CN110624615B - 一种微流控芯片 - Google Patents
一种微流控芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110624615B CN110624615B CN201910888716.2A CN201910888716A CN110624615B CN 110624615 B CN110624615 B CN 110624615B CN 201910888716 A CN201910888716 A CN 201910888716A CN 110624615 B CN110624615 B CN 110624615B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conduit
- sensor
- fluid
- sample
- microfluidic chip
- 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
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 53
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims abstract description 22
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 39
- 239000002989 correction material Substances 0.000 claims description 36
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 33
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 28
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000012123 point-of-care testing Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 4
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 4
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 238000002032 lab-on-a-chip Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- 238000011281 clinical therapy Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
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
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)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微流控芯片，其适于插入外部控制装置，所述微流控芯片包括主体、样品导管和凹槽，其特征在于:所述微流控芯片还包括第2导管和第3导管，第2导管和第3导管之间的连接部分呈U形连接，设置在主体的下表面，而第2导管和第3导管的其余部分设置在主体的上表面，这样可使得自第2导管进入第3导管的血液或其他流体得到缓冲，不会因流速太大而溢出凹槽并进而发生污染。本发明的微流控芯片能够精确控制待测试流体的流动速度和体积，从而确保测试结果的一致性，而且与现有技术相比，本发明的微流控芯片也不会产生因为流体体积太大或速度过快而溢出导致的污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种微流控芯片，尤其是用于流体中的成分检测的微流控芯片。
背景技术
传统上，用于医学评估和诊断的血液或其他体液的检测一直是在医院配套的实验室中进行。虽然经过各种简单或复杂的程序，这些实验室可以提供可靠和准确的流体样品测试，但是，它们都无法立即提供结果，在收集样品和获得结果之间通常都存在较长的等待时间。
临床上有许多情况都需要在靠近患者的地方，在极短的时间内，获得准确的测量结果，即即时检测，也称护理点检测(POCT)。
相对于传统的实验室检测，POCT主要通过精简操作流程、集成检测装置、压缩检测成本，实现部分由非专业人员完成和适应性更强的便携式的就地检测。因其快速、简单的优势，POCT对院内急诊科、重症监护室(ICU)等临床科室具有重要意义；因其综合成本、便携、易用的优势，POCT对于完善农村边远地区医疗建设、加速检验检疫流程、应对突发疾病灾害、推动个性化医疗和疾病筛查等同样具有重要意义。POCT现已广泛应用于临床治疗和监护。
