CN109759155A - 一种多指标检测离心式微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多指标检测离心式微流控芯片，包括：盖板层、通道层和底板层，其中盖板层和底板层分别对应设置在通道层顶部和底部，并与通道层密封配合；盖板层设置有可视窗、待测液进样孔、清洗液进样孔、通气孔和盖板芯片固定孔；底板层设置有层析试纸条和底板芯片固定孔,其中层析试纸条由样品垫、硝酸纤维素膜和吸收垫组成，硝酸纤维素膜位于中间，样品垫和吸收垫分别位于两端；通道层设置有检测区通孔、待测液池、待测液通道、清洗液池、清洗液通道、主通道、标记反应池、标记反应液通道、进样池、废液池、通气通道和通道芯片固定孔。本发明提供了一种干净卫生、检测精准、自动化程度高的多指标检测离心式微流控芯片。

Description

一种多指标检测离心式微流控芯片

技术领域

本发明涉及微流控芯片检测技术领域，更具体的说是涉及一种多指标检测离心式微流控芯片。

背景技术

微流控芯片，是在芯片上对化学或生物样品进行操作和检测的一项新兴技术。微流控芯片可以把样品的制备、反应、分离和检测等操作单元集成到一张几平方厘米的芯片上，通过对微通道网络内流体的操纵和控制，自动完成分析过程。由于微流控芯片技术具有进样量小、集成度高、易实现自动化控制和高通量分析的特点，使得在微流控芯片上进行生化反应操作较常规的分析样品前处理更方便、快速、成本低廉。

层析试纸条，现已广泛应用于临床诊断、食品安全、环境检测等领域。检测方法包括色度、荧光、磁检测等，取决于结合垫中的标记物，而如果定量检测，如荧光，需要在待测液反应结束后滴加清洗液，去除检测区域未结合标记物，减少干扰。常规操作中需要操作者在加入待测液反应等待一段时间后，手动加入清洗液，然后再用目视或者简单检测装置进行结果读取，自动化程度差，影响检测效率。

因此，如何提供一种干净卫生、检测精准、自动化程度高的多指标检测离心式微流控芯片是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多指标检测离心式微流控芯片，将微流控芯片与层析试纸条结合，满足多指标同时检测，反应后液体大多在芯片内部，比单独试纸条更卫生；待测液与标记物的反应从试纸条转移到标记反应池，混合更均匀，反应更充分；液体通过离心进入下一级，且通过不同的离心转速保证不同时间进入不同液体，用户在加完待测液、清洗液后，交由离心检测仪器完成后续工作，而不需要等待时间并进行后续手动操作，提高自动化程度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多指标检测离心式微流控芯片，包括：盖板层、通道层和底板层，其中所述盖板层和所述底板层分别对应设置在所述通道层顶部和底部，并与所述通道层密封配合；

所述盖板层设置有可视窗、待测液进样孔、清洗液进样孔、通气孔和盖板芯片固定孔；

所述底板层设置有层析试纸条和底板芯片固定孔,其中所述层析试纸条由样品垫、硝酸纤维素膜和吸收垫组成，所述硝酸纤维素膜位于中间，所述样品垫和所述吸收垫分别位于两端，并且所述硝酸纤维素膜上设置有检测线和质控线；

所述通道层设置有检测区通孔、待测液池、待测液通道、清洗液池、清洗液通道、主通道、标记反应池、标记反应液通道、进样池、废液池、通气通道和通道芯片固定孔；其中，所述待测液通道连通所述待测液池和所述主通道，并且所述待测液池与所述待测液进样孔连通；所述清洗液通道连通所述清洗液池和所述主通道，并且所述清洗液池与所述清洗液进样孔连通；所述主通道与所述标记反应池连通；所述标记反应液通道连通所述标记反应池和所述进样池，并且所述标记反应池内预先固定标记物，标记物包括酶标记、发光标记、胶体金标记、荧光标记、磁微粒标记等；所述通气通道连通所述主通道和所述通气孔；所述检测区通孔与所述可视窗和所述层析试纸条对应设置；所述进样池与所述底板层连通，所述进样池中液体与所述层析试纸条接触；

