CN111239382A - 一种微型孔板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型孔板，包括上层基板、下层基板和中间层薄膜；一种微型孔板，其特征在于，包括上层基板、下层基板和中间层薄膜；上层基板上设有多个微孔，至少部分微孔之间通过流道连接，且流道中设有至少一个断点；下层基板上设有与所述断点一一对应的空腔，至少部分空腔之间通过气体通道连通；下层基板上还设有气体接口，且至少部分所述空腔通过气体通道与所述气体接口连通；中间层薄膜夹设于上层基板与下层基板之间，上层基板与中间层薄膜之间围成多个互不连通的液体通道，下层基板与中间层薄膜之间围成连通的气体通道。本发明的微型孔板，可以实现孔与孔之间液体的程序化、自动化流动，从而实现自动化的生化分析。
Description
技术领域
本发明涉及生化检测技术领域，具体涉及一种微型孔板。
背景技术
96孔板现今是生物医学实验室的一种通用平台，主要用于生化分析，譬如免疫分析。96板目前主要有两个缺点：(1)每个孔的体积较大，因此样品消耗量就比较大；(2)孔的换液操作需要依赖人工或者大型自动化操作仪器，不方便也比较昂贵。
针对这两个缺点，我们试图将96孔板的孔缩小，同时将生化分析所有需要用到的试液均预装在96孔板的孔中，然后孔与孔相互联通，通过压力控制孔与孔之间的液体的流动，从而实现自动化的免疫分析。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种微型孔板，该微型孔板可以实现孔与孔之间液体的程序化、自动化流动，从而实现自动化的生化分析。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微型孔板，包括上层基板、下层基板和中间层薄膜；所述上层基板上设有多个微孔，至少部分微孔之间通过流道连接，且所述流道中设有至少一个断点；
所述下层基板上设有与所述断点一一对应的空腔，至少部分空腔之间通过气体通道连通；所述下层基板上还设有用于连接外部气压控制器的气体接口，且至少部分所述空腔通过气体通道与所述气体接口连通；
所述中间层薄膜夹设于上层基板与下层基板之间，所述上层基板与中间层薄膜之间围成多个互不连通的液体通道，所述下层基板与中间层薄膜之间围成连通的气体通道；
通过所述气压控制器控制空腔内的压力，使所述中间层薄膜与断点分离或接触，从而使多个所述液体通道相互连通或者断开，实现液体在多个微孔之间相互流通。
进一步地，所述上层基板、中间层薄膜和下层基板之间通过螺栓螺母、锁紧结构、自锁结构、外壳、胶水或胶带固定。
进一步地，所述中间层薄膜、上层基板和下层基板的材料为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基苯烯酸酯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚苯醚、聚氨基甲酸乙酯、聚亚苯基硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物、聚丙烯或聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述微孔通过一连通孔与所述流道连通。
进一步地，所述微孔、断点和气体接口的数目为1～10000个。
进一步地，所述断点与上层基板、气体接口与下层基板一体成型。
进一步地，所述微孔的体积为1～1000微升。
进一步地，所述微型孔板还包括粘性薄膜，所述粘性薄膜贴覆于上层基板的表面。所述粘性薄膜使得上层基板上的微孔形成密封结构，用于储存试剂。进一步地，所述粘性薄膜为防水透气膜、多孔膜或者密闭膜。
进一步地，所述微型孔板还包括气压芯片，所述气压芯片用于控制外部气压控制器的气压。
本发明的微型孔板，上层基板、中间层薄膜、下层基板组装完毕后，通过气体接口接入外部气压控制器，微孔中装入试剂，贴上粘性薄膜密封即可。
本发明中，所述微型孔板的液体通道、空腔与断点形成微阀，通过所述微阀来控制液体通道中的液体流动状态。微阀的开合状态由空腔的压力控制，当压力为负压时，微阀开启；当压力为正压时，微阀关闭。进一步地，所述微型孔板正压或者负压的压力范围在-10000KPa到10000KPa之间。
本发明中，外部气压控制器可以控制气体压力的大小，实现正压和负压的瞬间切换。当外部气压控制器输出为负压时，通过气体通道与气体接口相接的空腔为负压，吸引中间层薄膜向下运动，此时，中间层薄膜与断点分离，中间层薄膜与下层基板之间为负压，液体吸入，压力平衡，断点两侧液体通道连通，此时，微阀状态为开启状态。同理，当外部气压控制器输出为正压时微阀状态为关闭状态。
