CN110856823A - 微流控芯片及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微流控芯片及其操作方法。其中，微流控芯片，其包括：储存模块，包括多个储存仓，所述储存仓用于储存试剂；反应模块，包括主反应仓，所述主反应仓至少用于接收所述储存仓内的试剂，以进行反应；连通模块，用于连接所述储存模块与所述反应模块；以及控制阀，至少用于选择性地将其中一个所述储存仓内的试剂通过所述连通模块导向所述主反应仓。本发明用于实现试剂的储存、释放、依序及定向流动、混匀反应以及最终的信号检测等。

Description

微流控芯片及其操作方法

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其涉及一种微流控芯片及其操作方法。

背景技术

微流控芯片技术由于其高集成性、强自动化特性，越来越多地应用于临床检测项目的POCT(point-of-care testing，即时检验)化。然而，为将现有试剂体系移植到微流控平台上，需要克服反应体系大、反应步骤复杂、反应效率要求高的问题。再者，反应试剂的预灌装、长时间保存及释放，释放后的试剂在芯片中的定向及依序流动等，对芯片试剂保存模块及反应芯片的连接及匹配也提出了极高的设计及加工要求。

因此，如何解决试剂储存与密封，开启后的试剂如何与反应芯片进行连接，如何依序定向导通试剂的流动，如何高效完成试剂与样本的反应，成为限制微流控技术临床应用的主要壁垒。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种微流控芯片及其操作方法，其用于解决试剂储存密封以及定向导通的问题。

本发明的一些实施例提供了一种微流控芯片，其包括：储存模块，包括多个储存仓，所述储存仓用于储存试剂；反应模块，包括主反应仓，所述主反应仓至少用于接收所述储存仓内的试剂，以进行反应；连通模块，用于连接所述储存模块与所述反应模块；以及控制阀，至少用于选择性地将其中一个所述储存仓内的试剂通过所述连通模块导向所述主反应仓。

可选地，所述储存模块还包括第一通道，各所述储存仓均配备有所述第一通道；所述第一通道的第一端与所述储存仓连通，第二端通过密封组件密封；在所述连通模块将所述储存模块与所述反应模块连接的状态下，所述密封组件被破坏，所述第一通道的第二端与所述连通模块连通，用于将所述储存仓内的试剂引至所述连通模块。

可选地，所述储存模块还包括第二通道，各所述储存仓均配备有所述第二通道；所述第二通道的第一端与所述储存仓连通，第二端通过密封组件密封；在所述连通模块将所述储存模块与所述反应模块连接的状态下，所述第二通道的第二端用于将所述储存仓与其外部气体连通。

可选地，所述密封组件包括：密封垫，设于所述第一通道的第二端；以及压片，用于将所述密封垫压紧固定于所述储存模块，所述压片与所述第一通道的第二端相对应的位置设有通孔。

可选地，所述储存模块包括凹槽，所述第一通道的第二端的端部位于所述凹槽内；所述密封垫设于所述凹槽内。

可选地，所述储存模块包括凸台，所述第一通道的第二端的端部位于所述凸台；所述密封垫设于所述凸台。

可选地，所述反应模块包括多条第一液流通道，所述第一液流通道的第一端密封；所述连通模块将所述储存模块与所述反应模块连接的状态下，所述第一液流通道的第一端与所述连通模块连通；各所述第一液流通道的第二端在所述控制阀的控制下，可选择地通过所述控制阀与所述主反应仓连通。

可选地，所述反应模块包括第二液流通道，第二液流通道的第一端与控制阀连通，第二液流通道的第二端与主反应仓连通。

可选地，所述主反应仓的底部向下凸出；所述第二液流通道的第二端经由所述主反应仓的底部的最低端与所述主反应仓连通。

可选地，所述反应模块包括废液仓和第三液流通道，所述第三液流通道的第一端与所述废液仓连通，所述第三液流通道的第二端在所述控制阀的控制下，可选择地通过所述控制阀与所述主反应仓连通。

可选地，所述反应模块包括次反应仓和第四液流通道，所述第四液流通道的第一端与所述次反应仓连通，所述第四液流通道的第二端在所述控制阀的控制下，可选择地通过所述控制阀与所述主反应仓连通。

可选地，所述反应模块包括第一气流通道，所述第一气流通道的第一端经由所述主反应仓的顶部与所述主反应仓连通，所述第一气流通道的第二端与所述反应模块的外部气体连通。

可选地，所述反应模块包括过滤仓，所述过滤仓设于所述第一气流通道，所述过滤仓内填充有用于对气体进行过滤的材料。

可选地，所述反应模块包括第二气流通道，所述第二气流通道的第一端经由所述次反应仓的顶部与所述次反应仓连通，所述第二气流通道的第二端与所述反应模块的外部气体连通。

可选地，所述反应模块还包括导能结构，设于所述主反应仓所在位置的所述反应模块的外侧，且向所述反应模块的外侧凸起，用于与向所述主反应仓内提供振动能量的设备接触，以将能量传递到所述主反应仓内。

可选地，所述主反应仓包括圆柱形主反应仓，所述圆柱形主反应仓的径向为所述主反应仓的顶部与底部之间的方向，所述圆柱形主反应仓的轴向为所述主反应仓的相对两侧部之间的方向。

可选地，所述反应模块还包括导能结构，设于所述反应模块的外侧，且位于所述圆柱形主反应仓的中轴线上，用于与向所述圆柱形主反应仓内提供振动能量的设备接触，以将能量传递到所述圆柱形主反应仓内。

可选地，所述控制阀包括：转动件，其内设有导向通道；所述导向通道的第一端始终与所述主反应仓连通，所述导向通道的第二端在所述转动件的转动过程中，可选择地与多条所述第一液流通道中的一条连通；以及定位件，用于将所述转动件限位于所述反应模块，且允许所述转动件相对于所述反应模块转动。

可选地，所述导向通道的第二端与各所述第一液流通道的连通部位围绕所述导向通道的第一端设置。

可选地，所述导向通道的第一端位于所述转动件的中心处。

可选地，所述连通模块包括多条第一导流通道，在连通模块将所述储存模块与所述反应模块连接的状态下，每一所述导流通道对应与一所述储存仓连通，用于将所述储存仓的试剂导向所述反应模块。

可选地，各所述第一导流通道均配置有第一针头和第二针头；所述第一针头与所述第一导流通道连通，用于插入所述储存仓；所述第二针头与所述第一导流通道连通，用于插入所述反应模块。

可选地，所述连通模块还包括多条贯穿所述连通模块的第二导流通道，在连通模块将所述储存模块与所述反应模块连接的状态下，每一所述第二导流通道对应与一所述储存仓连通，用于将所述储存仓与其外部气体连通。