目前，市场上有多种即时诊断方法和产品，但大多都没有流体管理技术。例如，在美国专利No.5,096,669A1中公开了一种传感装置，其装置具有多种功能，能够对流体进行实时测量。然而，其传感装置缺乏流体管理技术，在测试时被测试流体的流动速度、样品体积、检测时间等均不可控，这使得流体样品在不同传感装置上获得的检测结果常常不一致。
微流控(Microfluidics)是一种精确控制和操控微米尺度流体的技术，微流控研究的空间尺寸范围一般在微米级别至毫米级别范围，由微流控发展而来的微液滴技术是一种新的微液滴制备方式，由于微米级的结构，流体在微流控通道中能够显示和产生与宏观尺寸下不同的特殊性能。
自20世纪80年代以来，微流控已经在DNA芯片、微进样技术以及微热力学技术等领域得到了巨大发展。
微流控又称为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技术。该技术能够把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块芯片上，自动完成分析的全过程。
采用微流控技术进行分析检测具有样品消耗少、检测速度快、操作简便、多功能集成、体积小和便于携带等特点，因此非常适用于POCT检测。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有POCT方法的缺点而提供一种微流控芯片，该微流控芯片是一次性的，能够精确控制待测试流体的流动速度和体积，从而确保测试结果的一致性。在操作中，该微流控芯片插入外部控制器中，该控制器提供与传感器的电连接并自动控制测量顺序，无需操作者干预即可实现对流体中的成分进行即时检测。
本发明的目的通过采用以下技术方案得到了实现：
方案1、一种用于检测流体样品中至少一种成分浓度的微流控芯片，其适于插入外部控制装置，其特征在于所述微流控芯片包括：
主体(02)；
至少一个传感器，所述至少一个传感器位于主体内的传感器区域(30)中；
微流控通道(20)，该微流控通道设置在主体(02)内，能够保持样品在被检测之前不与所述至少一个传感器接触；
注入装置(10)，该注入装置设置在主体(02)内，用于将样品吸入到微流控通道(20)中；
连接微流控通道(20)和所述至少一个传感器的样品导管；和
样品驱动装置，该样品驱动装置设置在主体(02)内，由外部控制装置来控制，用于迫使样品通过样品导管并与传感器接触以进行检测。
方案2、根据方案1所述的微流控芯片，其特征在于所述微流控芯片还包括储液室(50)和废液槽(40)，其中所述储液室(50)位于主体(02)中，设置在注入装置(10)和微流控通道(20)之间，用于降低样品进入到微流控通道的速度和容纳过多的样品，且所述废液槽(40)位于主体(02)中，经第4导管(204)与传感器区域(30)连通，所述废液槽(40)内设置有1个或多个挡板(90)，以便使自传感器进入废液槽(40)的流体速度减慢，不会因为流体体积太大或速度过快而溢出废液槽(40)。
方案3、根据方案1或2所述的微流控芯片，其特征在于所述微流控通道(20)呈蛇形，其末端管径渐缩形成断流点(103)，使得在没有施加外部压力的情况下，通过微流控通道的血液或其他流体流到该断流点(103)时恰好停止，不能通过。
方案4、根据方案3所述的微流控芯片，其特征在于所述样品驱动装置包括1个或2个装有气泵的气泵室(61,62)，通过空气导管(302)与微流控通道(20)连通，在操作时，通过外部控制装置向气泵室(61,62)内的气泵施加第一压力，气泵内的空气被压缩排出空气，被压缩排出的空气通过空气导管(302)驱使微流控通道(20)内的流体样品通过样品导管并与传感器接触，从而进行检测。
方案5、根据方案4所述的微流控芯片，其特征在于所述微流控芯片还包括校正液腔(70)，所述校正液腔(70)位于主体(02)中，其内部含有密封囊状物和破裂装置，所述校正液腔(70)经过第3导管(202)与传感器区域(30)连通，所述密封囊状物装满用于进行传感器校准的校正液，在进行传感器的校准时，通过外部控制装置向校正液腔(70)内的密封囊状物施加第二压力，使得所述破裂装置刺穿密封囊状物，从而使得校正液从囊状物中流出，经第3导管(202)流到传感器阵列的上表面上，进行校准。
方案6、根据方案5所述的微流控芯片，其特征在于所述第二压力小于所述第一压力。
方案7、根据方案6所述的微流控芯片，其特征在于所述微流控芯片还包括凹槽(80)，其中所述校正液腔(70)是空腔，所述凹槽(80)的一部分暴露在该空腔中，所述破裂装置设置在所述校正液腔(70)内或凹槽(80)暴露在校正液腔的那一部分中，未被校正液腔(70)盖住的凹槽(80)部分通过第3导管(202)与传感器区域(30)连通，并且通过第2导管(104)与所述微流控通道(20)末端的断流点(103)连通。
