозкова рідина, кров)) без використання дорогих високопрецизійних механічних дозаторів; - замінити гідродинамічний транспорт проби на електрокінетичний, який характеризується відсутністю дисперсії зразка (що має місце при прокачуванні проби тиском), а, отже, і підвищенням чутливості аналізу. Крім того, електрокінетичний транспорт не вимагає використання механічних насосів і дозатора, що значно спрощує конструкцію і знижує її собівартість; - реалізувати на чипі додатковий метод аналізу капілярний електрофорез, який використовується для розділення проби на компоненти і підвищує селективність наступної стадії аналізу - ЕХЛ-детектування; Такі результати можна отримати за рахунок: - застосування «Т»-подібної конфігурації каналів дасть можливість реалізувати дозування піколітрових об'ємів проби без використання дорогих високопрецизійних громіздких дозаторів; - інкорпорування електродів у мікрорезервуари на кінцях каналів дасть можливість накладати напругу для проведення дозування, електрокінетичного транспорту та розділення проби; наявність мікроаналітичної камери на кінці сепараційного мікроканалу дасть можливість реалізувати детекторну зону, а інкорпорування в неї електроду порівняння і робочого електроду дасть можливість реалізувати ЕХЛ-розпізнавання результатів розділення; - використання методів лазерної абляції матеріалу-підкладки з поліметилметакрилату (ПММА) та термічного спікання для створення 60060 4 мікрофлюїдного чипу з мікроканалами бажаної конфігурації та мікроаналітичними камерами (резервуарами). Таким чином, за рахунок застосування: - методів лазерної абляції та термічного спікання створити ЕХЛ-пристрій на базі мікрофлюїдного чипу з мікроканалами, необхідними для реалізації піколітрового дозування та капілярного електрофорезу, а також мікрорезервуаром - для ЕХЛ-детектування; - «Т»-подібної конфігурації - реалізувати піколітрове дозування проби і уникнути використання механічних дозаторів; - чотирьох додаткових електродів та високовольтного джерела живлення забезпечити електрокінетичний рух проби, який вигідно відрізняється від гідродинамічного руху, що має місце у проточно-інжекційному аналізі. Розглянемо більш детальніше роботу пристрою. «Т»-подібна конфігурація каналів мікрофлюїдного чипа з мікрорезервуарами на їх кінцях дає можливість реалізувати завантаження та дозування проби та реагентів, сепарацію проби і детектування її компонентів (Фіг. 1). Рухом потоків рідин керують за допомогою зміни потенціалів, прикладених до електродів в точках 1, 2, 3, 4. Мікрофлюїдний чип ЕХЛ-пристрою (Фіг. 2), являє собою планарну платформу, яка складається з двох полімерних (ПММА) каналізованої і захисної - пластин, герметично з'єднаних шляхом спікання. Канали (в перерізі: ширина – 110 мкм, глибина – 90 мкм) (Фіг. 3) мікрорезервуари, отримані лазерною абляцією в суміщенні із термічним спіканням. Мікрорезервуари, необхідні для завантаження проби й реагентів, представлені отворами в каналізованій пластині діаметром 2 мм. Найдовший канал, що сполучає резервуари 1-4 є сепараційним, у якому відбувається не тільки рух проби, але і її розділення (методом капілярного електрофорезу). Перед використанням канали мікрофлюїдного чипа промивають, за потреби їх поверхню відповідним чином обробляють, заповнюють буферним розчином – електролітом. Перед дослідами в резервуар чипу вводять досліджувану пробу. Усі наступні операції здійснюються в автоматичному режимі за заданою дослідником програмою. «Т»-подібна конфігурація каналів дає можливість дозувати пробу піколітрових об'ємів. Це відбувається під дією електричних потенціалів (напруг), прикладених до електродів, розміщених у мікрорезервуарах. Електроди (Фіг. 4) представлені прямокутними паралелепіпедами зі скловуглецю 2 см х 2 мм х 2 мм. При цьому зразок рухається через «простий хрест» (який перпендикулярний розділовому каналу), за накладання високої напруги на лінії резервуарів 3, 4 вводу проби її вузька зона з пересічення каналів направляється в розділовий включенням високої напруги на лінії буфер-злив (резервуари 1, 2) (Фіг .1). На електроди подають напругу від високовольтного джерела. У мікрорезервуари 1-4 вно 5 сять аналізовану пробу електроліту і проводять електрофорез за допомогою електричного поля, прикладеного до електродів 4 і 5. Капілярний електрофорез дозволяє фракціонувати широкий клас біопроб. Електрофоретичне розділення проби проводять за напруги до 2000 В між мікрорезервуарами з буферним розчином 1 і загального зливу 5 (фіг. 1). Результати розділення визначаються ЕХЛ-методом. 1. Реалізація додаткового методу аналізу капілярного електрофорезу на мікрофлюїдному чипі ЕХЛ-пристрою дає можливість підвищити селективність аналізу у порівнянні з прототипом. 2. Застосування «Т»-подібної конфігурації каналів, що дає можливість забезпечити піколітрове дозування проби без використання механічних дозаторів. 3. Використання методу лазерної абляції та термічного спікання дає можливість оперативно створювати мікрофлюїдні пристрої з бажаною конфігурацією мікроканалів. 60060 6 4. Електрокінетичний транспорт не вимагає прецизійних насосів високого тиску, необхідних для проточно-інжекційних систем, має незрівнянно менші витрати високочистих розчинників. Крім того, електрокінетичний транспорт забезпечує реалізацію капілярного електрофорезу, що має не відмінну роздільну здатність і швидкий час аналізу. 5. Застосування каналу довжиною ~ 2 см дає можливість скоротити час аналізу у десятки разів у порівнянні з макроаналогами, зокрема, (Chiang M.T., Whang C.W. Tris(2,2bipyridyI)ruthenium(III)~based electrochemiluminescence detector with indium/tin oxide working electrode for capillary electrophoresis // J. of Chromatography A, (2001), V. 934, P. 59-66). Суттєво знижуються і габарити конструкції та витрати буферних розчинів та реагентів. 6. Технічним результатом використання запропонованого винаходу є підвищення технологічності виготовлення цільового продукту (мікроканали утворюють методом лазерної абляції, що займає менше хвилини на зразок). 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 60060 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601