CN108490197A - 带有预反应功能的多指标分析芯片及其使用方法 - Google Patents

带有预反应功能的多指标分析芯片及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有预反应功能的多指标分析芯片及其使用方法。所述芯片包括基片，所述基片的一侧端面上包括至少一个反应单元，每个所述反应单元均包括：多个反应孔、与各反应孔一一对应连通的注入管、与各注入管道连通的分配管、与分配管通过虹吸管连通的混合腔、与混合腔通过连接管道连通的至少一个预反应腔和反应液腔、以及分别与预反应腔和反应液腔连通的至少两个加样孔；所述分配管由粗细深浅不一的管道结构组成。本发明提供的芯片可广泛应用于生物检测或医疗检验领域，如生化分析、免疫分析、核酸扩增反应。

Description

带有预反应功能的多指标分析芯片及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种带有预反应功能的多指标分析芯片及其使用方法。
背景技术
近年来，微流控技术得以迅速发展，其在流体操控和快速生化反应等方面的优势使得其在多个领域获得应用。生物医学是其应用的一个重要领域，微流控技术已经广泛应用于细胞培养、细胞刺激、细胞分析、核酸提取、核酸扩增、生化检测、免疫检测等各种应用中。在对生化指标进行分析的应用中，对样本的多个指标的并行分析和检测是常见的需求。而要实现对同一个样本的多指标并行分析，往往涉及到样本和试剂的分配过程，即将同一种液体分配到用于分析不同指标的多个反应孔中。如何实现液体的分配以及避免其后生化反应过程中各个反应孔之间的交叉污染成为多指标分析芯片中的一个关键。
利用微流控芯片的多个腔体来进行多指标的反应和检测是便利的方案，但其带来一个潜在的问题，即样本被分割分配到多个反应腔体中，每个腔体中的样本量就减少了，相当于降低了整个系统的检测灵敏度。以细胞的多指标核酸分析为例，如果样本中只有5个细胞，但要分析的指标有10个，直接将样本分配到10个腔体中，每个腔体分析一个指标的话，就有很多腔体分配不到细胞，从而不能扩增检测。如果将这5个细胞放在一个含有10重引物的腔体里反应，则每对引物都能接触到细胞的核酸而正常发生扩增，这种方式的检测灵敏度比上述样本直接分配多腔体扩增检测的方法灵敏度理论上就明显高。而直接开发一个10重的核酸扩增体系并能检测目前来讲是一个难题，所以研究人员往往将上述两种方法相结合实现高灵敏度的多指标检测，即先进行一步单腔体的多指标预扩增，然后将扩增产物分配到多个腔体里每个腔体检测一个指标，进行多指标的并行检测。这种应用需求带来了研制具有预反应功能的多指标分析芯片的必要性。
此外，除了上述需要预扩增的分析外，还有一大类应用需要提前进行反应去除干扰物质再进行多指标分析，如污水中的一些化学污染物的检测需要提前螯合沉淀掉污水中溶解的有机质等，这类应用同样需要具有预反应功能的多指标分析芯片。
综上所述，目前很多应用需要带有预反应功能的多指标分析芯片。因此，如何实现预反应功能和后续的多指标分配检测，以及如何避免不同反应孔之间的潜在交叉污染成为相关研究的重点。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一套便于使用的能杜绝交叉污染的带有预扩增功能的离心式多指标分析芯片及其使用方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种带有预反应功能的多指标离心式分析芯片，包括基片1，所述基片1的一侧端面上包括至少一个反应单元，每个所述反应单元均包括：多个反应孔101、与各反应孔一一对应连通的注入管102、与各注入管道连通的分配管103、与分配管103通过虹吸管104连通的混合腔105、与混合腔105通过连接管道106连通的至少一个预反应腔107、与混合腔105通过连接管道106连通的反应液腔108、以及分别与预反应腔107和反应液腔108连通的至少两个加样孔109。
所述多个反应孔101位于远离离心中心的最外侧，以离心中心为圆心沿周向等间隔分布；所述注入管102位于所述反应孔101靠近离心中心的内侧，朝向离心中心与所述的分配管103相连；所述混合腔105位于所述分配管103的内侧，所述预反应腔107和反应液腔108位于所述混合腔105靠近离心中心的内侧；
所述分配管103由粗细深浅不一的管道结构组成；
