CN106902905B - 用于微流控芯片液体控制防回流装置及其微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微流控芯片液体控制防回流装置及其微流控芯片；该防回流装置，包括微流控流道和防回流结构，防回流结构位于微流控流道的上方，具有防回流流道；防回流流道能够抬升防回流结构安装位置处的微流控流道液面高度；当微流控流道接通气路时，在气路提供的气压驱动下，克服防回流流道所抬升的此处微流控流道液面高度的压力，促使防回流装置两侧的微流控流道中的流体处于流通状态。由此可知：本发明所述的防回流装置，具有良好的防回流功能。

Description

用于微流控芯片液体控制防回流装置及其微流控芯片

技术领域

本发明一种用于微流控芯片液体控制防回流装置及包含该回流装置的微流控芯片。

背景技术

免疫侧向层析诊断技术作为一种稳定和实用的技术适合在多样的即时检验（POCT）或者现场使用。

在免疫层系反应系统中，由于系统原因导致CV大，无法达到精确定量。而基于微流控技术的免疫诊断方法，可以有效的避免上述问题。

微流控又分被动式和主动式两种。被动式微流控还是需要毛细血管力来达到液体向前的侧向层析。但是由于不同样本特别是全血样本的粘稠度不同，导致液体流速无法统一。

主动式微流控可以有效避免上述问题，可以给向前的推力，使液体均匀的向前流动，避免因为不同流速导致的测试值差异。同时，对微流控芯片的生产工艺要求降低，不然被动式微流控对流道的平整度等要求很高，加工误差要很低。

主动式微流控的动力有离心力驱动、电润湿驱动、压力驱动（电解泵、压缩气体泵、化学分解泵、直接气压差驱动）

但是如果要达到随意控制液体速度的目的，不但要有推动力，还要有阀门控制，还要有防回流免得液体因为向前推动的压力去除，回流回去。特别是主动式微流控压力要持续输出，保证液体持续向前推进。这样会有一个问题就是 通量不够大。需要前一个芯片测试已完成才可能加第二个芯片，但是有防回流装置的话，就不用这样，试剂在孵育时间内，设备可以离开此芯片去操作另一个芯片。大大提高产品的通量，满足临床要求。节省时间，提高效率。即，有防回流装置可解放设备，达到多通量同时检测的目的。

发明内容

为了保证微流控液体防回流效果，需要将防回流装置的高度提高到流道内液体表面高度以上，同时保证大规模生产的需要，防回流装置要对生产工艺的要求不太高。当然，微流控芯片位置空间有限，如果能在不失取原有功能的情况下，整合部分功能模块起到节省空间的目的。同时起到一台设备同时操作多个微流控芯片的目的。提高通量，节省时间。

为实现上述的技术目的，本发明将采取如下的技术方案：

一种用于微流控芯片液体控制防回流装置，包括微流控流道和防回流结构，防回流结构位于微流控流道的上方，具有防回流流道；防回流流道能够抬升防回流结构安装位置处的微流控流道液面高度；当微流控流道接通气路时，在气路提供的气压驱动下，克服防回流流道所抬升的此处微流控流道液面高度的压力，促使防回流装置两侧的微流控流道中的流体处于流通状态。

作为本发明的进一步改进，所述防回流流道的延伸方向与防回流结构安装位置处微流控流道的延伸方向相垂直；防回流结构安装位置处的微流控流道通过微流控流道隔块分隔成两段，分别为微流控进液流道、微流控出液流道；防回流流道的上端封闭，下端则跨接在微流控流道隔块上方，并分别与微流控进液流道、微流控出液流道连通。

作为本发明的进一步改进，所述防回流流道内具有防回流凸块，且防回流凸块与防回流流道之间形成有两条防回流连通流道；所述的两条防回流连通流道，分别与微流控进液流道、微流控出液流道连通；防回流凸块的下端与防回流流道的下端齐平，而防回流凸块的上端则低于防回流流道的上端设置。