本发明中，每三个以及三个以上的微阀可以组成一个微泵；以下以“前阀”、“中阀”、“后阀”描述微泵的工作原理：当前阀通入负压时，前阀打开；这时，中阀通入负压，中阀中的负压将液体吸入，前阀通入正压，前阀关闭；后阀通入负压，后阀打开，这时，中阀通入正压，正压将液体挤出，这样液体就可以从前阀移动到后阀。
本发明的有益效果：
1.本发明的微型孔板，通过外部气压控制器控制空腔内的压力，使中间层薄膜与断点分离或接触，从而使多个液体通道相互连通或者断开，实现了液体在多个微孔之间相互流通。
2.本发明的微型孔板，通过程序化控制微型孔板上的多个微泵和微阀，就可以实现孔与孔之间液体程序化和自动化的传输，从而实现自动化生化分析。
附图说明
图1是本发明一实施例的微型孔板的结构示意图；
图2是本发明另一实施例的微型孔板的结构示意图；
图3是微型孔板上微阀的截面示意图(微阀关闭状态)；
图4是微型孔板上微阀的截面示意图(微阀开启状态)；
图5是微型孔板上微泵的工作流程；
图中标号说明：100、上层基板；110、微孔；120、连通孔；130、液体通道；140、断点；200、下层基板；210、气体接口；220、气体通道；230、空腔；300、中间层薄膜；
A到G是阀门开关顺序；H是微泵的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
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。
下述实施例中，微型孔板制作技术和使用方法均为生化分析领域的常规技术和方法。
以下实施例中，术语“横向”、“纵向”、“左侧”等仅相对于附图1-2中的方位所说，并不代表绝对方位。
实施例1
本实施例提供了一种微型孔板，包括上层基板100、下层基板200和中间层薄膜300。
参照图1，3-4所示，上层基板100上设有按5×3矩阵式排列的多个微孔110，每个微孔110的孔底均设有一连通孔120，横向相邻的两连通孔120之间通过流道连接，且所述流道中设有至少一个断点140。本实施例中，横向的两流道中各设有1和3个断点140。该断点140起到了阻断液体流动的功能。
下层基板200上设有与所述断点140一一对应的空腔230，从而所述空腔230形成了5×4的矩阵式排列。纵向排列的4列空腔230中，每列空腔230均设有一气体接口210，该气体接口210通过气体通道220与其中最外侧的一空腔230连通。所述气体接口210用于连接外部的气压控制器。
中间层薄膜300夹设于上层基板100与下层基板200之间，其中上层基板100与中间层薄膜300之间围成多个互不连通的液体通道130，下层基板200与中间层薄膜300之间围成连通的气体通道220。在上层基板100和下层基板200施加作用力的条件下，中间层薄膜300能够与上层基板100与下层基板200紧密贴合，不漏气、不漏水。
实施例2
图2示出了本发明另一实施例的微型孔板的结构示意图，该实施例中，上层基板100上设有按3×4矩阵式排列的多个微孔110，每个微孔110的孔底均设有一连通孔120，横向相邻的两连通孔120之间通过流道连接，且最左侧的一列竖向相邻的两连通孔120之间通过流道连接。每个流道中均设有三个断点。
下层基板200上设有与断点140一一对应的空腔230，纵向排列的9列空腔230中，每列空腔230均设有一气体接口210，该气体接口210通过气体通道220与其中最外侧的一空腔230连通。最左侧的一列空腔230中，每个空腔230均通过气体通道220与一气体接口210连通。
本发明中，微型孔板的液体通道130、空腔230与断点140形成“微阀”，通过微阀即可控制液体通道130中的液体流动状态。微阀的开合状态由空腔230的压力控制，当压力为负压时，微阀开启；当压力为正压时，微阀关闭。进一步地，所述微型孔板正压或者负压的压力范围在-10000KPa到10000KPa之间。
本发明中，外部的气压控制器可以控制气体压力的大小，实现正压和负压的瞬间切换。当外部气压控制器输出为负压时，通过气体通道220与气体接口210相接的空腔230为负压，吸引中间层薄膜300向下运动，此时，中间层薄膜300与断点140分离，中间层薄膜300与下层基板200之间为负压，液体吸入，压力平衡，断点140两侧液体通道130连通，此时，微阀状态为开启状态。同理，当外部气压控制器输出为正压时微阀状态为关闭状态。