在一个优选的实施例中，与所述注入管102直接相连的部分分配管103a为细且浅的管道，远离注入管102及两条注入管之间的部分分配管103b为粗且深管道，所述部分分配管103a和部分分配管103b连通，且所述部分分配管103a和部分分配管103b远离离心中心的一侧的下边沿对齐；
在一个优选的实施例中，与所述注入管102直接相连的部分分配管103a为粗且浅的管道，远离注入管102及两条注入管之间的部分分配管103b为细且深管道，所述部分分配管103a和部分分配管103b连通，且所述部分分配管103a和部分分配管103b远离离心中心一侧的下边沿对齐；
在一个优选的实施例中，与所述注入管102直接相连的部分分配管103a为粗且深的管道，远离注入管102及两条注入管之间的部分分配管103b为细且浅管道，所述部分分配管103a和部分分配管103b连通，且所述部分分配管103a和部分分配管103b远离离心中心一侧的下边沿对齐；
在一个优选的实施例中，与所述注入管102直接相连的部分分配管103a为细且深的管道，远离注入管102及两条注入管之间的部分分配管103b为粗且浅管道，所述部分分配管103a和部分分配管103b连通，且所述部分分配管103a和部分分配管103b远离离心中心一侧的下边沿对齐。
上述芯片中，所述腔体和管道还通过排气管111连通，保证在加样完成、加样孔109和排气孔110密封后，芯片各腔体之间通过排气管111自通气。排气管111包括连接实现混合腔105与预反应腔107和反应液腔108自通气的111a部分，连接分配管103的排气部分111b，以及将排气管111a和111b连接的111c部分。以上排气管能保证芯片在整体密封的情况下，芯片离心时各部分的液体顺畅流动。
上述芯片中，为了保证向腔体中注入液体时，腔体中的空气可以顺畅的排出，所述反应单元还包括至少一个排气孔，所述排气孔可设于排气管111上，优选设于排气管111b上。
上述芯片中，所述反应孔101外侧还具有与所述反应孔101一一对应的缓冲孔114以及连通缓冲孔114和反应孔101的连接管113。
进一步的，所述连接管113的横截面小于所述注入管102。
优选地，缓冲孔114和连接管113的体积不大于注入管102的体积。
上述芯片中，连接所述混合腔105和所述分配管103的所述虹吸管104具有亲反应液的特性，若反应液为水相，则具有亲水特性。
上述芯片中，所述芯片还包含与所述混合腔105连通的缓冲腔112。所述缓冲腔112与所述混合腔105位置相似，均位于反应孔101内侧，所述预反应腔107和反应液腔108外侧。此处设置缓冲腔112只是为了连通，而无需通过液体，其与排气管111的功能类似。缓冲腔112存在的目的是为了芯片中的结构较为对称，便于注塑，若其他腔体做的够大，该缓冲腔可不设置。
上述芯片中，每个所述反应单元可以有多个预反应腔107，每增加一个预反应腔107，对应地加样孔109、连接管106和排气管111也会相应地增加，与多出的预反应腔107连接实现流体和气路的连接。
所述芯片至少由基片1和盖片两层结构构成。
所述基片1和盖片可通过粘接、热封、热压焊接、超声焊接、激光焊接等方式密封。
所述基片1和盖片中至少有一个局部或全部为透光材料。
所述基片1和盖片由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)等高分子聚合物以及金属材料或其组合等制成。
优选的，所述盖片可为单面胶材料。
本发明的再一个目的是提供一种带有预反应功能的多指标离心式分析芯片的使用方法。
所述使用方法包括下述步骤：
1)将样品溶液由加样孔注入芯片预反应腔，反应液由加样口注入芯片反应液腔，将加样孔和通气孔密封，然后将芯片放置在具有离心功能的设备上进行预反应；
2)完成预反应后，将芯片置于离心装置中进行离心操作，使预反应腔中预反应后的样本和反应液腔中的反应液离心到混合腔中，通过加减速或正反旋转混匀；
3)停止离心或将芯片转速降低到一定程度，使混合腔中的液体通过毛细作用进入虹吸管；
4)高速离心芯片，混合腔中的液体会经过虹吸管和分配管道经由注入管分配进各反应孔，完成预反应后的样本往各反应孔的分配，完成分配后最后一个反应孔(即距离排气管111最近，最远离虹吸管104的反应孔)充当废液池不完全填充满，其他反应孔均填满，且分配管道中没有液体残留；
5)然后各反应孔101中独立进行各指标的反应。
或者，所述使用方法包括下述步骤：
1)将样品溶液由加样孔注入芯片预反应腔，反应液由加样口注入芯片反应液腔，将加样孔和通气孔密封，然后将芯片放置在具有离心功能的设备上进行预反应；