可选地，每一所述第二导流通道配备有第三针头，所述第三针头与所述第二导流通道连通，用于插入储存仓。

可选地，所述连通模块还包括第三导流通道；所述第三导流通道用于将多个所述储存仓中的两个连通，以将两个储存仓中的其中一个内的试剂导向另一个内。

可选地，所述储存模块、所述反应模块和所述连通模块相互独立，所述控制阀设于所述反应模块；在需要使用微流控芯片时，所述连通模块将所述储存模块与所述反应模块连接。

本发明的一些实施例提供了一种上述微流控芯片的操作方法，其通过连通模块将储存模块及反应模块连接，使试剂模块中的各储存仓与连通模块连通；通过控制阀选择性地将其中一储存仓通过连通模块与反应模块连通；再通过控制阀导流将该储存仓中的试剂引至主反应仓。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

一些实施例提供的微流控芯片集成有储存模块、反应模块、控制阀和连通模块，用于实现试剂的储存、释放、依序及定向流动、混匀反应以及最终的信号检测等。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一些实施例提供的微流控芯片的示意图；

图2为本发明一些实施例提供的微流控芯片的部分结构示意图；

图3为本发明一些实施例提供的储存模块的示意图；

图4为本发明一些实施例提供的储存模块的局部分解示意图；

图5(a)为本发明一些实施例提供的第一储存模块的剖视示意图；

图5(b)为本发明一些实施例提供的第二储存模块的剖视示意图；

图6为本发明一些实施例提供的反应模块的示意图；

图7(a)为本发明一些实施例提供的反应模块的背面示意图；

图7(b)为本发明一些实施例提供的反应模块的正面示意图；

图8为本发明一些实施例提供的反应模块的局部剖视示意图；

图9(a)为本发明一些实施例提供的控制阀的第一爆炸示意图；

图9(b)为本发明一些实施例提供的控制阀的第二爆炸示意图；

图10为本发明一些实施例提供的控制阀将第一液流通道与第二液流通道连通的剖视示意图；

图11为本发明一些实施例提供的连通模块的示意图；

图12为本发明一些实施例提供的连通模块将储存模块与反应模块连接的剖视示意图。

附图中标号：

1-储存模块；101-储存仓；102-第一通道；103-第二通道；104-密封垫；105-压片；106-凹槽；107-凸台；108-连接通道；

2-反应模块；201-主反应仓；202-第一液流通道；203-第二液流通道；204-废液仓；205-第三液流通道；206-次反应仓；207-第四液流通道；208-第一气流通道；209-过滤仓；210-第二气流通道；211-导能结构；

3-连通模块；301-第一导流通道；302-第一针头；303-第二针头；304-第二导流通道；305-第三针头；

4-控制阀；401-转动件；402-导向通道；403-定位件；404-背板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1～12，对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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，一些实施例提供的微流控芯片，其包括储存模块1，储存模块1包括多个储存仓101，储存仓101用于储存试剂。

储存仓101用于密封储存试剂。可通过储存仓101的数量的不同实现对于不同检测系统的适配，无需重新设计储存模块1。储存模块1中的各个储存仓101完全分隔，可在长时间的试剂保存中避免试剂间的互相污染及渗透，结构简单，便于调整。

储存模块1用于实现试剂的密封储存，以及在储存仓101的密封被破坏的状态下，实现试剂的释放。

在一些实施例中，微流控芯片包括反应模块2，反应模块2包括主反应仓201，主反应仓201至少用于接收储存仓101内的试剂，以进行反应。主反应仓201还用于接收待检测样品。反应模块2用于实现反应全过程。

在一些实施例中，微流控芯片包括连通模块3，连通模块3用于连接储存模块1与反应模块2。连通模块3用于实现储存仓101与反应模块2的导通。

在一些实施例中，微流控芯片包括控制阀4，控制阀4至少用于选择性地将其中一个储存仓101内的试剂通过连通模块3导向主反应仓201。控制阀4用于实现液流定向导通。

在一些实施例中，微流控芯片用于实现试剂的储存、释放、依序及定向流动、混匀反应以及最终的信号检测等。

在一些实施例中，如图2所示，储存模块1、反应模块2和连通模块3相互独立，控制阀4设于反应模块2；在需要使用微流控芯片时，连通模块3将储存模块1与反应模块2连接。

在一些实施例中，反应模块2设有阀区，用于设置控制阀4。反应模块2包括与控制阀4配合的部位，控制阀4与反应模块2紧密贴合实现密封。

为了获得更好的密封效果，可在反应模块2与控制阀4的配合处通过热压、胶粘、超声键合等方法固定一层密封垫圈。该密封垫圈材料包括但不限于橡胶、三元乙丙橡胶、聚四氟乙烯橡胶等聚合物材料。

在一些实施例中，如图5(a)所示，储存模块1还包括第一通道102，各储存仓101均配备有第一通道102，第一通道102的第一端与储存仓101连通；第一通道102的第二端通过密封组件密封。

在连通模块3将储存模块1与反应模块2连接的状态下，密封组件被破坏，第一通道102的第二端与连通模块3连通，用于将储存仓101内的试剂引至连通模块3。

在一些实施例中，如图4所示，密封组件包括密封垫104，密封垫104设于第一通道102的第二端。当需要打开储存仓101的密封时，使用连通模块3刺穿密封垫104即可实现液体的定向释放。

在一些实施例中，密封组件包括压片105，压片105用于将密封垫104压紧固定于储存模块1，压片105与第一通道102的第二端相对应的位置设有通孔。

在一些实施例中，如图5(a)所示，储存模块1还包括第二通道103，各储存仓101均配备有第二通道103。第二通道103的第一端与储存仓101连通；第二通道103的第二端通过密封组件密封。

在连通模块3将储存模块1与反应模块2连接的状态下，第二通道103的第二端用于使储存仓101与其外部气体连通，以调节储存仓101内的气压。

在一些实施例中，密封组件包括密封垫104，密封垫104设于第二通道103的第二端。

在一些实施例中，密封组件包括压片105，压片105用于将密封垫104压紧固定于储存模块1，压片105与第二通道103的第二端相对应的位置设有通孔。采用压片105或卡扣固定密封垫104，对密封垫104的密封效果进行补强及固定。

利用密封垫104的弹性形变对储存仓101密封，实现试剂的密封储存，在连通模块3将储存模块1与反应模块2连接的状态下，密封垫104被物理破坏，实现试剂的释放。

在一些实施例中，如图5(a)、图5(b)所示，储存模块1还包括连接通道108，连接通道108的第一端经由储存仓101的底部与储存仓101连通，利于将储存仓101内的试剂完全引出，避免试剂残留。连接通道108的第二端与第一通道102的第一端连通。连接通道108的通流面积小于等于第一通道102的通流面积，第一通道102的通流面积与连通模块3的针头相匹配，利于将储存仓101内的试剂完全引出，避免试剂残留。