所述待测液池、所述待测液通道、所述清洗液池、所述清洗液通道、所述主通道、所述标记反应池、所述标记反应液通道、所述废液池、所述通气通道均与所述底板层隔开。

优选的，在上述一种多指标检测离心式微流控芯片中，所述层析试纸条平行设置有若干个，并且每个所述层析试纸条匹配设置有对应的所述标记反应池、所述进样池、所述检测区通孔和所述可视窗；所述层析试纸条的所述硝酸纤维素膜与所述检测区通孔和所述可视窗对应设置，通过所述可视窗和所述检测区通孔可观察到所述层析试纸条反应状态；所述层析试纸条的所述样品垫与所述进样池对应设置，使所述进样池中液体能够流到所述样品垫中，由层析作用逐步进入所述硝酸纤维素膜、所述吸收垫，进行一系列反应。

优选的，在上述一种多指标检测离心式微流控芯片中，所述可视窗为敞开式通孔。

优选的，在上述一种多指标检测离心式微流控芯片中，所述标记反应池之间平行设置。

优选的，在上述一种多指标检测离心式微流控芯片中，所述清洗液通道的形状包括但不仅限于波浪形，波浪形通道能够增加通道长度，还可以是折线形或锯齿形。

优选的，在上述一种多指标检测离心式微流控芯片中，所述通气通道的形状包括但不仅限于波浪形，波浪形通道能够增加通道长度，还可以是折线形或锯齿形。

优选的，在上述一种多指标检测离心式微流控芯片中，所述盖板芯片固定孔与所述通道芯片固定孔、底板芯片固定孔形状相同且重合设置，形成贯穿所述一种多指标检测离心式微流控芯片的芯片固定孔，在离心过程中所述一种多指标检测离心式微流控芯片通过所述芯片固定孔固定在离心检测仪上，所述一种多指标检测离心式微流控芯片以所述芯片固定孔为圆心转动进行离心。

优选的，在上述一种多指标检测离心式微流控芯片中，所述清洗液池和所述待测液池均位于所述主通道靠近所述通道芯片固定孔的一侧，在离心过程中，所述清洗液池和所述待测液池内液体能够在离心力驱动下分别从所述清洗液通道和所述待测液通道流至所述主通道内。

优选的，在上述一种多指标检测离心式微流控芯片中，在所述通道层中，所述检测区通孔、所述清洗液池、所述清洗液通道、所述待测液池、所述通气通道、所述待测液通道、所述主通道、所述废液池、所述标记反应池、所述标记反应液通道、进样池由近至远依次排布在所述通道芯片固定孔一侧；

低转速离心时，所述一种多指标检测离心式微流控芯片通过所述芯片固定孔固定在所述离心检测仪的旋转轴上，使所述一种多指标检测离心式微流控芯片以所述芯片固定孔为圆心转动进行离心，液体流动过程如下：

(1)低转速离心，待测液由所述待测液通道进入所述主通道，并充满所有所述标记反应池，多余液体进入所述废液池；

(2)经离心检测仪作用后，待测液振荡溶解混合所述标记反应池中预存的标记物并进行反应；

(3)标记反应结束，二级转速离心，标记反应液由所述标记反应液通道进入所述进样池；

(4)静止，待测液接触所述层析试纸条的所述样品垫，由层析作用逐步进入所述硝酸纤维素膜、所述吸收垫，进行一系列反应；

(5)高速离心，清洗液经由所述清洗液通道、所述主通道、所述标记反应池、所述标记反应液通道进入所述进样池；

(6)静止，清洗液接触所述层析试纸条的所述样品垫由层析作用进入所述硝酸纤维素膜、所述吸收垫，将所述硝酸纤维素膜上的残余未结合试剂洗除，避免结果读取时的干扰。

优选的，在上述一种多指标检测离心式微流控芯片中，所述一种多指标检测离心式微流控芯片中液体的驱动力为离心力。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种多指标检测离心式微流控芯片，将微流控芯片与层析试纸条结合，满足多指标同时检测，提高工作效率，反应后液体大多在芯片内部，比单独试纸条更卫生；待测液与标记物的反应从试纸条转移到标记反应池，混合更均匀，反应更充分；液体通过离心进入下一级，且通过不同的离心转速保证不同时间进入不同液体，用户在加完待测液、清洗液后，交由离心检测仪器完成后续工作，而不需要等待时间并进行后续手动操作，提高自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的三维爆炸图；