2)完成预反应后，将芯片置于离心装置中进行离心操作，使预反应腔中预反应后的样本和反应液腔中的反应液离心到混合腔中，通过加减速或正反旋转混匀；
3)停止离心或将转速降低到一定程度，使混合腔中的液体通过毛细作用进入虹吸管；
4)高速离心芯片，混合腔中的液体会经过虹吸管和分配管道经由注入管分配进各反应孔，完成预反应后的样本往各反应孔的分配，完成分配后最后一个反应孔充当废液池不完全填充满，其他反应孔均填满，且分配管道中没有液体残留；此时因为连接管横截面较小，具有界面阀的效果，因此液体填充反应孔时不进入缓冲孔；
5)进一步加大离心转速或以高加速度快速切换芯片的离心转速或离心方向，反应孔中的液体在离心扰动下打破界面阀，逐渐进入缓冲孔直至填满缓冲孔和连接管,此时注入管中的液体被全部或局部排空；
6)其后各反应孔101中独立进行各指标的反应。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明所采用的分配管道具有粗细深浅不一的结构，能避免不同反应孔中的液体因受热挥发凝结而导致的液体连通串扰。具体作用的原理为：1)粗且深的结构拥有较大的体积，能容纳挥发再凝结的水汽，避免其直接把管道完全覆盖；2)粗细深浅不一的结构形成很多形状突变的界面，能起到界面阀的作用，避免挥发凝结的液体在粗且深的管道和细且浅的管道之间接触。以上两个作用均有利于避免不同反应孔之间因液体接触而交叉污染。2、本发明所采用的分配管道具有粗细深浅不一的结构有利于调节分配管道的流阻，避免液体分配时个别反应孔不被液体填充。3、缓冲孔的存在能使得芯片注入管中不残留或残留很少的液体，使得相邻反应孔中的液体离得更远，进一步减少了交叉污染的可能性。4、芯片加样完成后完全密封与外界隔绝，避免了与外界环境之间可能的污染。5、本发明的每个反应孔中可预先放入不同的反应底物如酶和底物、抗体、引物、核酸探针等，待检测样品溶液分别进入不同反应孔中与反应底物反应，从而达成多指标分析的目的。本发明可广泛应用于生物检测或医疗检验领域，如生化分析、免疫分析、核酸扩增反应。
附图说明
图1为实施例1提供的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片的结构示意图。
图2为实施例1提供的芯片中分配管103的结构示意图。
图3为实施例1提供的芯片使用过程中液体流动过程示意图。
图4为实施例2提供的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片的结构示意图。
图5为实施例3提供的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片的结构示意图。
图6为实施例4提供的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片的结构示意图。
图7为实施例4提供的芯片使用过程中液体流动过程示意图。
图8为实施例5提供的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明，但本发明并不局限于此，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1：
如图1所示，本实施例所提供的带有预反应功能的多指标分析芯片，包括基片1，在所述基片1的一侧端面上设有一个反应单元，所述反应单元包括：多个反应孔101、与各反应孔一一对应连通的注入管102、与各注入管道连通的分配管103、与分配管103通过虹吸管104连通的混合腔105、与混合腔105通过连接管道106连通的预反应腔107和反应液腔108、以及分别与预反应腔107和反应液腔108连通的至少两个加样孔109和至少一个通气孔110。
所述多个反应孔101位于远离离心中心的最外侧，以离心中心为圆心沿周向等间隔分布。所述注入管102位于所述反应孔101靠近离心中心的内侧，朝向离心中心与所述的分配管103相连。所述混合腔105位于所述分配管的内侧，所述预反应腔107和反应液腔108进一步位于所述混合腔105靠近离心中心的内侧，通过管道106与混合腔105连接。
如图2所示，所述分配管103具有以下特征：分配管103由粗细深浅不一的管道结构组成，在本实施方式中与所述注入管102直接相连的部分103a细且浅，远离注入管及两条注入管之间的部分103b粗且深。进一步，分配管远离离心中心的103b和103a的部分的下边沿对齐。