方案8、根据方案7所述的微流控芯片，其特征在于所述微流控芯片还包括顶盖(01)和底板(03)，其中所述顶盖(01)具有一个表面和3个竖直侧壁(100)，所述表面上包括孔口(305)、第1窗口(001)和第2窗口(002)，所述竖直侧壁(100)的高度与主体(02)的最大厚度基本相同，所述孔口(305)与主体(02)的注入装置(10)对齐并恰好能套在注入装置(10)上，且所述底板(03)上设置有凹槽(80)，所述底板(03)的内表面上设置有固定杆(051)，且其3个周边位置设置有一个或多个柱状凸起物(011)，所述柱状凸起物(011)与主体周边凹口(010)对齐，且恰好能插入到主体周边凹口(010)中。
方案9、根据方案8所述的微流控芯片，其特征在于所述至少一个传感器为传感阵列，该传感阵列包括电触点阵列、传感器阵列和用于将各个传感器连接到各个电触点的电路或导线，传感阵列安装在传感器区域(30)，传感器阵列部分夹在主体(02)和底板(03)之间，并暴露于待测流体中以产生电信号，电触点阵列伸出外面，用于与外部控制装置连接并输出电信号。
方案10、根据方案9所述的微流控芯片，其特征在于所述传感器是薄膜芯片传感器。
在本发明中，所述微流控芯片的顶盖、主体和底板可由硅、玻璃、石英或塑料材料制成，注入装置可由橡胶、凝胶等耐腐蚀、有一定机械强度且滑动特性良好的材料制成。在一个优选的实施例中，顶盖和主体由硬质、透明塑料制成，优选一体化注塑成型，而底板由硬质、不透明塑料制成。在一个优选的实施例中，注入装置是由凝胶形成的。
本发明采用的微流控通道可由本领域熟知的任何技术制造，且可具有任何形状，例如圆形、矩形、环形或蛇形，在一个优选的实施例中，所述微流控通道是蛇形的。
在本发明中，所述传感器可以是任何类型的传感器，优选是电化学传感器，更优选是薄膜芯片传感器。
在本发明中，所述破裂装置没有特别限制，只要其能够在压力的情况下刺穿校正液腔内的密封囊状物并释放校正液即可。在一个实施例中，所述破裂装置为钉或销。
本发明微流控芯片中的注入装置和微流控通道之间可设置有储液室，以便减缓样品进入到微流控通道的速度和容纳过多的样品，从而防止因样品注入速度过快或注入体积过大而导致流体样品溢出并污染微流控芯片和测试设备的情况的发生。
另外，本发明微流控芯片的废液槽内壁两侧可分别设置有1个、2个、3个或更多个挡板，每侧内壁的挡板并不接触对侧壁，挡板的长度大约为废液槽宽度的1/2至2/3，这样使得来自传感器的流体进入废液槽的速度减慢，从而可以缓慢的流入废液槽并储存在其中，不会因为流体体积太大或速度过快而溢出废液槽，并因此污染微流控芯片，进而污染测试设备和环境。
根据本公开的以下描述并结合附图，本公开的这些和其他目的、方案和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是本发明微流控芯片的最优选实施例的分解示意图。
图2是本发明微流控芯片的最优选实施例的主体平面示意图。
图3是本发明微流控芯片的最优选实施例的顶盖示意图。
图4是本发明微流控芯片的最优选实施例的底板示意图。
图5是本发明微流控芯片的最优选实施例的立体示意图。
具体实施方式
在本发明中，术语“流体”是指溶液、动物血液或者体液，优选是指哺乳动物的血液或者体液，最优选是指人的血液或者体液。
下面将结合附图对本发明作进一步的描述。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明微流控芯片的最优选实施例的分解示意图，如图所示，该微流控芯片包括顶盖01、主体02和底板03三个部分。
主体02包含注入装置10(图1和2)、储液室50(图1和2)、微流控通道20(图1、2和5)、两个气泵室61和62(图1、2和5)、校正液腔70(图1、2和5)、废液槽40(图1和2)、传感器区域30(图2和5)、以及多个导管102(图2)、104(图1和2)、202(图1和2)、302(图2)、和204(图1和2)，其中传感器区域30中放置有传感阵列(图中未显示)，该传感阵列插在主体02和底板03之间。在操作时，主体02和底板03接合在一起，执行样品收集、传感器校准以及样品测量等工作。
注入装置10设置在主体02上，为井状或筒状中空突起物，其表面或其中可设置有注入孔，注入孔的孔径一般为常用注射器针头的直径。注入装置10和微流控通道20之间通过第1导管102连通。参照图2，在操作时，用合适的注射器将适量(一般为几个毫升)的血液或其他流体注射至注入装置10中，或者经注入孔注射至注入装置10中，并经第1导管102进入蛇形微流控通道20中，微流控通道20末端的管径渐缩，形成断流点103(图1和2)，在不施加外部压力的情况下，通过微流控通道20的血液或其他流体流到断流点103时恰好停止，不能通过。
通常，注入至注入装置的血液或其他流体的速度和/或体积可能会有差异，特别是在注入速度和/或体积较大时，会引起血液或其他流体溢出而污染微流控芯片和设备，甚至可能导致检测失败。
为此，本发明人在注入装置10和微流控通道20之间还设置了储液室50。如图2所示，储液室50呈倒T字形，一端为狭长管道，另一端为池状，用于储存过多的血液或其他流体样品。储液室50位于注入装置10和第1导管102之间，储液室50的狭长管道的末端通过注入装置10底部伸出的一个短导管与注入装置10连通，而第1导管102则通过储液室50的狭长管道璧中的孔与储液室50连通。这样，在注入速度和/或体积较大时，血液或其他流体会先流入储液室中，再缓缓流入微流控通道中，从而避免了污染和检测失败情况的发生。本领域技术人员很容易理解，储液室50的狭长管道末端可与注入装置10直接连通而无需通过所述的短导管。
