CN105964315B - 一种多级自控的微流控芯片 - Google Patents

一种多级自控的微流控芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN105964315B
CN105964315B CN201610355468.1A CN201610355468A CN105964315B CN 105964315 B CN105964315 B CN 105964315B CN 201610355468 A CN201610355468 A CN 201610355468A CN 105964315 B CN105964315 B CN 105964315B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction tank
micro
time valve
microfluidic channel
blow vent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610355468.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105964315A (zh
Inventor
叶嘉明
陈秋英
张休
张一休
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANGZHOU TINGKE BIOLOGICAL SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
HANGZHOU TINGKE BIOLOGICAL SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HANGZHOU TINGKE BIOLOGICAL SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical HANGZHOU TINGKE BIOLOGICAL SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610355468.1A priority Critical patent/CN105964315B/zh
Publication of CN105964315A publication Critical patent/CN105964315A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105964315B publication Critical patent/CN105964315B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/16—Surface properties and coatings
    • B01L2300/161—Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0463—Hydrodynamic forces, venturi nozzles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

本发明提供的一种多级自控的微流控芯片，由盖片层、中间层和底片层组成，盖片层包括进样口和通气口，中间层包括微流体通道、至少2个反应池和至少1个时间阀，微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，连接顺序为进样口、反应池、通气口，时间阀位于两个反应池之间的微流体通道内。反应池和微流体通道的表面根据需要进行不同的改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强。时间阀为具有水溶性的糖类或醇类物质组成。经过表面改性的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在微流控芯片内的流动。创新点是：微流体通道表面经过改性反应池之间亲水性不同，加上时间阀的配合，使得芯片内液体的驱动不依赖外界力量，实现了自控。

Description

一种多级自控的微流控芯片
技术领域
本发明涉及微流控芯片技术领域，具体是一种多级自控的微流控芯片。
背景技术
微流控芯片，又称微流控芯片实验室，是将宏观、复杂的生化实验集成到一张数平方厘米的薄片上的技术，具有广阔的发展前景。目前，液体在微流控芯片内移动的驱动力通常为气压和离心力。
专利文献CN 105498875 A，提供了一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，芯片由三层结构组成，依靠离心机的力量驱动导入芯片内的分散相和连续相形成液滴。
专利文献CN 204514801 U披露了一种用于农药残留现场检测的可抛型微流控芯片，该芯片应用时将连接微泵泵走芯片腔体内部空气产生负压，样本溶液在外界大气压力的作用下从进样口导入。
这些需要依赖空气泵和离心机的微流控芯片很好的解决了一些问题，但是在实际应用尤其是在野外操作时仍不是十分方便。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种多级自控的微流控芯片，其特征在于：所述微流控芯片由盖片层、中间层和底片层组成，所述盖片层包括进样口和通气口，所述中间层包括微流体通道、至少2个反应池和至少1个时间阀，所述微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，连接顺序为进样口、反应池、通气口，时间阀门位于任意两个相连通的反应池之间的微流体通道内。反应池从靠近进样口端开始，分别命名为反应池1、反应池2、反应池3，以此类推命名所有反应池。时间阀也从靠近进样口端开始分别命名为时间阀1、时间阀2，以此类推命名所有时间阀。
所述反应池和微流体通道的表面根据需要进行不同的改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强。修饰方法可以是物理改性也可以是化学改性，包括金属沉积、气相沉积和亲水基团修饰等。
所述时间阀为具有水溶性的糖类或醇类物质组成，比如蔗糖、海藻糖、甘露醇等，起到在特定时间内阻断液体流动的作用。
经过表面改性的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在微流控芯片内的流动。
根据需要预先将反应所需的试剂包埋于反应池内。
应用时，液体从进样口导入微流控芯片内，进入反应池反应，并在特定时间内溶解时间阀，在亲水表面的作用下液体进入下一级反应池，并在特定时间内溶解下一个时间阀，直至完成所有反应步骤。
本发明的创新点是：微流控芯片的微流体通道表面经过改性，从进样口开始，亲水性逐级增强，且结合了水溶性的时间阀，使得芯片内液体的驱动不依赖外界力量，成功实现了微流控芯片内液体流动的自控。
附图说明
图1是本发明提供的一种形式的多级自控的微流控芯片示意图。
图2是本发明提供的另外一种形式的多级自控的微流控芯片示意图。
图中，1：盖片层；2：中间层；3：底片层；4：进样口；5：通气口；6：反应池；61：反应池1；62：反应池2；63：反应池3；7：时间阀；71：时间阀1；72：时间阀2；8：微流体通道。
具体实施方式
下面将结合图1和图2，对本发明提供的一种多级自控的微流控芯片作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种多级自控的微流控芯片由聚甲基丙烯酸甲酯制成，由盖片层、中间层和底片层组成，所述盖片层包括进样口和通气口，所述中间层包括微流体通道、反应池1、反应池2和反应池3，所述微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，且进样口和通气口分别位于反应池两端，时间阀1位于反应池1和反应池2之间的微流体通道内，时间阀2位于反应池2和反应池3之间的微流体通道内。
所述反应池和微流体通道根据实际需要进行不同的改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强。改性方法可以是物理改性也可以是化学改性，包括金属沉积、气相沉积和亲水基团修饰等。如图1所示，反应池1未作改性处理，反应池1和反应池2之间的微流体通道和反应池2则将金属银沉积于表面，并在反应池1和反应池2之间放置甘露醇作为时间阀，反应池2和反应池3之间的微流体通道和反应池3则使用二氧化硅进行改性，结果反应池2的亲水性大于反应池1，反应池3的亲水性大于反应池2。
经过表面改性的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在微流控芯片内的流动。
据需要预先将反应所需的试剂包埋于反应池内，例如将吊白块检测的试剂A包埋于反应池1，试剂B包埋于反应池2，试剂C包埋于反应池3。
应用时，将待检液通过进样口导入反应池1，待检液体与试剂A发生反应，待检液与时间阀1接触，时间阀1缓慢溶解；此时可将芯片的进样口端抬高加快液体的转移，液体自动进入反应池2后将芯片放平，等待待检液与试剂B发生反应，同时待检液与时间阀2接触并缓慢溶解时间阀2；此时再将芯片的进样口端抬高，液体自动进入反应池3与试剂C反应，结果通过分光光度计进行读数分析。
实施例2
如图2所示一种多级自控的微流控芯片由聚甲基丙烯酸甲酯制成，由盖片层、中间层和底片层组成，所述盖片层包括进样口和通气口，所述中间层包括微流体通道、反应池1和反应池2，所述微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，且进样口和通气口分别位于反应池两端，时间阀1位于反应池1和反应池2之间的微流体通道内。
所述反应池和微流体通道根据实际需要进行不同的改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强。改性方法可以是物理修饰也可以是化学修饰，包括金属沉积、气相沉积和亲水基团修饰等。如图1所示，反应池1未作改性处理，反应池1和反应池2之间的微流体通道和反应池2则使用聚二甲基硅氧烷进行改性使其具有亲水性，并在反应池1和反应池2之间放置海藻糖作为时间阀。
经过表面修饰的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在微流控芯片内的流动。
据需要预先将反应所需的试剂包埋于反应池内，例如将农药残留检测的试剂乙酰胆碱酯酶包埋于反应池1，显色剂和底物包埋于反应池2。
应用时，将待检液通过进样口导入反应池1，待检液与乙酰胆碱酯酶发生反应，待检液与时间阀接触，时间阀缓慢溶解；此时可将芯片的进样口端抬高加快液体的转移，待检液自动进入反应池2后将芯片放平，待检液与显色剂和底物发生反应，结果通过分光光度计进行读数分析。
以上仅为本发明的两种实施方式，本领域内其他未经过创新所获得的实施例均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多级自控的微流控芯片，其特征在于：所述微流控芯片由盖片层、中间层和底片层组成，所述盖片层包括进样口和通气口，所述中间层包括微流体通道、至少2个反应池和至少1个时间阀，所述微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，连接顺序为进样口、反应池、通气口，时间阀位于任意两个相连通的反应池之间的微流体通道内；所述反应池和微流体通道的表面进行改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强；经过表面修饰的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在芯片内的流动。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述时间阀主要成分为具有水溶性的糖类或醇类物质。
3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：根据需要反应所需的试剂预先包埋于反应池内。
CN201610355468.1A 2016-05-23 2016-05-23 一种多级自控的微流控芯片 Active CN105964315B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610355468.1A CN105964315B (zh) 2016-05-23 2016-05-23 一种多级自控的微流控芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610355468.1A CN105964315B (zh) 2016-05-23 2016-05-23 一种多级自控的微流控芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105964315A CN105964315A (zh) 2016-09-28
CN105964315B true CN105964315B (zh) 2017-12-22

Family

ID=56956275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610355468.1A Active CN105964315B (zh) 2016-05-23 2016-05-23 一种多级自控的微流控芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105964315B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106925359A (zh) * 2017-04-21 2017-07-07 苏州汶颢微流控技术股份有限公司 微量等比上样微流控芯片系统和上样方法
CN108051598B (zh) * 2017-10-19 2020-01-24 广州市第一人民医院 一种可预装载试剂的即用型液滴生物分析芯片及其应用
CN109569344B (zh) * 2018-12-17 2021-01-08 浙江大学 一种利用微流控装置制备悬浮微液滴的方法
CN110208534A (zh) * 2019-05-27 2019-09-06 上海理工大学 自吸式多种肿瘤标志物多样品检测芯片
CN111359683B (zh) * 2019-12-03 2022-12-20 北京信息科技大学 无动力液滴输运的梯度微流体通道及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1419818B1 (de) * 2002-11-14 2013-10-30 Boehringer Ingelheim microParts GmbH Vorrichtung zum schrittweisen Transport von Flüssigkeit unter Ausnutzung von Kapillarkräften
JP5305361B2 (ja) * 2007-05-04 2013-10-02 オプコ・ダイアグノスティクス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 流体コネクタおよびマイクロ流体システム
CN102206573B (zh) * 2011-03-22 2014-12-31 博奥生物有限公司 用于微阵列芯片的自动进样装置及自动进样杂交微阵列芯片
CN102950037B (zh) * 2012-11-16 2015-05-20 北京工业大学 一种金属微流控芯片上的微流体驱动方法
EP3052234B8 (en) * 2013-09-30 2024-06-19 Capitainer AB A microfluidic device and methods
CN103865754B (zh) * 2014-03-12 2016-04-06 杭州霆科生物科技有限公司 一种基于微流控的酶抑制反应平台及分析方法
CN105466905B (zh) * 2015-10-27 2018-03-20 厦门市普识纳米科技有限公司 一种集成固相萃取柱的表面增强拉曼检测芯片

Also Published As

Publication number Publication date
CN105964315A (zh) 2016-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105964315B (zh) 一种多级自控的微流控芯片
US8323887B2 (en) Miniaturized fluid delivery and analysis system
Shih et al. A droplet-to-digital (D2D) microfluidic device for single cell assays
US20050180891A1 (en) Miniaturized fluid delivery and analysis system
EP3676010B1 (en) An injection molded microfluidic/fluidic cartridge integrated with silicon-based sensor
CN102459565A (zh) 具有隔膜阀的流控设备
US9101931B2 (en) Controlled fluid delivery in a microelectronic package
KR102263837B1 (ko) 현장진단용 다중 초고속 핵산 추출 및 증폭이 가능한 통합칩
US20100068098A1 (en) Microfluidic devices and methods for multiple analyte detection
US8309039B2 (en) Valve structure for consistent valve operation of a miniaturized fluid delivery and analysis system
NZ561676A (en) Methods and device for transmitting, enclosing and analysing fluid samples
CN102905823A (zh) 复合塑料制品
CN105170206A (zh) 一种多指标检测的微流控芯片
JP2004501360A (ja) ミクロ流体装置および高スループット・スクリーニングのための方法
CN205127987U (zh) 一种多指标检测的微流控芯片
CN108136390A (zh) 用于执行试验的流体系统
CN108490197B (zh) 带有预反应功能的多指标分析芯片及其使用方法
US9733239B2 (en) Reconfigurable microfluidic systems: scalable, multiplexed immunoassays
JP6817968B2 (ja) 表面機能化および検出デバイス
US11123728B2 (en) Fast sample loading microfluidic reactor and system
US9791068B2 (en) Lifting gate polydimethylsiloxane microvalves and pumps for microfluidic control
JP4106000B2 (ja) マイクロチップ
Zhang et al. Spatially encoded picoliter droplet groups for high-throughput combinatorial analysis
EP3840873B1 (en) Microfluidic module for co-encapsulation in droplets
Juncker et al. Microfluidic capillary systems for the autonomous transport of bio/chemicals

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant