CN106554909A - 微流控装置 - Google Patents

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Abstract

一种微流控装置，包括基板以及遮蔽元件；所述基板设有第一表面以及在第一表面上蜿蜒延伸的凹槽；所述遮蔽元件遮蔽所述凹槽以形成供血液流动的通道；所述微流控装置在通道的起始位置形成一入口，并在终端位置形成一出口；所述通道在靠近所述出口的位置设有检测区域，所述检测区域设有一次仅能供一个细胞流入的流入端以及一次仅能供一个细胞流出的流出端，所述微流控装置设有一对设置在所述检测区域内并位于所述流入端与流出端之间以检测通过所述检测区域的细胞的电极，从而可以更加方便快捷地对通过的细胞进行检测分析。

Description

微流控装置
【技术领域】
本发明涉及一种微流控装置，尤其涉及一种可用于血液细胞检测的微流控装置。
【背景技术】
随着微流控技术的不断发展,微流控装置如微流控芯片正在越来越被广泛地应用在医疗领域，该微流控芯片能把血液样本中的细胞的分离和检测等基本操作集中到一块芯片上，有微通道形成网络，以控制流体贯穿整个系统，用于大规模、高通量地筛选特定的流体成分。微流控装置被用于医疗领域不仅具有采样少、检测时间短、方便自动化等优点，而且微流控装置也更加小型化方便使用者携带。然而，目前的微流控装置的结构复杂且制造成本高等因素正逐渐成为其推广发展的不利因素。
因此，确有必要提供一种具有改良结构的微流控装置，以满足上述需求。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单的微流控装置。
为解决上述技术问题，本发明可采用如下技术方案：一种用于检测血液细胞的微流控装置，包括基板以及设置在基板上的遮蔽元件；所述基板设有第一表面以及在第一表面上蜿蜒延伸形成的凹槽；所述遮蔽元件设置在所述基板的第一表面上并遮蔽所述凹槽以形成供血液流动的通道；所述微流控装置在通道的起始位置形成一供血液流入的入口，并在通道的终端位置形成一供血液流出的出口；所述通道在靠近所述出口的位置设有一仅能供血液细胞单独通过的检测区域，所述检测区域设有一次仅能供一个细胞流入的流入端以及一次仅能供一个细胞流出的流出端，所述微流控装置设有一对设置在所述检测区域内并位于所述流入端与流出端之间以检测通过所述检测区域的细胞的电极。
更进一步地，所述遮蔽元件包括盖体以及双面胶，所述双面胶设有相对的第一面及第二面，所述第一面粘贴在所述盖体上，所述第二面粘贴在所述基板上并遮蔽所述凹槽；所述电极通过镭射直接成型技术镀在所述盖体上，所述双面胶设有一对上下贯穿的开口，所述开口与所述电极相对齐以将电极暴露在所述检测区域内。
更进一步地，所述盖体上还设有一对电性连接至对应电极的导电片，所述导电片通过镭射直接成型技术镀在所述盖体的一角落处，所述双面胶设有一对上下贯穿并与所述导电片相对齐的凹口，所述基板设有一上下贯穿并与所述两凹口相对应以暴露所述导电片的缺口。
更进一步地，所述电极沿细胞流动的方向在所述检测区域内排布成一排，并且每个电极骑跨所述检测区域上。
更进一步地，所述基板设有沿基板厚度方向与所述第一表面相对的第二表面，所述入口及出口均设于所述基板的第二表面上并沿所述基板的厚度方向分别连通至所述凹槽。
更进一步地，所述基板在第二表面靠近所述入口的位置设有孔，所述基板在第一表面上凹设有通槽，所述通槽连通所述孔及入口；所述微流控装置还包括一设置在基板第二表面的入口处的缓冲器，所述缓冲器内装有溶解剂。
更进一步地，所述凹槽对应所述检测区域形成尺寸缩小的缩窄部，所述缩窄部的尺寸小于血液细胞的直径。
更进一步地，所述凹槽设有细胞流动的延伸方向、垂直于延伸方向的宽度方向以及垂直于延伸方向及宽度方向的深度方向，所述缩窄部设有一对沿宽度方向凸伸入所述凹槽内的凸起，所述两凸起相向凸伸形成以减小所述凹槽宽度。
更进一步地，所述缩窄部设有一沿深度方向凸伸的凸台，所述凸台沿宽度方向位于两凸起之间并入所述凹槽内以减小所述凹槽的深度。
更进一步地，所述凸起在所述检测区域的流入端及流出端形成一对导引斜面，所述凸台在所述检测区域的流入端及流出端形成一对垂直面。
与现有技术相比，本发明的微流控装置通过将电极直接设置在所述检测区域内以检测通过所述检测区域的细胞，不仅结构简单，而且可以更加方便快捷地对通过的细胞进行检测分析。
【附图说明】
图1为本发明微流控装置的立体示意图。
图2为图1另一角度的立体示意图。
图3为本发明微流控装置的立体分解图。
图4为图3另一角度的示意图。
图5为本发明微流控装置的基板的立体示意图。
图6为图5中点划线部分的放大示意图。
图7为本发明微流控装置结构的平面示意图。
图8为图7中点划线部分的放大示意图，以清楚显示血液中的细胞通过侦测区域的状态。
图9为沿图1中A-A线的剖面示意图。