装有校正液的密封囊状物置于校正液腔70中，校正液腔70设置在主体02中，是一个空腔，其底部盖住底板中的凹槽80的一部分(图1和4，凹槽80在图2中用虚线椭圆形框表示)，即凹槽80的一部分暴露在校正液腔70内，另一部分则在校正液腔70外。凹槽(80)通过第2导管104与微流控通道20连接，第2导管104的一端与微流控通道20末端的断流点103连通，另一端向凹槽(80)方向延伸，并有一部分位于凹槽(80)未被校正液腔(70)盖住的部分上方，且开口朝向凹槽(80)未被校正液腔(70)盖住的部分，第2导管104通过第3导管202与传感器区域30连通，在第2导管104朝向凹槽(80)的一端的开口附近侧壁有孔，第3导管202的一端与该孔连通(见图2，第3导管202与第2导管104之间的连接通过双虚线表示)，另一端与传感器区域30一端的小孔105连通。校正液腔70内或底板凹槽80在校正液腔70内的那一部分中设置有钉或销(图中未显示)。在进行传感器的校准时，通过外部控制装置向校正液腔70内的密封囊状物施加第二压力，该第二压力能够使密封囊状物被钉或销刺穿，其中的校正液从密封囊状物中流出，流入底板的凹槽80中，自第2导管104朝向凹槽80的开口，流入第3导管202，然后经传感器区域30一端的小孔105流到传感阵列(图中未显示)的上表面上，以进行校准。但是，第二压力并不能使校正液通过微流控通道20末端的断流点103。在一个变体中，第2导管104和第3导管202之间的连接部分呈U形连接，设置在主体02的下表面，而第2导管104和第3导管202的其余部分设置在主体02的上表面，这样可使得自第2导管104进入第3导管202的血液或其他流体得到缓冲，不会因流速太大而溢出凹槽80并进而发生污染。
每个传感阵列包括电触点阵列、电化学传感器阵列和用于将各个传感器连接到各个电触点的电路或导线。其中电化学传感器阵列暴露于待测流体中以产生电信号，而电触点阵列伸出外面，以便与外部控制装置连接并输出电信号，然后经适当的转换将电信号转换成各成分的化学浓度，并显示在外部显示器上。
传感阵列安装在传感器区域30中，传感器区域30设置在主体02的背面，为一浅凹槽，一个末端有一个与第3导管202连通的小孔105，另一末端有一个与第4导管204连通的小孔205。在操作时，传感阵列夹在主体02和底板03之间，这样流体就能够在传感器阵列上表面和主体02下表面之间形成一个薄层，并沿传感器阵列上表面流动。
尽管可以使用任何类型的电化学传感器，但最优选的是适合于微制造的薄膜装置。这种装置的微制造实例描述于美国专利号4,739,380中，该专利通过引用而全文结合至本文中。
校准之后，开始进行血液或其他流体的测量。在进行测量时，需要通过外部控制装置向气泵室(61,62)里的气泵施加第一压力。气泵室通过空气导管302与微流控通道20连通。微流控通道20与第1导管102连接的位置附近有小孔，空气导管302的一端与该小孔连接，另一端与气泵室底部的小孔连接。在一个变体中，与气泵室底部小孔连接的空气导管302部分(在图2中，该部分用双虚线表示)设置在主体(02)的下表面，而与微流控通道20连接的空气导管302部分设置在主体(02)的上表面，整个空气导管302呈“Z”形，这样可以在第一压力过大时，使气流得到缓冲，降低空气速度，从而可以避免微流控通道20内的血液或其他流体因空气流速过大而发生溢出的情况。在施加第一压力后，气泵迫使空气沿空气导管302，自微流控通道20与第1导管102连接的位置附近进入微流控通道20，驱使血液或其他流体离开微流控通道20，经断流点103进入第2导管104，第2导管104内的血液或其他流体流入第3导管202，再经传感器区域的小孔105流入并穿过传感器区域30的传感阵列的上表面，进行测量。
校准后的校正液以及检测完的血液或其他流体被驱使通过传感器区域(30)另一末端的小孔(205)，经第4导管(204)流入废液槽(40)并保存在其中。废液槽(40)通过第4导管(204)与传感器区域(30)连通，第4导管(204)一端与传感器区域(30)另一末端的小孔(205)连接，另一端与废液槽(40)一端底部的小孔(405)连接。废液槽(40)的两侧内壁上各自设置有多个挡板(90)(图1和2中显示为共3个)。每侧内壁的挡板并不接触对侧壁，挡板的长度大约为废液槽宽度的1/2至2/3，这样使得来自传感器的流体进入废液槽40的速度减慢，从而可以缓慢的流入废液槽并储存在其中，而不会因为流体体积太大或速度过快而溢出废液槽，并因此污染微流控芯片，进而污染测试设备和环境。在一个变体中，与传感器区域(30)连接的第4导管(204)部分设置在主体(02)的上表面，而与废液槽(40)一端底部小孔(405)连接的第4导管(204)部分设置在主体(02)的下表面(在图2中，该部分用双虚线表示)，整个第4导管(204)呈“Z”形，这样可以确保废液从废液槽(40)一端的底部缓慢流入，而不会因为废液体积太大或速度过快而溢出废液槽，进而发生污染。
