CN104764875A - 唾液样品进样微流控装置 - Google Patents
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Abstract
唾液样品进样微流控装置，该装置包括微流控芯片及取样器，微流控芯片包括进样座与芯片座。进样前，取样器中的吸液膜被口腔中的唾液充满至饱和状态，然后，将取样器插入微流控芯片的进样座，吸液膜被进样腔两侧的O型密封圈封闭，当样品缓冲液从导入孔进入吸液膜一侧时，将吸液膜中的原始唾液样品置换出来，从吸液膜另一侧流出，经连接孔和微通道，进入样品定量腔，过剩样品进入下游的废液腔，由此，实现了唾液样品的进样与定量。本发明通过简单可靠的微流控装置，简化了POCT现场快速检测中唾液样品的进样过程，为实现适合野外、社区、家庭等非正式医疗环境和场所的疾病诊断打下良好的基础。
Description
技术领域
本发明涉及生命医学检测领域，尤其涉及一种用于唾液样品进样的微流控装置。
背景技术
为了实现低成本、简单、方便、快捷的疾病诊疗，基于Point-of-Care Test(POCT)概念的现场快速检测正成为体外诊断的一个重要发展方向。现场快速检测基于新型检测平台，研究实现适合野外、社区、家庭等非正式医疗环境和场所的新型诊断与检测方法，以一种更加方便、更加人性化的形式，实现疾病的早诊断、早治疗，对于提高社会的医疗健康水平具有重要意义。
体外诊断方法中，基于唾液样品的检测方法具有其独到的优势，如：无需采血、无创、操作简单方便等，是一种理想的现场快速检测模式。为了实现针对唾液样品的POCT检测，首先需要实现唾液样品的进样与定量。因此，针对非正式医疗环境和场所，依靠新型的样品处理及检测平台，如微流控芯片技术，从降低对专业的医学检测装置和器具的依赖程度出发，研制操作简单、方便、可靠、安全的唾液样品进样方法及装置，对于实施POCT床边检测具有重要的现实意义。该类装置既可以与传统检测方法相配合，降低操作复杂度，也可以与其它的微流控芯片功能模块相结合，构成一体化的微流控检测芯片。
发明内容
本发明目的在于针对POCT现场快速诊断与检测领域，尤其是针对唾液检测样品，设计一种用于待测样品进样的微流控装置，实现对外界装置依赖程度低、简单可靠的唾液样品快速进样，为实现适合野外、社区、家庭等非正式医疗环境和场所的现场快速检测打下良好的基础。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种用于唾液样品进样的微流控装置，包括微流控芯片及取样器。通过微流控芯片与取样器之间的相互配合，实现了操作简单、无需专业器具或者专业检验人员即可完成的唾液样品快速进样。
其中，微流控芯片包括进样座与芯片座；具体而言，进样座包括O型密封圈11、进样腔12、左盖片9、右盖片10。
芯片座包括盖片13、结构片14、底片15、样品缓冲液导入孔1、微通道2、连接孔3、样品定量腔16、废液腔17、通气孔4；
所述左盖片9、右盖片10对称连接固定，两者中间形成一个凹槽即进样腔12；所述左盖片9、右盖片10的内侧分别固定有一个O型密封圈11。
盖片13、底片15分别封闭结构片14的顶部与底部，结构片14内分别设有样品缓冲液导入孔1、微通道2、连接孔3、样品定量腔16、废液腔17、通气孔4，微通道2与样品定量腔16连接，样品定量腔16与废液腔17连接，样品缓冲液导入孔1设置在微通道2与盖片13连接的入口处，通气孔4设置在废液腔17与盖片13连接的出口处；连接孔3设置在微通道2与进样腔12的连接处；所述盖片13、底片15、结构片14共同组成一个全封闭的微流控结构。
取样器包括吸液膜8、固定座6、通孔7；固定座6底部设有通孔7，吸液膜8固定在通孔7内。
缓冲液导入孔1经微通道2与吸液膜8的一侧相导通。
所述进样腔12是微流控芯片及取样器之间的连接接口，当取样器插入进样腔时，O型密封圈11与吸液膜8的外围轮廓形成紧密配合，从两侧对吸液膜8进行密封。
所述盖片13、结构片14、底片15、左盖片9、右盖片10的材料为聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或是其它聚合物材料。
唾液样品的进样体积由微流控芯片上的样品定量腔16来确定，通过调整样品定量腔16的尺寸来实现不同体积的样品定量。
所述废液腔17内部有吸水纸，用于截留过剩样品，防止样品泄露导致检测污染。
所述吸液膜8为一种符合医学检测标准的多孔材料，吸液膜8的形状为圆形、方形或者其它形状，吸液膜8的尺寸由期望的样品体积确定。
通过注射器或者移液枪将样品缓冲液注入样品缓冲液导入孔1中。
进样座与芯片座通过化学或者物理方法进行键合与固定，构成一个无流体泄露的微流控网络。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