在一些实施例中，如图5(a)所示，储存模块1包括凹槽106，第一通道102的第二端的端部和/或第二通道103的第二端的端部位于凹槽106内；密封垫104设于凹槽106内，密封覆盖第一通道102的第二端和/或第二通道103的第二端的开口。凹槽106可以设置成圆形，相对应的密封垫104也可以设置成圆形。

在一些实施例中，如图5(b)所示，储存模块1包括凸台107，第一通道102的第二端的端部和/或第二通道103的第二端的端部位于凸台107；密封垫104设于凸台107。第一通道102的第二端的开口和/或第二通道103的第二端的开口可以位于凸台107的中心。密封垫104与凸台107相配合设置成帽形，可套在凸台107表面，实现对第一通道102的第二端的开口和/或第二通道103的第二端的开口的覆盖及密封。

第一通道102的第二端和/或第二通道103的第二端设置成与密封垫104相配合的凹槽106或凸台107，利于实现协助密封垫104对管道的密封。

密封垫104可以选用有机高分子材料制成，密封垫104的厚度范围可根据设计调整。密封垫104的外形可与通道的末端结构配合，实现通道的密封。

在一些实施例中，如图3所示，储存模块1包括底片和基片，基片上设有用于形成储存仓101的凹部，基片上设有连通储存仓101的通道。底片设于基片的底部，用于密封储存仓101和基片上的通道。

可选地，储存模块1的基片与底片进行贴合，其可采用胶粘、热压、超声等键合手段。密封垫104设于凹槽106，密封储存仓101，压片105通过螺栓连接于储存模块1的基片与底片的组合。可选地，储存模块1的底片的材质可为硬质或软质的有机聚合物材料。

储存模块1可靠耐用，密闭效果好；采用的键合方式及密封方式简单可靠，选材耐腐蚀、耐高温、耐磨损，可保证试剂在长期的储存中不泄露、不变形。

储存模块1可实现不同液体试剂的一次性灌装和密封，结构简单，可以根据试剂种类数量及试剂体积调整储存模块1的大小及储存仓101的大小，以满足多种实验要求，大幅提高微流控芯片的设计、加工及制造的效率。

在一些实施例中，如图7(a)、7(b)所示，反应模块2包括多条第一液流通道202，第一液流通道202的第一端通过密封组件密封，在连通模块3将试剂模块1与反应模块2连接的状态下，第一液流通道202的第一端与连通模块3连通，各第一液流通道202的第二端在控制阀4的控制下，可选择地通过控制阀4与主反应仓201连通。

第一液流通道202的第一端的密封组件(如图6所示)与储存仓101的第一通道的102的密封组件结构相类似。

在一些实施例中，如图7(a)所示，反应模块2包括第二液流通道203，第二液流通道203的第一端与控制阀4连通，第二液流通道203的第二端与主反应仓201连通。

在一些实施例中，主反应仓201的底部向下凸出；第二液流通道203的第二端与经由主反应仓201的底部的最低端与主反应仓201连通，利于废液从主反应仓201的底部排出，主反应仓201可以做成大容量的容积空间，用于容纳反应试剂并为其提供反应空间支持。

在一些实施例中，反应模块2包括第一气流通道208，第一气流通道208的第一端经由主反应仓201的顶部与主反应仓201连通，第一气流通道208的第二端与反应模块2的外部气体连通，用于调节主反应仓201内的气压。

上述实施例中的主反应仓201结合第二液流通道203和第一气流通道208，可解决大容量反应仓废液难以排净的问题，可实现大容积的试剂混合与反应；具备容纳反应体系、混匀反应体系及排出废液功能，应用范围广，兼容大部分生化反应。

在一些实施例中，反应模块2包括过滤仓209，过滤仓209设于第一气流通道208，过滤仓209内填充有用于对气体进行过滤的材料，以起到净化进出主反应仓201的气体的作用。

在一些实施例中，第一气流通道208的第二端可连接于气体设备，以对主反应仓201加压或减压，为试剂的流动提供动力。

在一些实施例中，储存仓101和主反应仓201内的试剂的驱动可以通过物理方式作用于主反应仓201和储存仓101，为试剂的流动提供动力。该物理方式包括但不限于注射器、弹性膜、球泡、洗耳球等。

在一些实施例中，反应模块2包括废液仓204和第三液流通道205，第三液流通道205的第一端与废液仓204连通，第三液流通道205的第二端在控制阀4的控制下，可选择地通过控制阀4与主反应仓201连通。

在一些实施例中，废液仓204的外形可为符合芯片设计要求的任意形状，容量大小以符合应用要求即可。更进一步地，若芯片设计要求许可，可在芯片上排布任意数量的废液仓204用于盛装不同反应步骤产生的废液，以达到更好的防止生物污染效果。

在一些实施例中，废液仓204中放置足量的滤纸、吸水纸或其他具备液体固定能力的吸水性材料用以固定废液，防止废液溢出。

在一些实施例中，在远离第三液流通道205的一侧钻孔连通废液仓204，或另开一条通道连通废液仓204，以用以平衡废液仓204中的气压。

在一些实施例中，反应模块2包括次反应仓206和第四液流通道207，第四液流通道207的第一端与次反应仓206连通，第四液流通道207的第二端在控制阀4的控制下，可选择地通过控制阀4与主反应仓201连通。

在一些实施例中，反应模块2包括第二气流通道210，第二气流通道210的第一端经由次反应仓206的顶部与次反应仓206连通，第二气流通道210的第二端与反应模块2的外部气体连通。

在一些实施例中，如图8所示，反应模块2还包括导能结构211，导能结构211设于主反应仓201所在位置的反应模块2的外侧，且向反应模块2的外侧凸起，其尺寸小于主反应仓201的尺寸，用于与向主反应仓201内提供振动能量的设备接触，以将能量传递到主反应仓201内。

在提供振动能量的设备等外力辅助的条件下，利于实现主反应仓201内各种试剂组分的高效率混匀；反应效率高。结合能量传导的导能结构211，可高效地将外部的设备提供的振动能量转移至主反应仓201内，辅助反应的进行。解决了过大的反应仓容积不利于试剂的均匀输入，容易发生气泡堵塞从而造成反应体系在主反应仓中的不均匀分布的问题。

在一些实施例中，主反应仓201包括圆柱形主反应仓，圆柱形主反应仓的径向为主反应仓的顶部与底部之间的方向，圆柱形主反应仓的轴向为主反应仓201的相对两侧部之间的方向。

在一些实施例中，反应模块2还包括导能结构211，设于反应模块2的外侧，且位于圆柱形主反应仓的中轴线上，用于与向圆柱形主反应仓内提供振动能量的设备接触，以将能量传递到圆柱形主反应仓内。

在一些实施例中，导能结构211呈圆柱形、圆锥形或半球形。导能结构211的尺寸不大于主反应仓201的尺寸的1/3。在主反应仓201的硬面一侧的中心处设置导能结构211作为与提供振动能量的设备的接触点，可增强导入能量的效率，从而提高反应的效率。

在一些实施例中，导能结构211还可以为反应模块2在与主反应仓201对应的位置设置的向外侧凸起的壁面，以增加能量传导效率。导能结构211可通过将硬面(背板)加工为外凸的壁面实现。外凸壁面的半径可小于等于反应仓主体的半径。

可以理解的是，导能结构211采用向外凸起、可减小与外部设备接触面积的结构，可将外部设备提供的超声等辅助能量更为高效地导入反应仓中，辅助反应的进行。

在一些实施例中，导能结构211为设于反应模块2外侧的凸起，反应模块2设置有配合超声探头进行反应加速的凸起。通过主反应仓201凸面与超声探头的紧密结合，将超声的能量最大程度地传入主反应仓201中对反应物进行作用，加快反应物混匀的速度及细菌、病毒及组织细胞的破碎效率，提高核酸的提取效率。经实验验证，本方案可有效提高核酸提取的效率2～8倍，同时降低反应所需时间80％以上。

向反应模块2提供振动能量的设备可通过超声、机械振动、声波等换能器实现。

在一些实施例中，提供振动能量的设备包括超声波换能器、偏心振子、电磁换能器等。

反应模块2包括用于形成主反应仓201的基片和用于密封的背板。可选地，基片可以通过胶粘、超声、热压等键合方式与背板相贴合。

在一些实施例中，如图9(a)、图9(b)所示，控制阀4包括转动件401，转动件401内设有导向通道402；导向通道402的第一端始终与主反应仓201连通，即导向通道402的第一端始终与第二液流通道203连通，导向通道402的第二端在转动件401的转动过程中，可选择地与多条第一液流通道202中的一条连通(如图10所示)。

控制阀4在关闭状态下，导向通道402的第二端不与任何一条第一液流通道202连通，导向通道402的第一端始终与第二液流通道203连通。

控制阀4在开启状态下，导向通道402的第二端与多条第一液流通道202中的一条连通，导向通道402的第一端始终与第二液流通道203连通(如图10所示)。

在一些实施例中，控制阀4包括定位件403，定位件403用于将转动件401限位于反应模块2，且允许转动件401相对于反应模块2转动。

上述实施例中，定位件403相对于反应模块2不动，转动件401在定位件401与反应模块2之间可以随意转动。

在一些实施例中，转动件401与定位件403结合，通过简单的旋转转动件401即可实现液流的导向功能，操作方便，能够提高工作效率。控制阀4与反应模块2配合，可选择性的使微流控芯片的多个储存仓、废液仓、次反应仓与主反应仓连通，易于操控。

在一些实施例中，导向通道402的第二端与各第一液流通道202的连通部位围绕导向通道402的第一端设置。

各条第一液流通道202间的切换通过控制阀4的转动件401的旋转完成，可实现主反应仓201与多个储存仓101，或者废液仓204、或者次反应仓206的连通，操作方便，提高工作效率。且可以通过后续试剂对导向通道402和主反应仓201进行反复冲洗，可大幅降低前序试剂的残留，保证反应结果的准确可靠。

在一些实施例中，导向通道402的第一端位于转动件401的中心处。可选地，转动件401为圆形，导向通道402的第一端位于转动件401的圆心处。可选地，与其配套的定位件403也是圆形。

在一些实施例中，如图3所示，定位件403内设有通孔，通孔包括第一通孔部和第二通孔部，第一通孔部的尺寸小于第二通孔部的尺寸。

转动件401包括第一部位和第二部位；第一部位的尺寸小于第一通孔部的尺寸。第一部位依次穿过第二通孔部和第一通孔部；第二部位的尺寸大于第一通孔部的尺寸，小于第二通孔部的尺寸，第二部位位于第二通孔部内。

转动件401设有器械配合部，器械配合部用于与转动该转动件1的器械相配合，以利于转动该转动件401。

在一些实施例中，器械配合部设置成凹状结构或凸状结构，以与用于转动该转动件1的器械上的凸状结构或凹状结构相配合。可选地，凹状结构为一字型、十字星、星形等可实现紧固配合的形状。

在一些实施例中，转动件401包括主体和背板404，主体上设有用于形成导向通道402的凹槽。背板404设于主体。可选地，背板404与主体以贴合的方式相结合。

背板404可以为密封圈。可选地，背板404为一圆形薄片状橡胶材质结构。背板404的材质可选为聚四氟乙烯等摩擦力小、耐磨损、耐腐蚀的有机高分子合成材料。

在一些实施例中，转动件401的主体与背板13通过胶粘进行键合。

在一些现有技术中，旋转阀门的设计，由于结构较为复杂，内部管路岔道较多，与其配套的芯片相应的连接管路也极为复杂。这带来了两个方面的不利影响。首先，复杂的立体管路设计为加工制作增加了难度，降低了成品率，大幅提高了制造成本；其次，过多的拐角及连接，提高了液体试剂流动时的死体积，增强了携带污染，导致难以实现有效的清洗，最终导致核酸检测由于蛋白质污染产生假阴性，或免疫检测结果由于清洗不彻底导致的假阳性。

而本公开中的控制阀4则通过大幅减少管道数量，提高阀门运作效率，从而将导向通道402减少到一条。在整个反应过程中，导向通道402将受到后续洗液的反复冲洗，同时由于管路简单，并不会发生大量的试剂残留，因此大大地降低了反应物残留的污染影响后续实验的现象。反应效率高，检测结果准确，阴性背景值较其他旋转阀设计更低。

需要说明的是，微流控芯片配备的储存仓101、主反应仓201、次反应仓206和废液仓204等可根据实验及设计需要自行调整增加。

在一些实施例中，如图11所示，连通模块3包括多条第一导流通道301，在连通模块3将储存模块1与反应模块2连接的状态下，每一导流通道301对应与一储存仓101连通，用于将储存仓101的试剂导向反应模块2(如图12所示)。

在一些实施例中，各第一导流通道301均配置有第一针头302和第二针头303；第一针头302与第一导流通道301连通，用于插入储存仓101，以破坏第一通道102的第二端的密封。第二针头303与第一导流通道301连通，用于插入反应模块2，以破坏第一液流通道202的第一端的密封。

在一些实施例中，连通模块3还包括多条贯穿连通模块3的第二导流通道304，在连通模块3将储存模块1与反应模块2连接的状态下，每一第二导流通道304对应与一储存仓101连通，用于将储存仓101与其外部气体连通。

在一些实施例中，每一第二导流通道304配备有第三针头305，第三针头305与第二导流通道304连通，用于插入储存仓101，破坏第二通道103的第二端的密封。

在一些实施例中，连通模块3还包括第三导流通道；第三导流通道用于将多个储存仓101中的两个连通，以将两个储存仓101中的其中一个内的试剂导向另一个内。

在一些实施例中，如图11所示，连通模块3包括底片和基片，底片与基片可通过胶粘、超声或热压等键合方法进行密封封装，简单可靠、耐用，密闭效果好。连通模块3的底片和基片可采用硬质或软质的有机聚合物材料制成。

一些实施例中，第一针头302，第二针头303、第三针头305的至少之一可以采用中空的锐器针头。锐器针头包括上下两部分，下部为较粗的固定部，用于与针板连接；上部为较细的穿刺部，用于插入储存仓或反应仓。锐器针头的上下两部分可通过开模一体成型。

一些实施例中，上述的各个针头的内部均可以为中空的锥形结构，针头的固定部为厚壁管状结构，可与针板贴合固定，针头的穿刺部则可呈锥状结构。针头的内部锥形通道可用于与连通器中的通道连通。

一些实施例中，上述的各个针头的穿刺部为一薄壁针状结构，其外径与储存模块或反应模块中的通道的内径一致，便于其穿入试剂模块或反应模块中的通道中以与储存仓或反应仓连通。

一些实施例中，上述的各个针头的穿刺部的一端与固定部一体设置，另一端为锐器斜面。

上述的各个针头可以是塑料针，也可以是金属针。

在一些实施例中，储存模块1中设置冻干试剂储存仓，用于存放冻干试剂。对试剂进行复溶时，先通过液流驱动与控制阀4配合，将对应的复溶用试剂抽入主反应仓201内，再将该试剂从主反应仓201逆向泵推至冻干试剂的储存仓。

在储存模块1中设置与冻干试剂储存仓相连接的复溶试剂储存仓。具体实施方式为，将复溶试剂储存仓的液流通道与冻干试剂储存仓的气压平衡通道通过连通模块上的管道相连接。当该连接建立后，配合试剂驱动及控制阀4的转动，复溶试剂通过连通模块先流入冻干试剂储存仓完成试剂复溶，再沿着冻干试剂储存仓的液流通道及连通模块进入反应模块。

由于经冻干保存的生物活性试剂在常温下具备极强的稳定性，可无需微流控芯片整体的冷链运输及保存，大幅降低了产品的保存及运输成本，大大提高了微流控芯片的应用范围。另一方面，本公开提供的微流控芯片通过简单的液流驱动—流动方向的配合，简便、快捷地实现了冻干试剂在芯片内的高速复溶。同样的，该技术方案也可应用于两种不同试剂在反应前的预混合。

一些实施例提供的上述微流控芯片的操作方法，其通过连通模块3将储存模块1及反应模块2连接，使试剂模块中的各储存仓101与连通模块3连通。

通过控制阀4选择性地将其中一储存仓101通过连通模块3与反应模块2连通；再通过控制阀4导流将该储存仓101中的试剂引至主反应仓201。

具体操作方法为：先将控制阀4与反应模块2组装键合，即完成反应模块的总装。再将储存模块1上的液路接口(第一通道102的第二端)与反应模块2的液路接口(第一液流通道202的第一端)对齐，即实现微流控芯片的准备工作。

将连通模块3上的针头与反应模块2及储存模块1上的液流接口及气压接口对其，用力压下刺破密封垫即完成组装。

储存仓中的试剂通过液流接口流入插入管路内的连通模块3上的针，试剂通过连通模块3上的管路从相连的另一根针中流出，继而进入反应模块2中的液流通道中。

本公开提供的微流控芯片结构简单，可通过开模快速成型，试剂储存高效，反应整体化，泛用性极强，可根据需要简单调整储存仓大小及数量，即可满足不同检测项目需求，可无缝对接现有检测试剂，可大幅降低微流控芯片的生产及研发加工成本，并提升微流控芯片的临床应用价值。

下面结合附图对本发明提供的微流控芯片的一具体实施例做详细介绍。

本具体实施例中，储存模块分为基片、底片、密封垫、压片及螺钉等部分。

本具体实施例中，储存模块的基片为PC材料，其尺寸为50mm*35mm*8mm。其正面开口三组沉孔，沉孔深度均为2.5mm。

最上端一组六个开口，其外径为6mm，内径4mm，为主要储存仓的气压出口。中部较大的左侧孔为储存冻干的扩增储存仓兼气压口，其外径为8mm，内径为6mm；中部右侧孔为储存冻干的提取试剂的储存仓兼液流接口，其外径为8mm，内径为6mm。下部及中部共计8个小孔，为液流的管路连接口，其外径均为4mm，内径均为1mm。

基片反面向内挖入形成储存仓，其储存体积最大约为200uL，小仓约为100uL。管路深度及宽度均为0.5mm。另外，在基片的四角及四边中点均设有一从正面挖入的螺丝孔，深度为7mm，孔径1.6mm，内有螺纹。

本具体实施例中，储存模块所使用的密封垫选择丁晴橡胶，其厚度为0.5mm，直径分别为4mm，6mm，8mm。

本具体实施例中，储存模块所使用的底片为PC材质，通过热键合与基片进行键合。键合后上述基片的反面完成密封。底片尺寸为50mm*35mm*0.2mm。其他方案中，底片材料亦可选择PP、PET等高分子材料，材料厚度无特殊要求，需根据材料特性及键合技术进行优化。键合技术可采用胶粘、热键合、超声键合、离子键合等技术完成。

本具体实施例中，储存模块所使用的压片材质选择为PC材质，其结构特点为一带孔的PC板上有与基片正面开口相对应的棱台凸起，且棱台凸起为空心管状结构。PC板尺寸为50mm*35mm*2mm，其正面的孔径分别为2mm，4mm及6mm。棱台结构外径分别为4mm，6mm及8mm，棱台高2.5mm。同时，在压片的四角及四边中点同样均设有一从正面挖入的通孔供紧固螺丝穿入，孔径2.1mm，内壁光滑。通孔与基片上的螺丝孔同心。

本具体实施例中，用以对压片及基片进行固定锁紧的紧固螺钉为不锈钢M2x6通用螺钉。

储存模块的具体实施方式为：先将基片与底片进行牢固键合，形成密闭的储存仓及管道结构。继而从正面上部的大孔中灌注试剂，同时将两种冻干试剂分别通过中部的开口放入芯片中。本例中，分别灌注提取液100uL，洗液一200uL，洗液二200uL，洗液三200uL及洗脱液100uL。同时，最右侧储存仓中置入全血分离填充物。将密封垫依据大小置入沉孔中，盖上压片，用螺钉锁紧。

本具体实施例中，反应总体由控制阀及反应模块构成。其中控制阀分为定位件和转动件。

本具体实施例中，定位件材质选择PC，其外观为一带沉孔结构的圆柱。其整体外径为29.5mm，厚度为5.4mm，沉孔挖入深度为2.9mm，沉孔直径23mm。另一面为一通孔，通孔直径17mm，供阀体连接部穿出。

本具体实施例中，转动件材质选择PC，其主体外观为两个叠放的圆盘结构，较大的圆盘一侧为凹陷进去的管道结构。其中，较小的圆盘结构为接头，其直径为17mm，高度4mm。其表面可设计与仪器对接的凹槽定位结构，可为一字、十字、梅花、内六角、外六角等，本具体实施例中选择一字。下侧较大圆盘为固定机构，其直径为23mm，厚度2.6mm。其另一侧的管道面，挖入深度0.6mm，直径20mm。其圆心处为起点，向外开一管道。管道深度0.5mm，长度在本具体实施例中为8.5mm，两侧为直径1mm的圆头。同时，在于管道方向垂直的直径上，距离圆心4.7mm处，两侧分别设计一个直径1mm，凸起0.8mm的固定销，用以对密封圈(背板404)进行定位及固定。

本具体实施例中，密封圈材质选择聚四氟乙烯橡胶，厚度1mm。其主体为一直径为20mm的圆盘，其在圆心、距离圆心7.5mm处分别设一直径1mm的液路通孔。另外，在与这两个通孔连线垂直的直径上，距离圆心4.7mm处，分别在两侧各设置一个直径1mm的定位通孔。

控制阀的具体实施方式为，先将密封圈与阀体进行键合。用定位销及定位孔进行定位后，使密封圈上的两个液路通孔分别与阀体上的管路的两端相对应。键合方式可使用贴合、热键合、离子键合、超声键合等方式。键合完成后，将在阀体上形成一条由圆心穿入，经阀体内部，由一侧穿出的液流管路。然后，将阀体置入定位件，使阀体的连接部从定位件的通孔中穿出即可。

本具体实施例中，总反应部分由控制阀及反应模块构成。其中反应模块分为基片、底片、密封垫、压片及螺钉五部分。

本具体实施例中，基片材质选择为PC。其外观为一不规则的塑料立体结构。整体分为五个部分——废液仓部，管路接口部，反应仓，阀区及扩增反应区，分别位于芯片的正下方，正上方，中部左侧，中部右侧及外挂区。

本具体实施例中，阀区位于反应模块的中心位置，控制液体的流动方向及行止。在本例中，其整体外形为在一个圆形上分布的若干液路通孔。通孔直径1mm。圆心处通孔与反应仓连接，其余通孔均匀分布于以中心孔为圆心，半径为7.5mm，内角为150°的圆周上，并分别与管路接口部的开口相同。在圆周上的水平位置，及距离圆心3.75mm处，分别另设两孔。这两孔分别与扩增反应区的液流通路及气体通路相连通。在圆周左下，与水平线60°夹角处再开一通孔，该通孔与废液仓相连接。

本具体实施例中，废液仓部位于反应模块的下部，其内部尺寸为28mm*38mm*8mm，四边倒角半径3.5mm，总容积8424uL，壁厚1mm。通过管路与阀区的通孔连接。

本具体实施例中，管路接口部分位于反应模块上部，为一排沉孔结构。孔深5mm，直径4mm，中心管道直径1mm。该部分位于一从芯片表面凸起的平台上，平台较芯片表面高出5mm，为一L型结构。下部开一通孔，连接反应仓的气压管路，作为反应仓的气压调节口。L型长边另在上下缘各设置3个螺纹孔，孔径1.6mm，孔深6mm。

本具体实施例中主反应仓位于芯片中部，阀区侧方。主反应仓为圆形，直径38mm，正面由圆心隆起约2mm，并向圆周逐渐下降。仓室内部深度2mm。从圆周正下方切线延伸出液流通道，与阀区中心孔相连接。圆周正上方直线延伸出气压管道，作为调节仓室气压的通道，与仪器配合用以为芯片中的试剂流动提供动力。

本实例中扩增次反应仓位于芯片另一侧，通过管道与阀区相连。其内容积为100uL，深度为0.5mm。其主体外形为一8mm*8mm的方形与一半径4mm的半圆组成。

本具体实施例中所使用的压片材质选择为PC材质，其结构特点为一带孔的PC板上有与储存仓基片正面开口相对应的棱台凸起，且棱台凸起为空心管状结构。PC板尺寸为50mm*11mm*2mm，其正面的孔径为2mm。棱台结构外径为4mm，棱台高5mm。同时，在压片的四角及上下两边中点同样均设有一从正面挖入的通孔供紧固螺丝穿入，孔径2.1mm，内壁光滑。通孔与基片上的螺丝孔同心。

本具体实施例中，反应模块所使用的底片为PC材质，通过热键合与基片进行键合。键合后上述芯片的反面完成密封。底片尺寸及形状与基片相对应。其他方案中，底片材料亦可选择PP、PET等高分子材料，材料厚度无特殊要求，需根据材料特性及键合技术进行优化。键合技术可采用胶粘、热键合、超声键合、离子键合等技术完成。

本具体实施例中，反应模块所使用的垫圈选择丁晴橡胶，其厚度为0.5mm，直径为4mm。

本具体实施例中，用以对压片及基片进行固定锁紧的紧固螺钉为不锈钢M2x6通用螺钉。

与储存模块连接部位的具体实施方式为：先将基片与底片进行牢固键合，形成密闭的管道结构。继而将垫圈依据大小置入沉孔中，盖上压板，用螺钉锁紧。

反应模块的整体实施方式为：将导向阀的中心与反应模块的阀区中心对齐，将定位件用胶粘的方式进行固定即可。更优化地，可在反应模块上阀区周围设计定位销或定位槽以降低定位难度。

本具体实施例中，连通模块分为基片、底片及中空锐器针三部分。

本具体实施例中，连通模块的基片为一46mm*50.5mm*3.5mm长方形PC板。板上有两组通孔。一组为适应大针的孔径3.8mm的大孔，一组为适应小针的孔径为2mm的小孔。其中，下部小孔间上下分别在反面由深0.5mm，宽0.5mm的液流通道相连接。中部小孔与其中一大孔亦通过管道连接。更为优选的，可将通孔尺寸一致。

本具体实施例中，连通模块的底片为PC材质，通过热键合与基片进行键合。键合后上述基片的反面完成密封。底片尺寸及形状与基片相对应。并且在上部及中部气压通孔处有对应开口。

本具体实施例中，中空锐器针材质为不锈钢制，分为不同位置的三组针。每组针均分为下部的连接部及上部的穿刺部两部分。一号针对应储存模块的气压通路，其连接部直径3.8mm，高度7mm，穿刺部直径0.8mm，长度4.5mm，针斜面45°，针管内径0.5mm；二号针对应储存模块的液流通路，其连接部直径1.8mm，高度7mm，穿刺部直径0.8mm，长度2.5mm，针斜面45°，针管内径0.5mm；三号针对应反应模块的液流通路，其连接部直径1.8mm，高度9.5mm，穿刺部直径0.8mm，长度2.5mm，针斜面45°，针管内径0.5mm。

连通模块的实施方式为，将针依据要求分别嵌入基片上的孔后，将底片通过热键合与基片进行键合。

本具体实施例中，微流控芯片的保存方式为，将反应模块、储存模块及连通模块分开常温保存即可。

本具体实施例中，微流控芯片的实验准备为：将反应模块与储存模块取出，将储存模块的液流接口与反应模块的液流接口对准放好，放置于桌面上。同时确定控制阀处于关闭状态。在样本仓中加入样本。

本具体实施例中，微流控芯片工作的开始以使用连通模块将反应模块及储存模块连接为标志。具体实施方式为：将连通模块取出，把连通模块的穿刺针对准反应模块及储存模块的液流接口后，用力压下，刺破密封垫。然后将芯片竖立，放入配套的仪器中即可。

本具体实施例中，微流控芯片完成核酸提取及扩增检测的工作流程为：

1)控制阀旋转至与样本仓连通，从主反应仓气压口抽气造成负压，将样本经过填充物过滤后抽入主反应仓中。

2)控制阀旋转至与裂解试剂储存仓连通，从主反应仓气压口抽气造成负压，将储存仓中的裂解液体试剂抽入主反应仓中。在这个过程中，裂解试剂将流经裂解冻干试剂储存仓并将该冻干试剂复溶后带入主反应仓中。

3)关闭控制阀，使用超声对主反应仓中的液体进行反应。

4)磁铁吸附反应体系中的磁性颗粒，控制阀旋转至与废液仓连通，从主反应仓气压口加压，将废液排入废液仓。

5)控制阀旋转至与洗涤液一储存仓连通，从主反应仓气压口抽气造成负压吸入洗涤液一。

6)关闭控制阀，使用超声对主反应仓中的液体进行反应。

7)磁铁吸附反应体系中的磁性颗粒，控制阀旋转至与废液仓连通，从主反应仓气压口加压，将废液排入废液仓。

8)控制阀旋转至与洗涤液二储存仓连通，从主反应仓气压口抽气造成负压吸入洗涤液二。

9)关闭控制阀，使用超声对主反应仓中的液体进行反应。

10)磁铁吸附反应体系中的磁性颗粒，控制阀旋转至与废液仓连通，从主反应仓气压口加压，将废液排入废液仓。

11)控制阀旋转至与洗涤液三储存仓连通，从主反应仓气压口抽气造成负压吸入洗涤液三。

12)关闭控制阀，磁铁保持吸附状态，浸泡洗涤。

13)控制阀旋转至与废液仓连通，从主反应仓气压口加压，将废液排入废液仓。

14)控制阀旋转至与洗脱液储存仓连通，从主反应仓气压口抽气造成负压吸入洗脱液。

15)关闭控制阀，使用超声对主反应仓中的液体进行反应。

16)磁铁吸附反应体系中的磁性颗粒，控制阀旋转至与扩增冻干试剂储存仓连通，从主反应仓气压口加压，将洗脱产物推入冻干试剂储存仓中复溶试剂。

17)磁铁保持吸附，从主反应仓气压口抽气，将复溶后的反应体系抽回主反应仓。

18)控制阀旋转至与扩增次反应仓连通，从主反应仓气压口加压，将反应体系缓慢推入扩增次反应仓。

19)关闭控制阀，扩增检测。

20)反应结束后从仪器中取出芯片整体丢弃。

通过上述各个实施例的描述，本公开至少具有以下优点：

1)设计简单，便于调整。可简单通过芯片中的储存仓数量叠加实现对于不同检测系统的适配，无需重新设计芯片。

2)管路密封性能好，反应过程有保障。本方案通过针—管道—密封垫三者间相互作用进行密封，确保了液路连接处的密封。该方案原理简单，加工方便，无需复杂的芯片设计即可实现，大大降低了芯片的设计加工成本。可靠耐用，密闭效果好。

3)键合方式及密封方式简单可靠，选材耐腐蚀、耐高温、耐磨损，可保证试剂在长期的储存中不泄露、不变形；也可保证反应过程的稳定顺利，操作简单。

4)整体组合步骤及应用步骤简单易行，只需手动或简单的外部仪器即可实现反应的运行。

5)选材普通，价格低廉，管路设计尺度为毫米级，可实现大规模的开模注塑，容易实现大批量化的生产制造。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (27)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：

储存模块(1)，包括多个储存仓(101)，所述储存仓(101)用于储存试剂；

反应模块(2)，包括主反应仓(201)，所述主反应仓(201)至少用于接收所述储存仓(101)内的试剂，以进行反应；

连通模块(3)，用于连接所述储存模块(1)与所述反应模块(2)；以及

控制阀(4)，至少用于选择性地将其中一个所述储存仓(101)内的试剂通过所述连通模块(3)导向所述主反应仓(201)。

2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述储存模块(1)还包括第一通道(102)，各所述储存仓(101)均配备有所述第一通道(102)；所述第一通道(102)的第一端与所述储存仓(101)连通，第二端通过密封组件密封；

在所述连通模块(3)将所述储存模块(1)与所述反应模块(2)连接的状态下，所述密封组件被破坏，所述第一通道(102)的第二端与所述连通模块(3)连通，用于将所述储存仓(101)内的试剂引至所述连通模块(3)。

3.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述储存模块(1)还包括第二通道(103)，各所述储存仓(101)均配备有所述第二通道(103)；所述第二通道(103)的第一端与所述储存仓(101)连通，第二端通过密封组件密封；

在所述连通模块(3)将所述储存模块(1)与所述反应模块(2)连接的状态下，所述第二通道(103)的第二端用于将所述储存仓(101)与其外部气体连通。

4.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封组件包括：

密封垫(104)，设于所述第一通道(102)的第二端；以及

压片(105)，用于将所述密封垫(104)压紧固定于所述储存模块(1)，所述压片(105)与所述第一通道(102)的第二端相对应的位置设有通孔。

5.如权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述储存模块(1)包括凹槽(106)，所述第一通道(102)的第二端的端部位于所述凹槽(106)内；所述密封垫(104)设于所述凹槽(106)内。

6.如权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述储存模块(1)包括凸台(107)，所述第一通道(102)的第二端的端部位于所述凸台(107)；所述密封垫(104)设于所述凸台(107)。

7.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应模块(2)包括多条第一液流通道(202)，所述第一液流通道(202)的第一端密封；所述连通模块(3)将所述储存模块(1)与所述反应模块(2)连接的状态下，所述第一液流通道(202)的第一端与所述连通模块(3)连通；各所述第一液流通道(202)的第二端在所述控制阀(4)的控制下，可选择地通过所述控制阀(4)与所述主反应仓(201)连通。

8.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应模块(2)包括第二液流通道(203)，第二液流通道(203)的第一端与控制阀(4)连通，第二液流通道(203)的第二端与主反应仓(201)连通。

9.如权利要求8所述的微流控芯片，其特征在于，所述主反应仓(201)的底部向下凸出；所述第二液流通道(203)的第二端经由所述主反应仓(201)的底部的最低端与所述主反应仓(201)连通。

10.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应模块(2)包括废液仓(204)和第三液流通道(205)，所述第三液流通道(205)的第一端与所述废液仓(204)连通，所述第三液流通道(205)的第二端在所述控制阀(4)的控制下，可选择地通过所述控制阀(4)与所述主反应仓(201)连通。

11.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应模块(2)包括次反应仓(206)和第四液流通道(207)，所述第四液流通道(207)的第一端与所述次反应仓(206)连通，所述第四液流通道(207)的第二端在所述控制阀(4)的控制下，可选择地通过所述控制阀(4)与所述主反应仓(201)连通。

12.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应模块(2)包括第一气流通道(208)，所述第一气流通道(208)的第一端经由所述主反应仓(201)的顶部与所述主反应仓(201)连通，所述第一气流通道(208)的第二端与所述反应模块(2)的外部气体连通。

13.如权利要求12所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应模块(2)包括过滤仓(209)，所述过滤仓(209)设于所述第一气流通道(208)，所述过滤仓(209)内填充有用于对气体进行过滤的材料。

14.如权利要求11所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应模块(2)包括第二气流通道(210)，所述第二气流通道(210)的第一端经由所述次反应仓(206)的顶部与所述次反应仓(206)连通，所述第二气流通道(210)的第二端与所述反应模块(2)的外部气体连通。

15.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应模块(2)还包括导能结构(211)，设于所述主反应仓(201)所在位置的所述反应模块(2)的外侧，且向所述反应模块(2)的外侧凸起，用于与向所述主反应仓(201)内提供振动能量的设备接触，以将能量传递到所述主反应仓(201)内。

16.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述主反应仓(201)包括圆柱形主反应仓，所述圆柱形主反应仓的径向为所述主反应仓的顶部与底部之间的方向，所述圆柱形主反应仓的轴向为所述主反应仓(201)的相对两侧部之间的方向。

17.如权利要求16所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应模块(2)还包括导能结构(211)，设于所述反应模块(2)的外侧，且位于所述圆柱形主反应仓的中轴线上，用于与向所述圆柱形主反应仓内提供振动能量的设备接触，以将能量传递到所述圆柱形主反应仓内。

18.如权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述控制阀(4)包括：

转动件(401)，其内设有导向通道(402)；所述导向通道(402)的第一端始终与所述主反应仓(201)连通，所述导向通道(402)的第二端在所述转动件(401)的转动过程中，可选择地与多条所述第一液流通道(202)中的一条连通；以及

定位件(403)，用于将所述转动件(401)限位于所述反应模块(2)，且允许所述转动件(401)相对于所述反应模块(2)转动。

19.如权利要求18所述的微流控芯片，其特征在于，所述导向通道(402)的第二端与各所述第一液流通道(202)的连通部位围绕所述导向通道(402)的第一端设置。

20.如权利要求18所述的微流控芯片，其特征在于，所述导向通道(402)的第一端位于所述转动件(401)的中心处。

21.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述连通模块(3)包括多条第一导流通道(301)，在连通模块(3)将所述储存模块(1)与所述反应模块(2)连接的状态下，每一所述导流通道(301)对应与一所述储存仓(101)连通，用于将所述储存仓(101)的试剂导向所述反应模块(2)。

22.如权利要求21所述的微流控芯片，其特征在于，各所述第一导流通道(301)均配置有第一针头(302)和第二针头(303)；所述第一针头(302)与所述第一导流通道(301)连通，用于插入所述储存仓(101)；所述第二针头(303)与所述第一导流通道(301)连通，用于插入所述反应模块(2)。

23.如权利要求21所述的微流控芯片，其特征在于，所述连通模块(3)还包括多条贯穿所述连通模块(3)的第二导流通道(304)，在连通模块(3)将所述储存模块(1)与所述反应模块(2)连接的状态下，每一所述第二导流通道(304)对应与一所述储存仓(101)连通，用于将所述储存仓(101)与其外部气体连通。

24.如权利要求23所述的微流控芯片，其特征在于，每一所述第二导流通道(304)配备有第三针头(305)，所述第三针头(305)与所述第二导流通道(304)连通，用于插入储存仓(101)。

25.如权利要求21所述的微流控芯片，其特征在于，所述连通模块(3)还包括第三导流通道；所述第三导流通道用于将多个所述储存仓(101)中的两个连通，以将两个储存仓(101)中的其中一个内的试剂导向另一个内。

26.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述储存模块(1)、所述反应模块(2)和所述连通模块(3)相互独立，所述控制阀(4)设于所述反应模块(2)；在需要使用微流控芯片时，所述连通模块(3)将所述储存模块(1)与所述反应模块(2)连接。

27.一种如权利要求1所述的微流控芯片的操作方法，其特征在于：

通过连通模块(3)将储存模块(1)及反应模块(2)连接，使试剂模块中的各储存仓(101)与连通模块(3)连通；

通过控制阀(4)选择性地将其中一储存仓(101)通过连通模块(3)与反应模块(2)连通；再通过控制阀(4)导流将该储存仓(101)中的试剂引至主反应仓(201)。

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