最好将本发明的顶盖(01)、主体(02)和底板(03)接合在一起，以完成整个操作过程。
图4示出了本发明微流控芯片的最优选实施例的底板(03)。如图所示，底板(03)的上表面设置有凹槽(80)，其主要用于容纳密封囊状物中留出的校正液。所述底板(03)的上表面上设置有一个或多个固定杆(051)，另外，除与主体(02)的传感器区域(30)对应的一边外，底板(03)的另外三个边的边缘分别设置有一个或多个柱状凸起物(011)。在主体(02)和底板(03)接合在一起时，凹槽(80)的一部分暴露在主体(02)的校正液腔(70)内，所述固定杆(051)插入主体(02)对应位置的固定孔(050)，所述柱状凸起物(011)的高度小于主体(02)的最大厚度，且与主体(02)的周边凹口(010)对齐，恰好能插入到主体周边凹口(010)中，这样，主体(02)和底板(03)就能够牢固的接合在一起。
本发明微流控芯片的最优选实施例的顶盖如图3所示，该顶盖(01)的表面设置有孔口(305)、第1窗口(001)和第2窗口(002)，除与主体(02)的传感器区域(30)对应的一边外，所述顶盖(01)的另外三侧各自具有竖直侧壁(100)，所述竖直侧壁(100)的高度与主体(02)的最大厚度基本相同。在顶盖(01)与主体(02)、底板(03)接合在一起时，所述孔口(305)与主体(02)的注入装置(10)对齐并恰好能套在注入装置(10)上，且第1窗口(001)与微流控通道(20)对应，其可以是敞开的，也可以用观察流体流动的透明密封材料密封，第2窗口(002)对应于两个气泵室(61、62)以及校正液腔(70)，其是开放的，以便与外部控制装置连接。
顶盖(01)、主体(02)和底板(03)三部分接合在一起的立体示意图见图5所示。
尽管已经结合具体的实施方案和优选实施例对本发明进行了描述，但是应当理解的是，本发明并不限于上述示例性实施方案和实施例。对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
本文使用的附图标记如下：
01——顶盖
02——主体
03——底板
10——注入装置
20——微流控通道
30——传感器区域
40——废液槽
50——储液室
61,62——气泵室
70——校正液腔
90——挡板
102——第1导管
104——第2导管
202——第3导管
204——第4导管
302——空气导管
103——断流点
105——传感器区域的第1小孔，
205——传感器区域的第2小孔
405——废液槽40一端底部的小孔
010——主体周边凹口
050——主体固定孔
305——顶盖孔口
001——顶盖第1窗口
002——顶盖第2窗口
100——顶盖侧壁
011——底板周边柱状凸起物
051——底板固定杆
80——底板凹槽
Claims (5)
1.一种微流控芯片，其适于插入外部控制装置，其特征在于所述微流控芯片包括：
主体(02)；
至少一个传感器，所述至少一个传感器位于主体内的传感器区域(30)中；
微流控通道(20)，该微流控通道设置在主体(02)内，能够保持样品在被检测之前不与所述至少一个传感器接触；
注入装置(10)，该注入装置设置在主体(02)内，用于将样品吸入到微流控通道(20)中；
连接微流控通道(20)和所述至少一个传感器的样品导管；和
样品驱动装置，该样品驱动装置设置在主体(02)内，由外部控制装置来控制，用于迫使样品通过样品导管并与传感器接触以进行检测；
所述微流控通道(20)呈蛇形，其末端管径渐缩形成断流点(103)，使得在没有施加外部压力的情况下，通过微流控通道的血液或其他流体流到该断流点(103)时恰好停止，不能通过；
所述样品驱动装置包括1个或2个装有气泵的气泵室(61,62)，通过空气导管(302)与微流控通道(20)连通，在操作时，通过外部控制装置向气泵室(61,62)内的气泵施加第一压力，气泵内的空气被压缩排出空气，被压缩排出的空气通过空气导管(302)驱使微流控通道(20)内的流体样品通过样品导管并与传感器接触，从而进行检测；
所述微流控芯片还包括校正液腔(70)，所述校正液腔(70)位于主体(02)中，其内部含有密封囊状物和破裂装置，所述校正液腔(70)经过第3导管(202)与传感器区域(30)连通，所述密封囊状物装满用于进行传感器校准的校正液，在进行传感器的校准时，通过外部控制装置向校正液腔(70)内的密封囊状物施加第二压力，使得所述破裂装置刺穿密封囊状物，使得校正液从囊状物中流出，经第3导管(202)流到传感器阵列的上表面上，进行校准；
所述第二压力小于所述第一压力；
所述微流控芯片还包括凹槽(80)，其中所述校正液腔(70)是空腔，所述凹槽(80)的一部分暴露在该空腔中，所述破裂装置设置在所述校正液腔(70)内或凹槽(80)暴露在校正液腔的那一部分中，未被校正液腔(70)盖住的凹槽(80)部分通过第3导管(202)与传感器区域(30)连通，并且通过第2导管(104)与所述微流控通道(20)末端的断流点(103)连通；