1、由微流控芯片与取样器构成的唾液样品进样装置采用了一次性使用模式，避免了原始唾液样品采集、进样过程中的交叉污染。
2、本装置通过微流控芯片与取样器之间的相互配合，实现检测过程中唾液样品的快速进样与定量。本发明装置与用于医学检验的专业化样品进样与定量器具相比，具有体积小，结构简单，成本低，操作简单等优点，既可以与现有方法相结合，也能够与新型的微流控检测方法一起，构成一体化的微流控检测芯片。
3、本装置以一种简单、方便、可靠、安全的模式，在无需依赖专业化的检验器具及检验人员的情况下，通过一种简化的操作方式，由简单培训过的操作人员，甚至被测对象个人，即可完成待测唾液样品的快速进样与体积定量，因此，本发明装置有利于POCT现场快速检测在野外、社区、家庭等非正式医疗环境和场所的应用与推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明唾液样品进样微流控装置一个实施例示意图。
图2a本装置的微流控芯片结构图。
图2b本装置的进样座结构图
图3为本发明唾液样品进样装置取样器示意图。
图4为本发明唾液样品进样微流控装置的另一个实施例示意图。
图中：1、样品缓冲液导入孔，2、微通道，3、连接孔，4、通气孔，5、导出孔，6、固定座，7、通孔，8、吸液膜，9、左盖片，10、右盖片，11、O型密封圈，12、进样腔，13、盖片，14、结构片，15、底片，16、样品定量腔，17、废液腔，18、软膜，19、存储腔，20、存储底片，21、双面胶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1-3所示，该装置操作过程为固定座6为取样器的操作手柄，通过该手柄将吸液膜8置入口腔中，让吸液膜8吸收口腔中的唾液直至饱和状态。进样腔12是微流控芯片与取样器之间的连接接口，进样前，需要将取样器插入进样腔12。通过在样品缓冲液导入孔1内导入样品缓冲液，将吸液膜8中的唾液样品置换出来。从吸液膜8中置换出来的唾液样品，经微通道2，进入到样品定量腔16或者废液腔17。进入到样品定量腔16的唾液样品由相关的检测模块进行下一步检测处理。
图4为本发明唾液样品进样微流控装置另一个实施例示意图。除了微流控芯片、取样器之外，还包括一个样品缓冲液存储模块；该样品缓冲液存储模块包括软膜18、存储腔19、存储底片20、双面胶21、导出孔5。
在该样品缓冲液存储模块中，软膜18与存储底片20构成了一个存储腔19，存储腔19用来存储一定体积的样品缓冲液。
软膜18与被电机带动的驱动头连接或者通过手指挤压变形，由此将预先存储在存储腔19内的样品缓冲液释放出来。
样品缓冲液存储模块通过双面胶21与芯片底座相互固定，同时导出孔5与芯片底座上的样品缓冲液导入孔1相对接，形成缓冲液流动通道。
进样前，样品缓冲液存储模块通过双面胶21与芯片底座相固定，同时导出孔5与芯片底座上的样品缓冲液导入孔1相对接，形成缓冲液流动通道，由此完成了唾液样品进样装置的部分组装。
进样时，当取样器插入进样腔12后，进样腔12两侧的O型密封圈11与吸液膜8的外围轮廓形成紧配合，从两侧对吸液膜8进行密封。
当样品缓冲液存储模块的软膜18受到机械挤压或者手指挤压时，其内部存储的样品缓冲液逐渐释放出来，经导出孔5，进入到吸液膜8的一侧，将吸液膜8内原始的唾液样品从另外一侧置换出来；被置换出来的唾液样品，经连接孔3与微通道2，进入到样品定量腔16，过剩的样品则进入废液腔17。
本发明一种唾液样品进样微流控装置，采用了一种简化的操作模式，实现了简单、方便、可靠、安全的唾液样品快速进样与定量。通过微流控芯片与取样器之间的相互配合，在不依靠专业检验器具和专业检验员的情况下，由经过简单培训的操作员，或者被检测对象个人，即可将口腔中的唾液样品转移到微流控芯片中，用于下一步疾病检测。本发明唾液进样微流控装置，顺应POCT现场检测的发展趋势，实现了唾液样品的简化进样，为实现适合野外、社区、家庭等非正式医疗环境和场所的POCT现场快速检测打下了坚实的基础。
上述附图及具体实施例仅用于说明本发明，本发明并不局限于此。在由本发明权利要求所限定的发明实质和范围内对本发明进行细微的改变均落在本发明的保护范围内。如吸液膜的材质、形状及尺寸，进样腔、样品定量腔的形状、尺寸，各类功能性及连接性孔的形状、尺寸，以及废液腔的形状等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (9)
1.一种用于唾液样品进样的微流控装置，其特征在于：该装置包括微流控芯片及取样器；
其中，微流控芯片包括进样座与芯片座；具体而言，进样座包括O型密封圈(11)、进样腔(12)、左盖片(9)、右盖片(10)；