进一步，连接所述混合腔105和所述分配管103的所述虹吸管104具有亲反应液的特性，若反应液为水相，则具有亲水特性。
进一步，上述腔体和管道还通过排气管111连通，保证在加样完成、加样孔109和排气孔110密封后，芯片各腔体之间通过排气管111自通气。排气管111包括连接实现混合腔105与预反应腔107和反应液腔108自通气的111a部分，分配管103的排气部分111b，以及将排气管111a和111b连接的111c部分。以上排气管能保证芯片在整体密封的情况下，芯片离心时各部分的液体顺畅流动。
进一步，所述芯片还包含与所述混合腔105连通的缓冲腔112。所述缓冲腔112与所述混合腔105位置相似，均位于反应孔101内侧，所述预反应腔107和反应液腔108外侧。
所述芯片至少由基片1和盖片2两层结构构成。在一种实施方式中上述腔体和管道均位于基片1上，
所述基片1和盖片2可通过粘接、热封、热压焊接、超声焊接、激光焊接等方式密封。
所述基片1和盖片2至少有一种局部或全部为透光材料。
所述基片1和盖片2为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)等高分子聚合物以及金属材料或其组合等构成。
进一步，所述盖片2可为单面胶材料。
另外，本实施例还提供了上述芯片的使用方法，包括下述步骤：
1)将样品溶液由加样口109b注入芯片预反应腔107，反应液由加样口109a注入芯片反应液腔108(图3a)，将芯片进样孔109和通气孔110密封。然后将芯片放置在具有离心功能的设备上进行预反应；
2)完成预反应后，将芯片置于离心装置中进行离心操作，使预反应腔107中预反应后的样本和反应液腔108中的反应液离心到混合腔105中(图3b)，通过加减速或正反旋转混匀；
3)停止离心或将芯片转速降低到一定程度，混合腔中105的液体通过毛细作用进入虹吸管104；
4)高速离心芯片，混合腔105中的液体会经过虹吸管104和分配管道103经由注入管102分配进各反应孔101完成预反应后的样本往各反应孔101的分配(图3c)，完成分配后最后一个反应孔101充当废液池不完全填充满，其他反应孔101均填满，且分配管道103中没有液体残留；
其后各反应孔101中独立进行各指标的反应。
实施例2：
本实施例与实施例1所述芯片主要结构类似，带有预反应功能的多指标离心式分析芯片如图4所示，具有多个反应孔101、与各反应孔一一对应连通的注入管102、与各注入管道连接的分配管103、与分配管103通过虹吸管104连通的混合腔105、与混合腔105通过连接管道106连通的预反应腔107和反应液腔108、以及分别与预反应腔和反应液腔连接的至少两个加样孔109和至少一个通气孔110。
所述多个反应孔101位于远离离心中心的最外侧，以离心中心为圆心呈现等角度辐射状分布。所述注入管102位于所述反应孔101靠近离心中心的内侧，朝向离心中心与所述的分配管103相连。所述混合腔105位于所述分配管的内侧，所述预反应腔107和反应液腔108进一步位于所述混合腔105靠近离心中心的内侧，通过管道与混合腔105连接。
所述分配管103具有以下特征：分配管由粗细深浅不一的结构组成，与实施例1不同，在本实施方式中与所述注入管直接相连的部分103a粗且浅，远离注入管及两条注入管之间的部分103b细且深。进一步，分配管远离离心中心的103b和103a的部分的下边沿对齐。
进一步，连接所述混合腔105和所述分配管103的所述虹吸管104具有亲反应液的特性，若反应液为水相，则具有亲水特性。
进一步，芯片还包含与所述混合腔105连通的缓冲腔112。所述缓冲腔112与所述混合腔105位置相似，均位于反应孔101内侧，所述预反应腔107和反应液腔108外侧。
进一步，上述腔体和管道还通过排气管111连通，保证在加样完成加样孔109和排气孔110密封后，芯片各腔体之间通过排气管111自通气。排气管111包括连接实现混合腔105与预反应腔107和反应液腔108自通气的111a部分，分配管103的排气部分111b，以及将排气管111a和111b连接的111c部分。以上排气管能保证芯片在整体密封的情况下，芯片离心时各部分的液体顺畅流动。
本实施例中的芯片的材料、加工方法和使用方法与实施例1中的内容一致，因此不再赘述。
实施例3：