第2导管(104)和第3导管(202)之间的连接部分呈U形连接，设置在主体(02)的下表面，而第2导管(104)和第3导管(202)的其余部分设置在主体(02)的上表面，这样可使得自第2导管(104)进入第3导管(202)的血液或其他流体得到缓冲，不会因流速太大而溢出凹槽(80)并进而发生污染。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于所述微流控芯片还包括储液室(50)和废液槽(40)，其中所述储液室(50)位于主体(02)中，设置在注入装置(10)和微流控通道(20)之间，用于降低样品进入到微流控通道的速度和容纳过多的样品，且所述废液槽(40)位于主体(02)中，经第5导管(204)与传感器区域(30)连通，所述废液槽(40)内设置有1个或多个挡板(90)，以便使自传感器进入废液槽(40)的流体速度减慢，不会因为流体体积太大或速度过快而溢出废液槽(40)。
3.根据权利要求1或2所述的微流控芯片，其特征在于所述微流控芯片还包括顶盖(01)和底板(03)，其中所述顶盖(01)具有一个表面和3个竖直侧壁(100)，所述表面上包括孔口(305)、第1窗口(001)和第2窗口(002)，所述竖直侧壁(100)的高度与主体(02)的最大厚度相同，所述孔口(305)与主体(02)的注入装置(10)对齐并恰好能套在注入装置(10)上，所述底板(03)的表面上设置有凹槽(80)和固定杆(051)，且其3个周边位置设置有一个或多个柱状凸起物(011)，所述柱状凸起物(011)与所述主体周边凹口(010)对齐，且恰好能插入到主体周边凹口(010)中。
4.根据权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于所述至少一个传感器为传感阵列，该传感阵列包括电触点阵列、电化学传感器阵列和用于将各个传感器连接到各个电触点的电路或导线，传感阵列安装在传感器区域(30)，夹在主体(02)和底板(03)之间，并暴露于待测流体中以产生电信号，电触点阵列伸出外面，用于与外部控制装置连接并输出电信号。
5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于所述传感器是薄膜芯片传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910888716.2A CN110624615B (zh) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 一种微流控芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910888716.2A CN110624615B (zh) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 一种微流控芯片 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110624615A CN110624615A (zh) | 2019-12-31 |
| CN110624615B true CN110624615B (zh) | 2024-08-06 |
Family
ID=68971727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910888716.2A Active CN110624615B (zh) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 一种微流控芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110624615B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111187713B (zh) * | 2020-02-21 | 2020-11-27 | 厦门大学 | 微流控芯片的刺破装置及微流控芯片检测系统 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN211886887U (zh) * | 2019-09-19 | 2020-11-10 | 深圳富士凯烨医疗电子科技有限公司 | 一种微流控芯片 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5096669A (en) * | 1988-09-15 | 1992-03-17 | I-Stat Corporation | Disposable sensing device for real time fluid analysis |