作为本发明的进一步改进，所述防回流凸块在两条防回流连通流道之间的截面成梯形状设置。

作为本发明的进一步改进，所述微流控流道隔块为楔形块，而防回流流道为形状与微流控流道隔块形状相似的楔形槽。

作为本发明的进一步改进，防回流结构安装位置处的微流控流道，在微流控流道隔块的两侧对称地布置有楔形连接柱，防回流流道具有与楔形连接柱配合连接的楔形连接槽。

本发明的另一个技术目的，是提供一种微流控芯片，具有上述的任意一种所述的防回流装置。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，具有如下的优点：

本发明可以通过微流控液体控制防回流装置，使一个设备可以操作多个微流控芯片，起到多通量的效果，因为即便把液体向前流动的推动力去掉，液体也不会回流过去，因为有防回流装置，这样 各个步骤之间的孵育时间时，设备可以离开微流控芯片，去操作另一个微流控芯片，起到多通量的目的。

附图说明

图1是实施例1所述防回流结构的结构示意图；

图2是图1中中层芯片的结构示意图；

图1-2中：中层芯片2；防回流流道2-d；下层芯片3；微流控流道3-a；

图3是三片式防回流结构的结构示意图；

图4是图3的截面图；

图3-4中：上层芯片1；中层芯片2；防回流出液口2-a；防回流连通流道2-b；防回流凸块2-c；下层芯片3；微流控流道3-a；

图5是第三种防回流结构的结构示意图；

图6是图5所述第三种防回流结构的截面结构示意图；

图7是图5中下层芯片的结构示意图；

图8是图5中中层芯片的结构示意图；

图5-8中：中层芯片2；防回流流道2-d；下层芯片3；微流控流道3-a；微流控流道隔块3-b；

图9是第四种防回流结构的结构示意图；

图10是图9所述第四种防回流结构的截面结构示意图；

图11是图9中下层芯片的结构示意图；

图12是图9中中层芯片的结构示意图；

图9-12中：中层芯片2；防回流流道2-d；下层芯片3；微流控流道3-a；微流控流道隔块3-b；连接柱3-c。

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、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。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

图1-图12中，详细地公开了本发明所述的防回流结构所涉及实施例的具体结构，以下将结合附图详细地说明本发明所述各实施例对应的防回流结构的具体构成。

根据各实施例可知，本发明所述的防回流装置，具有如下特性：

包括微流控流道3-a和防回流结构，防回流结构位于微流控流道3-a的上方，具有防回流流道2-d；防回流流道2-d能够抬升防回流结构安装位置处的微流控流道3-a液面高度；

当接通气路时，在气路提供的气压驱动下，克服防回流流道2-d所抬升的此处微流控流道3-a液面高度的压力，促使防回流装置两侧的微流控流道3-a中的流体处于流通状态。

实施例1

如图1-2所示，本实施例所述的防回流结构，包括防回流流道2-d（设置于中层芯片2），所述防回流流道2-d的延伸方向与防回流结构安装位置处微流控流道3-a（设置于下层芯片3）的延伸方向相垂直；防回流结构安装位置处的微流控流道3-a通过微流控流道隔块3-b分隔成两段，分别为微流控进液流道、微流控出液流道；防回流流道2-d的上端封闭，下端则跨接在微流控流道隔块3-b上方，并分别与微流控进液流道、微流控出液流道连通；当接通气路时，在气路提供的气压驱动下，微流控进液流道中的流体流经防回流流道2-d后，回流至微流控出液流道中。

本实施例所述防回流结构功能单一，效果不显著。防回流结构的高度和微流控流道内液体表面高度一致，没有起到完全防回流的目的，但是结构简单，生产要求不高。

实施例2

如图3-4所示，本实施例所述防回流结构与实施例1的不同之处在于：

1、所述防回流流道2-d内具有防回流凸块2-c，且防回流凸块2-c与防回流流道2-d之间形成有两条防回流连通流道2-b；所述的两条防回流连通流道2-b，分别与微流控进液流道、微流控出液流道连通；防回流凸块2-c的下端与防回流流道2-d的下端齐平，而防回流凸块2-c的上端则低于防回流流道2-d的上端设置。