参见图3-5，本实施例中，每三个以及三个以上的微阀可以组成一个微泵；以下以“前阀”、“中阀”、“后阀”描述微泵的工作原理：当前阀通入负压时，前阀打开；这时，中阀通入负压，中阀中的负压将液体吸入，前阀通入正压，前阀关闭；后阀通入负压，后阀打开，这时，中阀通入正压，正压将液体挤出，这样液体就可以从前阀移动到后阀。
本发明中，上层基板100、中间层薄膜300和下层基板200之间可通过螺栓螺母、锁紧结构、自锁结构、外壳、胶水或胶带等方式固定。
本发明中，中间层薄膜300、上层基板100和下层基板200的材料可为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基苯烯酸酯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚苯醚、聚氨基甲酸乙酯、聚亚苯基硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物、聚丙烯或聚二甲基硅氧烷。
本发明中，所述微孔110、断点140和气体接口210的数目可为1～10000个，微孔110的体积可为1～1000微升，断点140与上层基板100、气体接口210与下层基板200一体成型。。
本发明中，微型孔板还包括粘性薄膜(图未示)，所述粘性薄膜贴覆于上层基板100的表面。所述粘性薄膜使得上层基板100上的微孔110形成密封结构，用于储存试剂。进一步地，所述粘性薄膜为防水透气膜、多孔膜或者密闭膜。
本发明的微型孔板使用时，将上层基板100、中间层薄膜300、下层基板200组装完毕后，通过气体接口210接入外部气压控制器，微孔110中装入试剂，贴上粘性薄膜密封即可。
本发明的微型孔板，通过程序化控制微型孔板上的多个微泵和微阀，就可以实现孔与孔之间液体程序化和自动化的传输，从而实现自动化生化分析。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种微型孔板，其特征在于，包括上层基板、下层基板和中间层薄膜；所述上层基板上设有多个微孔，至少部分微孔之间通过流道连接，且所述流道中设有至少一个断点；
所述下层基板上设有与所述断点一一对应的空腔，至少部分空腔之间通过气体通道连通；所述下层基板上还设有用于连接外部气压控制器的气体接口，且至少部分所述空腔通过气体通道与所述气体接口连通；
所述中间层薄膜夹设于上层基板与下层基板之间，所述上层基板与中间层薄膜之间围成多个互不连通的液体通道，所述下层基板与中间层薄膜之间围成连通的气体通道；
通过外部气压控制器控制空腔内的压力，使所述中间层薄膜与断点分离或接触，从而使多个所述液体通道相互连通或者断开，实现液体在多个微孔之间相互流通。
2.如权利要求1所述的微型孔板，其特征在于，所述上层基板、中间层薄膜和下层基板之间通过螺栓螺母、锁紧结构、自锁结构、外壳、胶水或胶带固定。
3.如权利要求1所述的微型孔板，其特征在于，所述中间层薄膜、上层基板和下层基板的材料为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基苯烯酸酯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚苯醚、聚氨基甲酸乙酯、聚亚苯基硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物、聚丙烯和聚二甲基硅氧烷中的一种。
4.如权利要求1所述的微型孔板，其特征在于，所述微孔通过一连通孔与所述流道连通。
5.如权利要求1所述的微型孔板，其特征在于，所述微孔、断点和气体接口的数目为1～10000个。
6.如权利要求1所述的微型孔板，其特征在于，所述断点与上层基板、气体接口与下层基板一体成型。
7.如权利要求1所述的微型孔板，其特征在于，所述微孔的体积为1～1000微升。
8.如权利要求1所述的微型孔板，其特征在于，所述微型孔板还包括粘性薄膜，所述粘性薄膜贴覆于上层基板的表面。
9.如权利要求8所述的微型孔板，其特征在于，所述粘性薄膜为防水透气膜、多孔膜或者密闭膜。
10.如权利要求1所述的微型孔板，其特征在于，所述微型孔板还包括气压芯片，所述气压芯片用于控制外部气压控制器的气体压力。
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