图2附图为通道层正面结构图；

图3附图为层析试纸条结构示意图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明实施例公开了一种多指标检测离心式微流控芯片，将微流控芯片与层析试纸条结合，满足多指标同时检测，提高工作效率，反应后液体大多在芯片内部，比单独试纸条更卫生；待测液与标记物的反应从试纸条转移到标记反应池，混合更均匀，反应更充分；液体通过离心进入下一级，且通过不同的离心转速保证不同时间进入不同液体，用户在加完待测液、清洗液后，交由离心检测仪器完成后续工作，而不需要等待时间并进行后续手动操作，提高自动化程度。

结合附图1-3，本发明公开了一种多指标检测离心式微流控芯片，包括：盖板层1、通道层2和底板层3，其中盖板层1和底板层3分别对应设置在通道层2的顶部和底部，并与通道层2密封配合；

盖板层1设置有可视窗11、待测液进样孔12、清洗液进样孔13、通气孔14和盖板芯片固定孔15；

底板层3设置有析试纸条31和底板芯片固定孔32,其中层析试纸条31由样品垫33、硝酸纤维素膜34和吸收垫35组成，硝酸纤维素膜34位于中间，样品垫33和吸收垫35分别位于两端，并且硝酸纤维素膜34上设置有检测线和质控线；

通道层2设置有检测区通孔21、待测液池22、待测液通道23、清洗液池24、清洗液通道25、主通道26、标记反应池27、标记反应液通道28、进样池29、废液池210、通气通道211和通道芯片固定孔212；其中，待测液通道23连通待测液池22和主通道26，并且待测液池22与待测液进样孔12连通；清洗液通道25连通清洗液池24和主通道26，并且清洗液池24与清洗液进样孔13连通；主通道26与标记反应池27连通；标记反应液通道28连通标记反应池27和进样池29，并且标记反应池27内预先固定标记物；通气通道211连通主通道26和通气孔14；检测区通孔21与可视窗11和层析试纸条31对应设置；进样池29与底板层3连通，进样池29中液体与层析试纸条31接触；

待测液池22、待测液通道23、清洗液池24、清洗液通道25、主通道26、标记反应池27、标记反应液通道28、废液池210、通气通道211均与底板层3隔开。

为了进一步优化上述技术方案，层析试纸条31平行设置有若干个，并且每个层析试纸条31匹配设置有对应的标记反应池27、进样池29、检测区通孔21和可视窗11；层析试纸条31的硝酸纤维素膜34与检测区通孔21和可视窗11对应设置，通过可视窗11和检测区通孔21可观察到硝酸纤维素膜34上检测线和质控线的反应状态；层析试纸条31的样品垫33与进样池29对应设置，使进样池29中液体能够流到样品垫33中，由层析作用逐步进入硝酸纤维素膜34、吸收垫35，进行一系列反应。

为了进一步优化上述技术方案，可视窗11为敞开式通孔。

为了进一步优化上述技术方案，标记反应池27之间平行设置。

为了进一步优化上述技术方案，清洗液通道25的形状包括但不仅限于波浪形，波浪形通道能够增加通道长度。

为了进一步优化上述技术方案，通气通道211的形状包括但不仅限于波浪形，波浪形通道能够增加通道长度。

为了进一步优化上述技术方案，盖板芯片固定孔15与通道芯片固定孔212、底板芯片固定孔32形状相同且重合设置，形成贯穿一种多指标检测离心式微流控芯片的芯片固定孔，在离心过程中一种多指标检测离心式微流控芯片通过芯片固定孔固定在离心检测仪上，一种多指标检测离心式微流控芯片以芯片固定孔为圆心转动进行离心。

为了进一步优化上述技术方案，清洗液池24和待测液池22均位于主通道26靠近通道芯片固定孔212的一侧，在离心过程中，清洗液池24和待测液池22内液体能够在离心力驱动下分别从清洗液通道25和待测液通道23流至主通道26内。

为了进一步优化上述技术方案，在通道层2中，检测区通孔21、清洗液池24、清洗液通道25、待测液池22、通气通道211、待测液通道23、主通道26、废液池210、标记反应池27、标记反应液通道28、进样池29由近至远依次排布在通道芯片固定孔212一侧；