实施例1和实施例2给出的均是一张芯片上只含有一个工作单元，实际上我们可以根据需求在芯片上布置多个反应单元。如图5所示，芯片包含两组反应单元，该实施例给出的芯片结构类似于实施例1，同理实施例2中的结构也可以布置成多个重复单元。本实施例的芯片结构、芯片材料、加工和使用方法与实施例一致，这里不再赘述。
实施例4：
本实施例所提供的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片如图6所示，具有多个反应孔101、与各反应孔连通的注入管102、与各注入管道连通的分配管103、与分配管103通过虹吸管104连通的混合腔105、与混合腔105通过连接管道106连通的预反应腔107和反应液腔108、以及分别与预反应腔和反应液腔连通的至少两个加样孔109和至少一个通气孔110。反应孔101外侧还具有缓冲孔114以及连通缓冲孔114和反应孔101的连接管113。
所述多个反应孔101位于远离离心中心的外侧，以离心中心为圆心呈现等角度辐射状分布。所述缓冲孔114位于反应孔101的远离离心中心的外侧，通过所述连接管113与反应孔101连接。注入管102位于所述反应孔101靠近离心中心的内侧，朝向离心中心与所述的分配管103相连。所述混合腔105位于所述分配管的内侧，所述预反应腔107和反应液腔108进一步位于所述混合腔105靠近离心中心的内侧，通过管道与混合腔105连接。
如图6所示，所述分配管103具有以下特征：分配管103由粗细深浅不一的结构组成，在本实施方式图示6中与所述注入管直接相连的部分103a细且浅，远离注入管及两条注入管之间的部分104b粗且深。根据实际需求，分配管103亦可同实施例2，与所述注入管直接相连的部分103a粗且浅，远离注入管及两条注入管之间的部分103b细且深。进一步，分配管远离离心中心的103b和103a的部分的下边沿对齐。
进一步，连接所述混合腔105和所述分配管103的所述虹吸管104具有亲反应液的特性，若反应液为水相，则具有亲水特性。
进一步连接管113的横截面小于注入管102。
优选地，缓冲孔114和连接管113的体积不大于注入管102的体积。
进一步，芯片还包含与所述混合腔105连通的缓冲腔112。所述缓冲腔112与所述混合腔105位置相似，均位于反应孔101内侧，所述预反应腔107和反应液腔108外侧。
进一步，上述腔体和管道还通过排气管111连通，保证在加样完成、加样孔109和排气孔110密封后，芯片各腔体之间通过排气管111自通气。排气管111包括连接实现混合腔105与预反应腔107和反应液腔108自通气的111a部分，分配管103的排气部分111b，以及将排气管111a和111b连接的111c部分。以上排气管能保证芯片在整体密封的情况下，芯片离心时各部分的液体顺畅流动。
本实施例中的芯片的材料、加工方法与实施例1中的内容一致，这里不再赘述。
另外，本发明还提供了上述芯片的使用方法，包括下述步骤：
1)将样品由加样口109b注入芯片预反应腔107，反应液由加样口109a注入芯片反应液腔108(图7a)，将芯片进样孔109和通气孔110密封。然后将芯片放置在具有离心功能的设备上进行预反应；
2)完成预反应后，将芯片置于离心装置中进行离心操作，使预反应腔107中预反应后的样本和反应液腔108中的反应液离心到混合腔105中(图7b)，通过加减速或正反旋转混匀；
3)停止离心或将芯片转速降低到一定程度，混合腔中105的液体通过毛细作用进入虹吸管104；
4)高速离心芯片，混合腔105中的液体会经过虹吸管104和分配管道103经由注入管102分配进各反应孔101完成预反应后的样本往各反应孔101的分配(图7c)，完成分配后最后一个反应孔101充当废液池不完全填充满，其他反应孔101均填满，且分配管道103中没有液体残留；此时因为连接管113横截面较小，具有界面阀的效果，因此液体填充反应孔101时不进入缓冲孔114；
5)进一步加大芯片离心转速或以高加速度快速切换芯片的离心转速或离心方向，反应孔101中的液体在离心扰动下打破界面阀，逐渐进入缓冲孔114直至填满缓冲孔114和连接管113,此时注入管102中的液体被全部或局部排空如图7d所示。
其后各反应孔101中独立进行各指标的反应。
实施例5：
以上实施例中，每个反应单元只有一个预反应腔107，根据实际情况，每个反应单元可以有多个预反应腔107。在如图8所示的实施方式中，芯片含有2个预反应腔107，对应地加样孔109、连接管106和排气管111也会相应地增加与多出的预反应腔107连接实现流体和气路的连接。