2、所述防回流流道2-d的上端封闭是通过上层芯片1提供的盖板作用来完成的。

由此可知，本实施例创造性的在微流控液体表面之上凸起防回流结构，可显著起到液体防回流的作用。同时对生产工艺的要求不太高，达到大规模生产的目的。

实施例3

如图5-8所示，本实施例所述防回流结构与实施例2的不同之处在于：

将所述微流控流道隔块3-b设置为楔形块，而防回流流道2-d为形状与微流控流道隔块3-b形状相似的楔形槽。

由此可知：由于本实施例具有凸起的流道，可以显著起到防回流作用。

实施例4

如图9-12所示，本实施例所述防回流结构与实施例3的不同之处在于：

防回流结构安装位置处的微流控流道，在微流控流道隔块3-b的两侧对称地布置有楔形连接柱3-c，防回流流道2-d具有与楔形连接柱3-c配合连接的楔形连接槽。

由此可知：本实施例创造性地设计了防回流结构，使其和微流控上下芯片固定位柱子融合在一起（实施例3同为凸起部位，但是由于尺寸小于500微米，无法作为固定位来用，强度不够），节省微流控芯片空间。同时由于有两面的凸起围墙，有效的避免了液体从侧面漏出，影响防回流。

本发明可以通过微流控液体控制防回流结构，使一个设备可以操作多个微流控芯片，起到多通量的效果，因为即便把液体向前流动的推动力去掉，液体也不会回流过去，因为有防回流结构，这样 各个步骤之间的孵育时间时，设备可以离开微流控芯片，去操作另一个微流控芯片，起到多通量的目的。

另外，为方便本发明所述微流控芯片的使用，在所述上层芯片1设置有用于外接的固定部；该外接固定部为圆球状固定部，或者凹槽状固定部，或者设置于上层芯片1外侧的端部卡槽固定部。

Claims (5)

1.一种用于微流控芯片液体控制防回流装置，其特征在于，包括微流控流道和防回流结构，防回流结构位于微流控流道的上方，具有防回流流道；防回流流道能够抬升防回流结构安装位置处的微流控流道液面高度；

当微流控流道接通气路时，在气路提供的气压驱动下，克服防回流流道所抬升的此处微流控流道液面高度的压力，促使防回流装置两侧的微流控流道中的流体处于流通状态；

所述防回流流道的延伸方向与防回流结构安装位置处微流控流道的延伸方向相垂直；

防回流结构安装位置处的微流控流道通过微流控流道隔块分隔成两段，分别为微流控进液流道、微流控出液流道；

防回流流道的上端封闭，下端则跨接在微流控流道隔块上方，并分别与微流控进液流道、微流控出液流道连通；

所述微流控流道隔块为楔形块，而防回流流道为形状与微流控流道隔块形状相似的楔形槽。

2.根据权利要求1所述的用于微流控芯片液体控制防回流装置，其特征在于，

所述防回流流道内具有防回流凸块，且防回流凸块与防回流流道之间形成有两条防回流连通流道；

所述的两条防回流连通流道，分别与微流控进液流道、微流控出液流道连通；

防回流凸块的下端与防回流流道的下端齐平，而防回流凸块的上端则低于防回流流道的上端设置。

3.根据权利要求2所述的用于微流控芯片液体控制防回流装置，其特征在于，所述防回流凸块在两条防回流连通流道之间的截面成梯形状设置。

4.根据权利要求1所述的用于微流控芯片液体控制防回流装置，其特征在于，防回流结构安装位置处的微流控流道，在微流控流道隔块的两侧对称地布置有楔形连接柱，防回流流道具有与楔形连接柱配合连接的楔形连接槽。

5.一种微流控芯片，其特征在于，具有权利要求1‐4中任意一项 权利要求所述的防回流装置。