低转速离心时，一种多指标检测离心式微流控芯片通过芯片固定孔固定在离心检测仪的旋转轴上，使一种多指标检测离心式微流控芯片以芯片固定孔为圆心转动进行离心，液体流动过程如下：

(1)低转速离心，待测液由待测液通道23进入主通道26，并充满所有标记反应池27，多余液体进入废液池210；

(2)经离心检测仪作用后，待测液振荡溶解混合标记反应池27中预存的标记物并进行反应；

(3)标记反应结束，二级转速离心，标记反应液由标记反应液通道28进入进样池29；

(4)静止，待测液接触层析试纸条31的样品垫33，由层析作用逐步进入硝酸纤维素膜34、吸收垫35，进行一系列反应；

(5)高速离心，清洗液经由清洗液通道25、主通道26、标记反应池27、标记反应液通道28进入进样池29；

(6)静止，清洗液接触层析试纸条31的样品垫33由层析作用进入硝酸纤维素膜34、吸收垫35，将硝酸纤维素膜34上的残余未结合试剂洗除，避免结果读取时的干扰。

为了进一步优化上述技术方案，一种多指标检测离心式微流控芯片中液体的驱动力为离心力。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，包括：盖板层、通道层和底板层，其中所述盖板层和所述底板层分别对应设置在所述通道层顶部和底部，并与所述通道层密封配合；

所述盖板层设置有可视窗、待测液进样孔、清洗液进样孔、通气孔和盖板芯片固定孔；

所述底板层设置有层析试纸条和底板芯片固定孔,其中所述层析试纸条由样品垫、硝酸纤维素膜和吸收垫组成，所述硝酸纤维素膜位于中间，所述样品垫和所述吸收垫分别位于两端，并且所述硝酸纤维素膜上设置有检测线和质控线；

所述通道层设置有检测区通孔、待测液池、待测液通道、清洗液池、清洗液通道、主通道、标记反应池、标记反应液通道、进样池、废液池、通气通道和通道芯片固定孔；其中，所述待测液通道连通所述待测液池和所述主通道，并且所述待测液池与所述待测液进样孔连通；所述清洗液通道连通所述清洗液池和所述主通道，并且所述清洗液池与所述清洗液进样孔连通；所述主通道与所述标记反应池连通；所述标记反应液通道连通所述标记反应池和所述进样池，并且所述标记反应池内预先固定标记物；所述通气通道连通所述主通道和所述通气孔；所述检测区通孔与所述可视窗和所述层析试纸条对应设置；所述进样池与所述底板层连通，所述进样池中液体与所述层析试纸条接触；

所述待测液池、所述待测液通道、所述清洗液池、所述清洗液通道、所述主通道、所述标记反应池、所述标记反应液通道、所述废液池、所述通气通道均与所述底板层隔开。

2.根据权利要求1所述的一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，所述层析试纸条平行设置有若干个，并且每个所述层析试纸条匹配设置有对应的所述标记反应池、所述进样池、所述检测区通孔和所述可视窗；所述层析试纸条的所述硝酸纤维素膜与所述检测区通孔和所述可视窗对应设置；所述层析试纸条的所述样品垫与所述进样池对应设置。

3.根据权利要求2所述的一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，所述可视窗为敞开式通孔。

4.根据权利要求2所述的一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，所述标记反应池之间平行设置。

5.根据权利要求1所述的一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，所述清洗液通道的形状包括但不仅限于波浪形。

6.根据权利要求1所述的一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，所述通气通道的形状包括但不仅限于波浪形。

7.根据权利要求1所述的一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，所述盖板芯片固定孔与所述通道芯片固定孔、底板芯片固定孔形状相同且重合设置，形成贯穿所述一种多指标检测离心式微流控芯片的芯片固定孔。

8.根据权利要求1所述的一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，所述清洗液池和所述待测液池均位于所述主通道靠近所述通道芯片固定孔的一侧。

9.根据权利要求1所述的一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，在所述通道层中，所述检测区通孔、所述清洗液池、所述清洗液通道、所述待测液池、所述通气通道、所述待测液通道、所述主通道、所述废液池、所述标记反应池、所述标记反应液通道、所述进样池由近至远依次排布在所述通道芯片固定孔一侧。

10.根据权利要求1所述的一种多指标检测离心式微流控芯片，其特征在于，所述一种多指标检测离心式微流控芯片中液体的驱动力为离心力。