本实施例中的芯片的材料、加工方法、使用方法与实施例1-3中的内容一致，这里不再赘述。
此外以上各实施例中，各腔体如预反应腔107、反应液腔108以及反应孔101均可根据实际需要在与其他腔体和管道连接中增加缓冲腔体或缓冲管道。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明所采用的分配管道具有粗细深浅不一的结构，能避免不同反应孔中的液体因受热挥发凝结而导致的液体连通串扰。具体作用的原理为：1)粗且深的结构拥有较大的体积，能容纳挥发再凝结的水汽，避免其直接把管道完全覆盖；2)粗细深浅不一的结构形成很多形状突变的界面，能起到界面阀的作用，避免挥发凝结的液体在粗且深的管道和细且浅的管道之间接触。以上两个作用均有利于避免不同反应孔之间因液体接触而交叉污染。2、本发明所采用的分配管道具有粗细深浅不一的结构有利于调节分配管道的流阻，避免液体分配时个别反应孔不被液体填充。3、缓冲孔的存在能使得芯片注入管中不残留或残留很少的液体，使得相邻反应孔中的液体离得更远，进一步减少了交叉污染的可能性。4、芯片加样完成后完全密封与外界隔绝，避免了与外界环境之间可能的污染。5、本发明的每个反应孔中可预先放入不同的反应底物如酶和底物、抗体、引物、核酸探针等，待检测样品溶液分别进入不同反应孔中与反应底物反应，从而达成多指标分析的目的。本发明可广泛应用于生物检测或医疗检验领域，如生化分析、免疫分析、核酸扩增反应。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种带有预反应功能的多指标离心式分析芯片，包括基片(1)，所述基片(1)的一侧端面上包括至少一个反应单元，每个所述反应单元均包括：多个反应孔(101)、与各反应孔一一对应连通的注入管(102)、与各注入管道连通的分配管(103)、与分配管(103)通过虹吸管(104)连通的混合腔(105)、与混合腔(105)通过连接管道(106)连通的至少一个预反应腔(107)、与混合腔(105)通过连接管道(106)连通的反应液腔(108)、以及分别与预反应腔(107)和反应液腔(108)连通的至少两个加样孔(109)；
所述多个反应孔(101)位于远离离心中心的最外侧，以离心中心为圆心沿周向等间隔分布；所述注入管(102)位于所述反应孔(101)靠近离心中心的内侧，朝向离心中心与所述的分配管(103)相连；所述混合腔(105)位于所述分配管(103)的内侧，所述预反应腔(107)和反应液腔(108)位于所述混合腔(105)靠近离心中心的内侧。
2.根据权利要求1所述的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片，其特征在于：
所述分配管103由粗细深浅不一的管道结构组成；
所述分配管(103)中，与所述注入管(102)直接相连的部分分配管1(103a)为细且浅的管道，远离所述注入管(102)及两条注入管之间的部分分配管2(103b)为粗且深管道，所述部分分配管1(103a)和部分分配管2(103b)连通，且所述部分分配管1(103a)和部分分配管2(103b)远离离心中心一侧的下边沿对齐；
或，所述分配管(103)中，与所述注入管(102)直接相连的部分分配管1(103a)为粗且深的管道，远离所述注入管(102)及两条注入管之间的部分分配管2(103b)为细且浅管道，所述部分分配管1(103a)和部分分配管2(103b)连通，且所述部分分配管1(103a)和部分分配管2(103b)远离离心中心一侧的下边沿对齐；
或，所述分配管(103)中，与所述注入管(102)直接相连的部分分配管1(103a)为细且深的管道，远离所述注入管(102)及两条注入管之间的部分分配管2(103b)为粗且浅管道，所述部分分配管1(103a)和部分分配管2(103b)连通，且所述部分分配管1(103a)和部分分配管2(103b)远离离心中心一侧的下边沿对齐；
或，所述分配管(103)中，与所述注入管(102)直接相连的部分分配管1(103a)为粗且浅的管道，远离所述注入管(102)及两条注入管之间的部分分配管2(103b)为细且深管道，所述部分分配管1(103a)和部分分配管2(103b)连通，且所述部分分配管1(103a)和部分分配管2(103b)远离离心中心一侧的下边沿对齐。
3.根据权利要求1或2所述的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片，其特征在于：