芯片座包括盖片(13)、结构片(14)、底片(15)、样品缓冲液导入孔(1)、微通道(2)、连接孔(3)、样品定量腔(16)、废液腔(17)、通气孔(4)；
所述左盖片(9)、右盖片(10)对称连接固定，两者中间形成一个凹槽即进样腔(12)；所述左盖片(9)、右盖片(10)的内侧分别固定有一个O型密封圈(11)；
盖片(13)、底片(15)分别封闭结构片(14)的顶部与底部，结构片(14)内分别设有样品缓冲液导入孔(1)、微通道(2)、连接孔(3)、样品定量腔(16)、废液腔(17)、通气孔(4)，微通道(2)与样品定量腔(16)连接，样品定量腔(16)与废液腔(17)连接，样品缓冲液导入孔(1)设置在微通道(2)与盖片(13)连接的入口处，通气孔(4)设置在废液腔(17)与盖片(13)连接的出口处；连接孔(3)设置在微通道(2)与进样腔(12)的连接处；所述盖片(13)、底片(15)、结构片(14)共同组成一个全封闭的微流控结构；
取样器包括吸液膜(8)、固定座(6)、通孔(7)；固定座(6)底部设有通孔(7)，吸液膜(8)固定在通孔(7)内；
缓冲液导入孔(1)经微通道(2)与吸液膜(8)的一侧相导 通；
所述进样腔(12)是微流控芯片及取样器之间的连接接口，当取样器插入进样腔时，O型密封圈(11)与吸液膜(8)的外围轮廓形成紧密配合，从两侧对吸液膜(8)进行密封。
2.根据权利要求1所述的一种用于唾液样品进样的微流控装置，其特征在于：所述盖片(13)、结构片(14)、底片(15)、左盖片(9)、右盖片(10)的材料为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯材料。
3.根据权利要求1所述的一种用于唾液样品进样的微流控装置，其特征在于：唾液样品的进样体积由微流控芯片上的样品定量腔(16)来确定，通过调整样品定量腔(16)的尺寸来实现不同体积的样品定量。
4.根据权利要求1所述的一种用于唾液样品进样的微流控装置，其特征在于：所述废液腔(17)内部有吸水纸，用于截留过剩样品，防止样品泄露导致检测污染。
5.根据权利要求1所述的一种用于唾液样品进样的微流控装置，其特征在于：所述吸液膜(8)为多孔材料，吸液膜(8)的形状为圆形、方形或者其它形状，吸液膜(8)的尺寸由期望的样品体积确定。
6.根据权利要求1所述的一种用于唾液样品进样的微流控装置，其特征在于：通过注射器或者移液枪将样品缓冲液注入样品缓冲液导入孔(1)中。
7.根据权利要求1所述的一种用于唾液样品进样的微流控装置，其特征在于：进样座与芯片座通过化学或者物理方法进行键合与固定，构成一个无流体泄露的微流控网络。
8.根据权利要求1所述的一种用于唾液样品进样的微流控装置，其特征在于：该装置操作过程为固定座(6)为取样器的操作手柄，通过该手柄将吸液膜(8)置入口腔中，让吸液膜(8)吸收口腔中的唾液直至饱和状态；进样腔(12)是微流控芯片与取样器之间的连接接口，进样前，需要将取样器插入进样腔(12)；通过在样品缓冲液导入孔(1)内导入样品缓冲液，将吸液膜(8)中的唾液样品置换出来；从吸液膜(8)中置换出来的唾液样品，经微通道(2)，进入到样品定量腔(16)或者废液腔(17)；进入到样品定量腔(16)的唾液样品由相关的检测模块进行下一步检测处理。
9.根据权利要求1所述的一种用于唾液样品进样的微流控装置，其特征在于：除了微流控芯片、取样器之外，还包括一个样品缓冲液存储模块；该样品缓冲液存储模块包括软膜(18)、存储腔(19)、存储底片(20)、双面胶(21)、导出孔(5)；
在该样品缓冲液存储模块中，软膜(18)与存储底片(20)构成了一个存储腔(19)，存储腔(19)用来存储一定体积的样品缓冲液；
软膜(18)与被电机带动的驱动头连接或者通过手指挤压变 形，由此将预先存储在存储腔(19)内的样品缓冲液释放出来；
样品缓冲液存储模块通过双面胶(21)与芯片底座相互固定，同时导出孔(5)与芯片底座上的样品缓冲液导入孔(1)相对接，形成缓冲液流动通道；
进样前，样品缓冲液存储模块通过双面胶(21)与芯片底座相固定，同时导出孔(5)与芯片底座上的样品缓冲液导入孔(1)相对接，形成缓冲液流动通道，由此完成了唾液样品进样装置的部分组装；
进样时，当取样器插入进样腔(12)后，进样腔(12)两侧的O型密封圈(11)与吸液膜(8)的外围轮廓形成紧配合，从两侧对吸液膜(8)进行密封；
当样品缓冲液存储模块的软膜(18)受到机械挤压或者手指挤压时，其内部存储的样品缓冲液逐渐释放出来，经导出孔(5)，进入到吸液膜(8)的一侧，将吸液膜(8)内原始的唾液样品从另外一侧置换出来；被置换出来的唾液样品，经连接孔(3)与微通道(2)，进入到样品定量腔(16)，过剩的样品则进入废液腔(17)。
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