图10为图9中点划线部分的放大示意图，以从另一角度清楚显示血液中的细胞通过侦测区域的状态。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
请参阅图1~4所示，本发明的微流控装置100可用于分析血液中的细胞，如可计算血液中的红细胞、白细胞、全细胞以及艾滋病个体上的CD4/CD8白细胞等各种细胞的数量。所述微流控装置100包括基板1以及一固定在所述基板1上的遮蔽元件2。为更好地理解本发明，本发明以基板1为上方、遮蔽元件2为下方的方式进行描述，当然该上下方向仅是不同位置的摆放形成，不应对本发明构成限制。
请参阅图3~6所示，所述基板1可以通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）等材料注射成型的方式形成，所述基板1设有位于下方的第一表面11及自第一表面11向上凹设形成的凹槽12，自下向上看所述凹槽12像蛇形一样在基板1的第一表面11上蜿蜒延伸。所述遮蔽元件2设有一大致水平的平面贴靠在所述基板1的第一表面11上并遮盖所述凹槽12以形成一供血液在基板1与遮蔽元件2之间流动的通道101。所述凹槽12的长度及尺寸均可以根据需求进行调整以更好地控制血液在凹槽12内流动的时间。在本发明中，所述凹槽12分别设有沿细胞流动的延伸方向、垂直于延伸方向的宽度方向以及垂直于延伸方向及宽度方向的深度方向，所述凹槽12的深度方向与基板1及遮蔽元件2的厚度方向一致。
请参阅图1~7所示，所述基板1设有与第一表面11相对的第二表面13，所述基板1在第二表面13上形成锥形的入口14，所述入口14位于凹槽12的起始位置处。所述入口14自第二表面13向下凹设形成并与所述凹槽12连通，当血液滴在所述入口14时，血液会通过所述入口14进入所述凹槽12内。本发明的微流控装置100仅需一滴或少量的血液就可以进行分析，如该血液可以采自患者或检查者的手指。
所述基板1在第二表面13上形成锥形的出口16，所述出口16位于凹槽12的终端位置，所述出口16自第二表面13向下凹设形成并与所述凹槽12连通，当血液检测完成后可从所述出口16流出。在本发明的其他实施方式中，所述微流控装置100还可以在所述出口16处设置一回收容器以收集流出的血液，进而防止对环境造成污染。
所述基板1在第二表面13的入口14附件还设有一锥形的孔18。所述基板1在第一表面11向上凹设有一通槽19，所述通槽19连通所述孔18及入口14。所述微流控装置100还包括一设置在基板1第二表面13的入口14处的缓冲器3，所述缓冲器3提供溶解剂，如其内可装有磷酸盐缓冲液（PBS）。当供分析的血液细胞通过入口14进入所述凹槽12后，按压所述缓冲器3，所述溶解剂在缓冲器3的按压作用下通过孔18进入所述通槽19内并被输送至所述凹槽12内以稀释血液，进而可加快血液在凹槽12内的流动速度。
所述蛇形的凹槽12在出口16的附近形成一段尺寸缩小的缩窄部120。所述缩窄部120仅能供血液的细胞200单独地通过以更加方便地检测所述细胞200或计量通过的所述细胞200数量，在本实施方式中，所述缩窄部120的尺寸小于血液细胞的直径。请参阅图6及图10所示，所述缩窄部120在垂直于所述凹槽12延伸方向的宽度方向的两侧设有一对相向突伸的凸起121从而减少凹槽12的宽度；所述缩窄部120设有一沿凹槽12的深度方向向下凸伸入所述凹槽12内的凸台122，所述凸台122沿宽度方向位于两凸起121之间，从而减少凹槽12的深度。每一所述凸起121沿所述凹槽12延伸方向的两侧形成一对导引斜面123。
请参阅图3所示，所述遮蔽元件2包括一盖体21以及粘贴在所述盖体21上的双面胶22。所述盖体21也可以是通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）等材料注射成型的方式形成，所述盖体21的上表面212镀有一对电极211、一对导电片213以及连接所述电极211与导电片213的导电线路214，所述导电片213形成在所述盖体21的一个角落处。在本发明中，所述电极211及导电片213可通过镭射直接成型(Laser Direct Structuring, LDS)技术镀在所述盖体21的上表面212。
所述双面胶22设有水平的第一面221并粘贴在盖体21的上表面212，以及与第一面221相对的水平的第二面222并粘贴在所述基板1的第一表面11。因此，所述盖体21与基板1通过双面胶22相互粘贴在一起。所述双面胶22设有一对上下贯穿的开口223以及一对上下贯穿的凹口224，所述开口223与所述电极211相对齐以将电极211暴露在通道101的缩窄部120处，所述凹口223形成在所述双面胶22的一个角落并与所述导电片213相对齐，所述基板1设有一上下贯穿并与所述两凹口223对应的缺口17以将导电片213暴露出来供外部的电子元件对接。
请参阅图5-8所示，所述微流控装置100的通道101在缩窄部101处形成一检测区域102以检测血液中的细胞200。所述检测区域102的尺寸小于每一细胞200的直径以使细胞200能够单独地通过所述检测区域102。所述检测区域102在血液流动的上游设有一个流入端1021以供检测的细胞200一次仅能流入一个，所述检测区域102在血液流动的下游设有一个流出端1022以供检测的细胞200一次仅能流出一个。所述导引斜面123邻近于所述流入端1021及流出端1022以导引所述细胞200顺利的流入和流出。所述凸台122位于流入端1021与流出端1022之间并在所述流入端1021与流出端1022处形成一对垂直面124。
所述电极211设置在所述侦测区域102并位于流入端1021与流出端1022之间，并且所述电极211沿细胞流动的方向排成一排。因此，血液中的细胞200可以顺利通过设置在所述检测区域102内的电极211，并且所述电极211可以根据两者之间的阻抗变化等，方便快捷地检测出是否有细胞200通过、细胞200的尺寸、细胞200通过的时间及频率等各种参数。本发明通过将电极211直接设置检测区域102内，不仅结构简单，而且可以更加方便快捷地对通过的细胞200进行检测分析。更进一步地，所述电极211沿凹槽12的宽度方向骑跨在所述检查区域102即缩窄部120上以更加可靠地检测所述细胞200，同时所述开口223的尺寸也大于所述电极211以使电极211完全暴露出来。在本发明的其他实施方式中，所述微流控装置100也可在检测区域102设置各种感测器以检测细胞200渗透压、离子浓度等参数，从而实现更精确的分析。
上述实施例为本发明的较佳实施方式。而非全部的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变化，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于检测血液细胞的微流控装置，其特征在于：所述微流控装置包括基板以及设置在基板上的遮蔽元件；所述基板设有第一表面以及在第一表面上蜿蜒延伸形成的凹槽；所述遮蔽元件设置在所述基板的第一表面上并遮蔽所述凹槽以形成供血液流动的通道；所述微流控装置在通道的起始位置形成一供血液流入的入口，并在通道的终端位置形成一供血液流出的出口；所述通道在靠近所述出口的位置设有一仅能供血液细胞单独通过的检测区域，所述检测区域设有一次仅能供一个细胞流入的流入端以及一次仅能供一个细胞流出的流出端，所述微流控装置设有一对设置在所述检测区域内并位于所述流入端与流出端之间以检测通过所述检测区域的细胞的电极。
2.如权利要求1所述的微流控装置，其特征在于：所述遮蔽元件包括盖体以及双面胶，所述双面胶设有相对的第一面及第二面，所述第一面粘贴在所述盖体上，所述第二面粘贴在所述基板上并遮蔽所述凹槽；所述电极通过镭射直接成型技术镀在所述盖体上，所述双面胶设有一对上下贯穿的开口，所述开口与所述电极相对齐以将电极暴露在所述检测区域内。
3.如权利要求2所述的微流控装置，其特征在于：所述盖体上还设有一对电性连接至对应电极的导电片，所述导电片通过镭射直接成型技术镀在所述盖体的一角落处，所述双面胶设有一对上下贯穿并与所述导电片相对齐的凹口，所述基板设有一上下贯穿并与所述两凹口相对应以暴露所述导电片的缺口。
4.如权利要求1所述的微流控装置，其特征在于：所述电极沿细胞流动的方向在所述检测区域内排布成一排，并且每个电极骑跨所述检测区域上。
5.如权利要求1所述的微流控装置，其特征在于：所述基板设有沿基板厚度方向与所述第一表面相对的第二表面，所述入口及出口均设于所述基板的第二表面上并沿所述基板的厚度方向分别连通至所述凹槽。
6.如权利要求5所述的微流控装置，其特征在于：所述基板在第二表面靠近所述入口的位置设有孔，所述基板在第一表面上凹设有通槽，所述通槽连通所述孔及入口；所述微流控装置还包括一设置在基板第二表面的入口处的缓冲器，所述缓冲器内装有溶解剂。
7.如权利要求1所述的微流控装置，其特征在于：所述凹槽对应所述检测区域形成尺寸缩小的缩窄部，所述缩窄部的尺寸小于血液细胞的直径。
8.如权利要求7所述的微流控装置，其特征在于：所述凹槽设有细胞流动的延伸方向、垂直于延伸方向的宽度方向以及垂直于延伸方向及宽度方向的深度方向，所述缩窄部设有一对沿宽度方向凸伸入所述凹槽内的凸起，所述两凸起相向凸伸形成以减小所述凹槽宽度。
9.如权利要求8所述的微流控装置，其特征在于：所述缩窄部设有一沿深度方向凸伸的凸台，所述凸台沿宽度方向位于两凸起之间并入所述凹槽内以减小所述凹槽的深度。
10.如权利要求9所述的微流控装置，其特征在于：所述凸起在所述检测区域的流入端及流出端形成一对导引斜面，所述凸台在所述检测区域的流入端及流出端形成一对垂直面。
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