具有吸光度检测用的流通池的微流控芯片及包括该微流控芯片的吸光度检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有吸光度检测用的流通池的微流控芯片及包括该微流控芯片的吸光度检测装置。
【背景技术】
[0002]在吸光度检测方法中，吸光度A可用比尔定律(Beer’s law)表达，如下式I。
[0003][式I]
[0004]A= ε XbXC
[0005]即，吸光度A与摩尔吸光系数ε (L/ (moI.cm))、光程b (cm)、摩尔浓度c (mol/L)成正比。摩尔吸光系数由待分析物质或者显色反应后的产物决定，因此，为了提高吸光检测灵敏度，需要制造具有长光程的装置。
[0006]以往的微流控芯片为了延长光程，将微流控通道或者液芯光导管作为用于连续的吸光度检测的流通池使用。其中，微流控芯片是指具有由几十微米至几百微米宽度形成的通道的流体芯片。
[0007]其第一例使用了微流控通道，且被制造成光源的光线通过光学纤维入射，并经过直线排列的微流控通道和光学纤维进入检测器的结构(美国专利第0180963号)。因此，需要在微流控芯片内精细地排列“用于检测吸光度的流通池”和“光学装置”，其制造复杂及困难，延长微流控通道的长度，即延长光程也受到限制。而且，由于光源与检测器隔着微流控通道直线排列的结构，随着外部光与光源的散射光(以下称为“杂光(stray light)”)直接进入检测器，检测灵敏度下降，检量线显示直线性的浓度范围缩小。
[0008]在第二例中，将液芯光导管作为吸光度检测的流通池使用。光源的光线通过全反射经由液芯光导管传输到检测器。射入采用折射率低于溶液折射率的物质制造或者内外壁被施以镀覆的管子的一端的光线，沿着管子内的溶液全反射而移动到另一端。曾经有报道提供将所述液芯光导管长度设为4.5m，分析nM浓度的铁(II )离子的研宄结果。但是，随着使用快流速(0.3mL/min)和几米长短的液芯光导管，试样与试剂的消耗也变大。而且，随着为了流体的注入和排出以及与光学装置的连接而使用内部体积大的“T”字型连接器(T-connector)，在各构件连接的部分会产生死体积(dead volume)和气泡。特别是，由于不易去除所述“T”字型连接器内产生的气泡，向检测器移动的光线散射，从而导致检测信号的准确度下降，且难以使用装置(美国专利第0188042号)。
[0009]这种以往的具有吸光度检测用的流通池的微流控芯片具有如下的缺点:用少量的试样及试剂难以进行吸光度检测，且由于受限的光程和进入检测器的杂光，吸光度的检测灵敏度低，检量线显示直线性的浓度范围缩小。而且，需要将光源、与检测器连接的光学纤维或者透镜及狭缝等的小型光学装置直接插入微流控芯片内并需要精细地排列，因此具有其制造复杂及困难的问题。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种具有流通池的微流控芯片及吸光度检测装置，该微流控芯片和吸光度检测装置能够使用少量的试样及试剂，来实现高效且高灵敏度的吸光度检测。
[0011]本发明的一方面的具有流通池的微流控芯片包括:第一基板，形成有试样注入口、与所述试样注入口连通的入光口及与所述入光口相隔配置的检测口 ；第二基板，具有入光部和检测部，所述入光部与所述入光口相对且供光源的光线透射，所述检测部与所述检测口相对且供光源的光线透射，所述第二基板与所述第一基板结合；以及流通池，其一侧端部与所述入光口连接，另一侧端部与所述检测口连接，所述第一基板与所述第二基板由可吸光材料形成。
[0012]所述第一基板和所述第二基板可由具有可吸光颜色的物质形成，或者被着色成可吸光颜色。在所述入光口及所述检测口可形成有能够拆卸地结合所述流通池的结合部。
[0013]所述入射部和检测部可由透明材料形成以使光线能够透射。而且，所述流通池可由液芯光导管形成，所述流通池被弯曲设置，所述流通池的两侧端部朝向所述第二基板设置。
[0014]在所述第一基板上可形成有试剂注入口、为了混合试样和试剂而与所述试样注入口及所述试剂注入口连通的反应通道、与所述检测口连接的溶液排出通道及与所述溶液排出通道连接的溶液排出口，所述反应通道可与所述入光口连接。
[0015]本发明的另一方面的吸光度检测装置，包括:具有流通池的微流控芯片，具备:第一基板，形成有试样注入口、与所述试样注入口连通的入光口及与所述入光口相隔配置的检测口 ；第二基板，与所述第一基板结合，具有入光部和检测部，所述入光部与所述入光口相对且供光源的光线透射，所述检测部与所述检测口相对且供光源的光线透射；以及流通池，其一侧端部与所述入光口连接，另一侧端部与所述检测口连接；光源，与所述入光部相对配置；检测器，与所述检测部相对配置；及阻断壁，配置在所述光源与所述检测器之间，所述流通池被弯曲设置。
[0016]所述流通池的两侧端部可朝向所述第二基板设置，所述第一基板与第二基板可由具有可吸光颜色的物质形成，或者被着色成可吸光颜色。
[0017]所述入射部和检测部可由透明材料形成，以使光线能够透射。所述入光口及所述检测口可形成有供所述流通池插入的结合部。
[0018]在所述第一基板上可形成有用于注入试剂的试剂注入口、为了混合所述试样和所述试剂而与所述试样注入口及所述试剂注入口连通的反应通道、与所述检测口连接的溶液排出通道及与所述溶液排出通道连接的溶液排出口，所述反应通道与所述入光口连接。所述流通池可由液芯光导管形成。
[0019]在所述检测部与所述检测器之间可设置有干涉滤波器，所述干涉滤波器以比所述光源的射出光线的半峰半宽更小的半峰半宽透射光线。
[0020]所述光源、所述检测器及所述阻断壁可设置在壳内，所述具有流通池的微流控芯片配设在所述壳上，在所述壳的上面形成有位于所述光源上部的入射通道及位于所述检测器上部的检测通道，所述干涉滤波器设置在所述检测通道与所述检测器之间。
[0021]为了防止杂光进入检测器，本实施例的具有流通池的微流控芯片采用可吸光材料制作，并利用流通池延长光程，因此在连续流动中能够进行高效且高灵敏度的吸光度检测。
[0022]而且，由于流通池被弯曲设置成两端朝向同一方向，因此能够将光源与检测器隔着阻断壁并列配设，从而能够紧凑(compact)地制造芯片，并且彻底阻断光源的杂光进入检测器。
[0023]而且，由于流通池能够拆卸地结合于设置在入光口和检测口上的结合部，因此能够易于设置流通池。
【附图说明】
[0024]图1是表示本发明的第一实施例的微流控芯片上板的俯视图。
[0025]图2是表示本发明的第一实施例的微流控芯片下板的俯视图。
[0026]图3是表示本发明的第一实施例的微流控芯片的剖视图。
[0027]图4是本发明的第一实施例的吸光度检测装置的结构图。
[0028]图5是表示在本发明的第一实验例的试样中包含的亚硝酸氮的吸光检测结果的图表。
[0029]图6是表示本发明的第二实验例的吸光度的图表。
[0030]图7是表示本发明的第三实验例的吸光度的图表。
【具体实施方式】
[0031]下面，参照附图详细说明本发明的实施例，以使本领域技术人员易于实施。本发明可由多种形式实现，并不限于本实施例。
[0032]图1是表示本发明的一实施例的具有流通池的微流控芯片上板的俯视图，图2是表示本发明的一实施例的具有流通池的微流控芯片下板的俯视图，图3是表示本发明的一实施例的微流控芯片的剖视图。
[0033]如图1至图3所示，本实施例的具有流通池的微流控芯片30包括上板(第一基板)10、下板(第二基板)20及结合于上板10的流通池31。
[0034]上板被设置成四边形板状，在上板10上形成有试样注入口 11和试剂注入口 12。而且，在试样注入口 11形成有结合部32以与试样注入管52结合，在试剂注入口 12形成有结合部34以与试剂注入管53结合。
[0035]而且，在上板10上形成有试样通道16、试剂通道17、反应通道18及入光口 13。试样注入口 11与试样通道16连接，试样通过试样通道16移动。试剂注入口 12与试剂通道17连接，试剂通过试剂通道17移动。试样通道16和试剂通道17与反应通道18连接，试剂和试样在反应通道18中进行混合。反应通道18被重叠配置，其一侧端部与另一侧端部交互连接形成蛇形形状。反应通道18的一端与入光口 13连接，在入光口 13上设置有结合部35，以使流通池31结合到光射口 13。
[0036]试剂用于检测试样中特定成分，与待测成分进行反应而显示特定颜色。
[0037]在