所述反应单元还包括与排气管(111)；所述排气管(111)包括连接实现混合腔(105)与预反应腔(107)和反应液腔(108)自通气的排气管(111a)，连接分配管(103)的排气管(111b)，以及连接排气管(111a)和排气管(111b)的排气管(111c)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片，其特征在于：所述反应单元还包括至少一个排气孔；所述排气孔优选设于排气管111上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片，其特征在于：所述反应单元还包括与所述混合腔105连通的缓冲腔(112)；所述缓冲腔(112)位于所述反应孔(101)内侧，以及所述预反应腔(107)和反应液腔(108)的外侧。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片，其特征在于：所述虹吸管(104)具有亲反应液的特性。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片，其特征在于：所述反应单元还包括设于所述反应孔(101)外侧的缓冲孔(114)，以及连通所述缓冲孔(114)和反应孔(101)的连接管(113)；所述缓冲孔(114)和反应孔(101)一一对应；
优选的，所述连接管(113)的横截面小于所述注入管(102)；
所述缓冲孔(114)和连接管(113)的体积不大于注入管(102)的体积。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片，其特征在于：所述芯片至少由基片(1)和盖片两层结构构成；
或，所述基片(1)和盖片中至少有一个局部或全部为透光材料；
或，所述基片(1)和盖片由高分子聚合物和/或金属材料制成；所述高分子聚合物优选自下述至少一种：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和聚丙烯。
9.权利要求1-6任一项所述的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片的使用方法，包括下述步骤：
1)将样品溶液由加样孔(109)注入预反应腔(107)，反应液由加样口(109)注入反应液腔(108)，将加样孔(109)和通气孔(110)密封，然后将芯片放置在具有离心功能的设备上进行预反应；
2)完成预反应后，将芯片置于离心装置中进行离心操作，使预反应腔(107)中预反应后的样品和反应液腔(108)中的反应液离心到混合腔(105)中，通过加减速或正反旋转混匀；
3)停止离心或将转速降低，使混合腔(105)中的液体通过毛细作用进入虹吸管(104)；
4)高速离心芯片，混合腔(105)中的液体会经过虹吸管(104)和分配管(103)经由注入管(102)分配进各反应孔，完成分配后最后一个反应孔充当废液池不完全填充满，其他反应孔均填满，且分配管道中没有液体残留；
5)其后各反应孔(101)中独立进行各指标的反应。
10.权利要求7或8任一项所述的带有预反应功能的多指标离心式分析芯片的使用方法，包括下述步骤：
1)将样品溶液由加样孔(109)注入预反应腔(107)，反应液由加样口(109)注入反应液腔(108)，将加样孔(109)和通气孔(110)密封，然后将芯片放置在具有离心功能的设备上进行预反应；
2)完成预反应后，将芯片置于离心装置中进行离心操作，使预反应腔(107)中预反应后的样品和反应液腔(108)中的反应液离心到混合腔(105)中，通过加减速或正反旋转混匀；
3)停止离心或将转速降低，使混合腔(105)中的液体通过毛细作用进入虹吸管(104)；
4)高速离心芯片，混合腔(105)中的液体会经过虹吸管(104)和分配管(103)经由注入管(102)分配进各反应孔，完成分配后最后一个反应孔充当废液池不完全填充满，其他反应孔均填满，且分配管道中没有液体残留；
5)加大离心转速或以高加速度快速切换芯片的离心转速或离心方向，反应孔中的液体在离心扰动下打破界面阀，逐渐进入缓冲孔(114)直至填满缓冲孔(114)和连接管(113),此时注入管(102)中的液体被全部或局部排空；
6)其后各反应孔(101)中独立进行各指标的反应。
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