| US7524464B2 (en) * | 2003-09-26 | 2009-04-28 | Ahn Chong H | Smart disposable plastic lab-on-a-chip for point-of-care testing |
| JP4478776B2 (ja) * | 2004-08-09 | 2010-06-09 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 血液分析装置及び血液分析方法 |
| DE102009043226B4 (de) * | 2009-09-28 | 2012-09-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Flachkörper nach Art einer Chip-Karte zur biochemischen Analyse und Verfahren zu dessen Verwendung |
-
2019
- 2019-09-19 CN CN201910888716.2A patent/CN110624615B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN211886887U (zh) * | 2019-09-19 | 2020-11-10 | 深圳富士凯烨医疗电子科技有限公司 | 一种微流控芯片 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110624615A (zh) | 2019-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6045541A (en) | Device for taking up fluid | |
| DK170570B1 (da) | Aggregat til måling af intravaskulær blodgas | |
| US4818361A (en) | Combined pH and dissolved carbon dioxide gas sensor | |
| CA2563274C (en) | Specimen collecting, processing and analytical assembly | |
| US5747666A (en) | Point-of-care analyzer module | |
| JP7034947B2 (ja) | 体液の試料を分析するための試験システム | |
| JPH0820398B2 (ja) | 実時間流体分析用使い捨て可能な検知装置 | |
| JP2011528439A (ja) | 血液凝固測定および試験のためのキュベットベースの装置 | |
| WO2006025608A1 (ja) | 体液移送具及び体液検査システム | |
| JP6998444B2 (ja) | 血液凝固検査システムおよび血液凝固検査システムの制御方法 | |
| CN211886887U (zh) | 一种微流控芯片 | |
| US11327048B2 (en) | Methods and apparatus for performing sample measurements using visible light on samples manipulated with acoustic waves | |
| CN110624615B (zh) | 一种微流控芯片 | |
| EP3596461A1 (en) | A monitoring device | |
| JP4113841B2 (ja) | マイクロ流体流通システムからガスまたは液体を分離するための装置 | |
| EP0796659A2 (en) | Pipette for collecting and dispensing material samples | |
| JPS61202165A (ja) | 液体の計量方式 | |
| US11583854B2 (en) | Handheld LOAC assay device with a needleless liquid reagent dispenser | |
| CN218995074U (zh) | 一种血细胞检测试剂盒 | |
| JP4342076B2 (ja) | 粒子測定装置 | |
| TR201908449A2 (tr) | Kendinden enerjili tek kullanımlık protrombin zamanı (pt) ölçüm cihazı. | |
| GB2560712A (en) | A monitoring system | |
| WO1997036542A1 (en) | Improved point-of-care analyzer module | |
| JP2009103698A (ja) | 注射器アダプタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |