CN111068801A - 一种自驱动微流控芯片 - Google Patents

一种自驱动微流控芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN111068801A
CN111068801A CN202010054633.6A CN202010054633A CN111068801A CN 111068801 A CN111068801 A CN 111068801A CN 202010054633 A CN202010054633 A CN 202010054633A CN 111068801 A CN111068801 A CN 111068801A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro
self
reaction chamber
microfluidic chip
chip according
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.)
Pending
Application number
CN202010054633.6A
Other languages
English (en)
Inventor
钟越
赵朝辉
于梦露
兰诗玉
杨杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Chuangxin Biotechnology Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Chuangxin Biotechnology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Chuangxin Biotechnology Co Ltd filed Critical Chongqing Chuangxin Biotechnology Co Ltd
Priority to CN202010054633.6A priority Critical patent/CN111068801A/zh
Publication of CN111068801A publication Critical patent/CN111068801A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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

本发明涉及微流控芯片技术领域，特别是一种自驱动微流控芯片，包括底板和盖板，所述底板和所述盖板通过连接板形成具有通道的芯片，所述盖板上设置有通孔，所述通道内设置有依次与所述通孔连通的滤血槽、反应室、时控阀门、检测区和废液池，所述反应室和所述检测区均设置有微柱，所述微柱设置在所述底板上，所述微柱包括本体和设置在所述本体端部的弧形凸起，通过在现有的反应室和检测区的微柱的本体上增加了弧形凸起结构，使得微柱上部的表观接触角减小，进而增加了微柱上部的润湿性，使得待测样品在流过反应室和检测区时，流动速度慢，待测样品与反应试剂能够充分反应，增加了后续对待测样品的测量精度。

Description

一种自驱动微流控芯片
技术领域
本发明涉及微流控芯片技术领域，特别是一种自驱动微流控芯片。
背景技术
微流控芯片是把生物、化学、医学分析过程的样本制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
微流控芯片POCT检测技术是近十年发展起来的快速检测技术。由于微流控技术拥有样本流动控制、芯片封闭、管道微小、可控性强等特点，使得微流控芯片POCT检测技术的检测灵敏度和检测重复性相比于层析POCT检测技术均有不同程度提升，因此微流控芯片POCT检测技术越来越受到市场的青睐。
现有的微流控芯片在待测样品通过芯片内部(如反应室、检测室等)时，待测样品流动速度过快，使得待测样品与包埋在芯片内部的反应试剂反应的时间较短，使得待测样品不能与反应试剂充分反应，芯片对待测样品的测量精度较低。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术存在待测样品在通过芯片内部时，待测样品流动速度过快，使得待测样品与芯片内部包埋的反应试剂反应时间较短，造成待测样品不能与反应试剂充分反应，降低了芯片对待测样品的测量精度的问题，提供一种自驱动微流控芯片。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种自驱动微流控芯片，包括底板和盖板，所述底板和所述盖板通过连接板形成具有通道的芯片，所述盖板上设置有通孔，所述通道内设置有依次与所述通孔连通的滤血槽、反应室、时控阀门、检测区和废液池。
作为本发明的优选方案，所述反应室和所述检测区均设置有微柱，所述微柱设置在所述底板上，所述微柱包括本体和设置在所述本体端部的弧形凸起。
作为本发明的优选方案，所述时控阀门和所述检测区的宽度均小于所述反应室的宽度，使得待测样品在时控阀门和检测区中的毛细管力比反应室的毛细管力更大，能够驱动待测样品行进更长的距离。
作为本发明的优选方案，所述底板与所述盖板距离最近的两个侧面的距离为0.05-1mm，使得底板与盖板形成的通道为毛细通道，待测样品在通道中行进时能够依靠自身的毛细管力自驱动的前进。
作为本发明的优选方案，所述微柱呈多层交叉布置在所述底板上，使得待测样品在微柱之间流动时间延长，保证了待测样品与反应室和检测区内的反应试剂能够充分反应，保证测量结果的准确性。
作为本发明的优选方案，相邻两个所述微柱的中心轴之间的距离为0.05-1mm，使得待测样品能够顺利通过微柱的同时能够与反应试剂充分反应。
作为本发明的优选方案，所述本体为圆柱，所述圆柱的直径为20-500μm，所述圆柱的高度为10-200μm，所述弧形凸起的高度为10-100μm，圆柱增大了微柱的比表面积，使得能够包埋更多的反应试剂，使待测样品与反应试剂充分反应。
作为本发明的优选方案，所述弧形凸起为半球形。
作为本发明的优选方案，所述连接板沿着所述通道的流向方向倾斜布置使得所述反应室呈漏斗形，反应室宽度慢慢缩小，使得待测样品能够慢慢聚集在一起，在经过后续的部件时，能够增大待测样品的毛细管力，使待测样品能够行进更长的距离。
作为本发明的优选方案，所述检测区内间隔布置有多个检测点，所述微柱设置在所述检测点内，不同的检测点包埋不同的反应试剂，使得芯片能够一次性进行多个疾病标志物的检测。
作为本发明的优选方案，所述时控阀门所在的通道设置有与所述通道延伸方向垂直的挡条，所述挡条设置在所述底板上，挡条延长了待测样品的流动时间，使得时控阀门具有阻碍待测样品流动的作用，使得待测样品在反应室中反应的时间延长，保证了待测样品与反应试剂的充分反应。
作为本发明的优选方案，所述挡条远离所述底板一端设置有弧形条，弧形条减小了待测样品与挡条的亲水角，延长了待测样品的流动时间，使得时控阀门具有阻碍待测样品流动的作用，使得待测样品在反应室中反应的时间延长，保证了待测样品与反应试剂的充分反应。
作为本发明的优选方案，所述废液池上设置有隔板，所述隔板的端部与所述连接板的端部连接形成V形或U形，在V形或U形内部形成空白区，该空白区使得进入废液池中的废液与通道中的待测样品之间进行了二次隔离，使得废液需要依次通过隔板和连接板才能进行待测样品的污染，空白区减少了相应的风险，提高了芯片的检测效率和精度。
作为本发明的优选方案，所述通道内设置有多个支通道，所述支通道内设置有与所述滤血槽依次连通的反应室、时控阀门和检测区，多个所述支通道的检测区与废液池连通
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、通过在现有芯片的反应室后端设置了时控阀门，待测样品在时控阀门内流动速度缓慢，使得待测样品在反应室内停滞的时间较长，增加了待测样品与反应室内的反应试剂的反应时间，增加了后续对待测样品的测量精度，微柱能够增大芯片内部的表面积，使得能够包被更多的反应试剂在芯片内，增大靶标物质的检测范围。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2为反应室的剖面图；
图3为本发明具有多通道的结构示意图；
图中标记：1-底板，2-盖板，21-通孔，3-连接板，4-通道，41-滤血槽，42-反应室，43-时控阀门，431-挡条，44-检测区，441-检测点，45-废液池，451-隔板，5-微柱，51-本体，52-弧形凸起，6-支通道。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1和图2所示，一种自驱动微流控芯片，包括底板1和盖板2，所述底板1和所述盖板2通过连接板3形成具有通道4的芯片，所述盖板2上设置有通孔21，所述通道4内设置有依次与所述通孔21连通的滤血槽41、反应室42、时控阀门42、检测区44和废液池45，所述反应室42和所述检测区44均设置有微柱5，所述微柱5设置在所述底板1上，所述微柱5包括本体51和设置在所述本体51端部的弧形凸起52，图1中A向为待测样品在通道4中的流动方向，所述底板1、所述盖板2和所述连接板3键合成所述芯片。
如图1所示，所述时控阀门43和所述检测区44的宽度均小于所述反应室42的宽度。
如图2所示，所述底板1与所述盖板2距离最近的两个侧面的距离为0.05-1mm。
如图1和图2所示，所述微柱5呈多层交叉布置在所述底板1上，相邻两个所述微柱5的中心轴之间的距离为0.05-0.1mm，所述本体51为圆柱，所述圆柱的直径为20-50μm，所述圆柱的高度为10-200μm，所述弧形凸起52的高度为10-100μm，本实施例中，当相邻两个所述微柱5的中心轴的距离为0.05～0.06mm时，所述圆柱的直径20～40μm，本体51除了圆柱之外，还可为其他形状的柱体结构。
本实施例中，所述弧形凸起52为半球形，所述连接板3沿着所述通道4的流向方向A倾斜布置使得所述反应室42呈漏斗形。
如图1所示，所述检测区44内间隔布置有多个检测点441，所述微柱5设置在所述检测点441内，所述时控阀门43所在的通道4设置有与所述通道4延伸方向垂直的挡条431，所述挡条431设置在所述底板1上，所述挡条431远离所述底板1一端设置有弧形条，所述废液池45上设置有隔板451，所述隔板451的端部与所述连接板3的端部连接形成V形。
如图3所示，所述通道4内设置有多个支通道，所述支通道内设置有与所述滤血槽41依次连通的反应室42、时控阀门43和检测区44，多个所述支通道6的检测区44与废液池45连通。
根据微方柱结构运用Wenzel模型可推导出微柱的表面粗糙度因子γ为：
(1)
Figure BDA0002372387860000051
表观接触角为：
(2)
Figure BDA0002372387860000052
a为微柱边长，h为微柱高度，P为相邻两微柱的中心距，cosθ为常数；
由公式(1)和(2)可得，在保持本体高度h不变的情形下时，将本体的顶端切削或打磨成圆弧形时，弧形的长度大于本体之前的长度，这使得a增大；
公式(2)进一步简化为
Figure BDA0002372387860000061
在P和h不变，a增大的时候，cosθr增大，也即是θr减小，进而使得增加了微柱表面的润湿性。
由此我们可知，在微柱表面增加弧形凸起能够增大待测样品在反应室中的润湿性，延长待测样品与反应试剂的反应时间，增加了后续对待测样品的测量精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自驱动微流控芯片，其特征在于，包括底板（1）和盖板（2），所述底板（1）和所述盖板（2）通过连接板（3）形成具有通道（4）的芯片，所述盖板（2）上设置有通孔（21），所述通道（4）内设置有依次与所述通孔（21）连通的滤血槽（41）、反应室（42）、时控阀门（43）、检测区（44）和废液池（45）。
2.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述反应室（42）和所述检测区（44）均设置有微柱（5），所述微柱（5）设置在所述底板（1）上，所述微柱（5）包括本体（51）和设置在所述本体（51）端部的弧形凸起（52），所述时控阀门（43）和所述检测区（44）的宽度均小于所述反应室（42）的宽度。
3.根据权利要求2所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述底板（1）与所述盖板（2）距离最近的两个侧面的距离为0.05-1mm，所述微柱（5）呈多层交叉布置在所述底板（1）上。
4.根据权利要求2所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，相邻两个所述微柱（5）的中心轴之间的距离为0.05-0.1mm。
5.根据权利要求2所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述本体（51）为圆柱，所述圆柱的直径为20-50μm，所述圆柱的高度为10-200μm，所述弧形凸起（52）的高度为10-100μm，所述弧形凸起（52）为半球形。
6.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述连接板（3）沿着所述通道（4）的流向方向倾斜布置使得所述反应室（42）呈漏斗形。
7.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述检测区（44）内间隔布置有多个检测点（441），所述微柱（5）设置在所述检测点（441）内。
8.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述时控阀门（43）所在的通道（4）设置有与所述通道（4）延伸方向垂直的挡条（431），所述挡条（431）设置在所述底板（1）上。
9.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述废液池（45）上设置有隔板（451），所述隔板（451）的端部与所述连接板（3）的端部连接形成V形或U形。
10.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述通道（4）内设置有多个支通道，所述支通道内设置有与所述滤血槽（41）依次连通的反应室（42）、时控阀门（43）和检测区（44），多个所述支通道（6）的检测区（44）与废液池（45）连通。
CN202010054633.6A 2020-01-17 2020-01-17 一种自驱动微流控芯片 Pending CN111068801A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010054633.6A CN111068801A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种自驱动微流控芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010054633.6A CN111068801A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种自驱动微流控芯片

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111068801A true CN111068801A (zh) 2020-04-28

Family

ID=70323858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010054633.6A Pending CN111068801A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种自驱动微流控芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111068801A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111562380A (zh) * 2020-05-22 2020-08-21 重庆创芯生物科技有限公司 一种基于自驱动微流控芯片的快速免疫荧光检测方法
CN112945637A (zh) * 2021-01-28 2021-06-11 上海浚真生命科学有限公司 取样装置
CN113694977A (zh) * 2021-09-10 2021-11-26 北京京东方技术开发有限公司 一种微流控制芯片及其制作方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110301058A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-08 Academia Sinica microfluidic device
CN205199533U (zh) * 2015-12-17 2016-05-04 广州万孚生物技术股份有限公司 一种检测用微流控芯片
CN105728070A (zh) * 2015-12-17 2016-07-06 广州万孚生物技术股份有限公司 一种用于微流控芯片的载体
CN105879936A (zh) * 2016-03-31 2016-08-24 苏州市博纳泰科生物技术有限公司 全血过滤及定量移取微流控芯片
JP2018059923A (ja) * 2016-09-30 2018-04-12 エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲーＦ． Ｈｏｆｆｍａｎｎ−Ｌａ Ｒｏｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ マイクロ流体デバイスおよび同デバイスを製造するための方法
CN208125741U (zh) * 2018-01-11 2018-11-20 江苏奥雅生物科技有限公司 一种检测抗苗勒管激素的荧光微流控芯片
CN109211868A (zh) * 2018-11-17 2019-01-15 郑州亲和力科技有限公司 一种快速定量检测myo的微流控荧光免疫芯片
CN109453826A (zh) * 2018-12-06 2019-03-12 昆明市儿童医院 一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片
CN109499634A (zh) * 2018-12-13 2019-03-22 迪亚莱博（张家港）生物科技有限公司 一种微流控芯片及其制备方法和检测方法
CN208824518U (zh) * 2018-12-13 2019-05-07 迪亚莱博（张家港）生物科技有限公司 一种微流控芯片
CN110102355A (zh) * 2019-05-23 2019-08-09 江苏集萃智能传感技术研究所有限公司 一种微流控免疫分析芯片及系统
CN211865068U (zh) * 2020-01-17 2020-11-06 重庆创芯生物科技有限公司 一种多通道微流控芯片

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110301058A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-08 Academia Sinica microfluidic device
TW201144805A (en) * 2010-06-08 2011-12-16 Academia Sinica Microfluidic device
CN205199533U (zh) * 2015-12-17 2016-05-04 广州万孚生物技术股份有限公司 一种检测用微流控芯片
CN105728070A (zh) * 2015-12-17 2016-07-06 广州万孚生物技术股份有限公司 一种用于微流控芯片的载体
CN105879936A (zh) * 2016-03-31 2016-08-24 苏州市博纳泰科生物技术有限公司 全血过滤及定量移取微流控芯片
JP2018059923A (ja) * 2016-09-30 2018-04-12 エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲーＦ． Ｈｏｆｆｍａｎｎ−Ｌａ Ｒｏｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ マイクロ流体デバイスおよび同デバイスを製造するための方法
CN208125741U (zh) * 2018-01-11 2018-11-20 江苏奥雅生物科技有限公司 一种检测抗苗勒管激素的荧光微流控芯片
CN109211868A (zh) * 2018-11-17 2019-01-15 郑州亲和力科技有限公司 一种快速定量检测myo的微流控荧光免疫芯片
CN109453826A (zh) * 2018-12-06 2019-03-12 昆明市儿童医院 一种利用Semaphorin 4D诊断急性白血病的微流控芯片
CN109499634A (zh) * 2018-12-13 2019-03-22 迪亚莱博（张家港）生物科技有限公司 一种微流控芯片及其制备方法和检测方法
CN208824518U (zh) * 2018-12-13 2019-05-07 迪亚莱博（张家港）生物科技有限公司 一种微流控芯片
CN110102355A (zh) * 2019-05-23 2019-08-09 江苏集萃智能传感技术研究所有限公司 一种微流控免疫分析芯片及系统
CN211865068U (zh) * 2020-01-17 2020-11-06 重庆创芯生物科技有限公司 一种多通道微流控芯片

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111562380A (zh) * 2020-05-22 2020-08-21 重庆创芯生物科技有限公司 一种基于自驱动微流控芯片的快速免疫荧光检测方法
CN112945637A (zh) * 2021-01-28 2021-06-11 上海浚真生命科学有限公司 取样装置
CN113694977A (zh) * 2021-09-10 2021-11-26 北京京东方技术开发有限公司 一种微流控制芯片及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111068801A (zh) 一种自驱动微流控芯片
CN211865068U (zh) 一种多通道微流控芯片
JP5663574B2 (ja) 微小流体分析プラットホーム
US7223371B2 (en) Microfluidic channel network device
CN109682878B (zh) 一种具有五层结构的多通道微流体凝血检测芯片
CN101623660B (zh) 具有液流控制的分析喷射筒
US9248448B2 (en) Multisample bionanochip platform
CN207981204U (zh) 微液滴生成系统
CN215843055U (zh) 一种逐级控流芯片
CN209829010U (zh) 一种多通道微流体凝血检测芯片
CN111996121A (zh) 3d多器官共培养芯片
CN210875398U (zh) 微流控芯片以及微流控芯片组件
CN117065816B (zh) 一种微流控芯片及其检测方法
JP2010531456A (ja) 流体における検体を検出するためのモジュール及び該モジュールを有するチップ
CN210510505U (zh) 虹吸阀装置、微流控结构及分析装置
CN110468026B (zh) 一种用于光纤光动力细胞操纵的微流芯片
CN108246373A (zh) 离心式微流控芯片
CN211677800U (zh) 一种微流控芯片的反应室
CN207722815U (zh) 微液滴生成芯片
CN106841591B (zh) 一种毛细力驱动的测试卡
CN106179546B (zh) 一种具有特异构型微通道的poct芯片
CN208177461U (zh) 离心式微流控芯片
CN217511886U (zh) 一种微流控芯片定量加样装置
CN105628660A (zh) 一种无源微阀poct芯片
CN215140029U (zh) 一种反应时间可控的微流控芯片

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200428

RJ01 Rejection of invention patent application after publication