CN111423969B - 集成式微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种集成式微流控芯片，该集成式微流控芯片包括芯片本体和筛选芯片，芯片本体具有样品腔、废液腔、连接微流通道、进液微流通道、第一微流通道、第二微流通道和第三微流通道；进液微流通道与样品腔连通，第一微流通道的进液端与样品腔连通，其出液端经连接微流通道与第二微流通道、第三微流通道的进液端分别连通；第二微流通道的出液端与废液腔连通，第三微流通道的出液端与样品腔连通；筛选芯片设置于第二微流通道进液端，并且其上表面位于第一微流通道、第二微流通道及第三微流通道的交接处。本申请能够实现生物样本中多种混合细胞的分选、分离，分选后的细胞能够用于细胞计数、细胞培养、细胞免疫及细胞周期状态、观测等后续实验。

Description

集成式微流控芯片

技术领域

本申请涉及微流控芯片技术领域，具体涉及一种集成式微流控芯片。

技术背景

微流控芯片实验室，通常指的是在一块几平方厘米的芯片上构建的化学或者生物的实验室，由微流道形成网络，将生物学、化学等分选生物样本的实验的基本操作集成到一块芯片上，芯片的内部结构中设置有微米甚至纳米的规格结构可控流体贯穿整个系统，由于其相应速度快、样本消耗低、高通量和便于携带的优势。得到了广泛的应用。很多此类的芯片实验室被应用到环境监测、食品检查、药物筛选、疾病诊断等领域。

对生物样本中的稀有细胞(含量低于100个/ml的细胞)进行高效率、高纯度的富集和分选，是目前肿瘤精准治疗，产前无创检测，疾病用药指导等领域的研究热点。但是，要实现对这些稀少细胞的分选的难度很大，稀有细胞的分离原理主要有物理分选和免疫亲合法两种类，通常情况下对两种方法联合使用可以起到较好的分选目的。

由于细胞在大小，形态，刚性，透光度等方面都会有所差别，常规的分选先用物理方法可以对细胞进行初步分离，现有的微流控芯片利用细胞自身大小结合不同的流道设计，在螺旋形加速运动通道中进行分离，或者利用带有特殊孔径的过滤膜，比如聚甲基硅烷(PDMS),对大粒径的细胞进行截留等。但是，这种分选方法对临床而言，分离之后的细胞纯度不高，后期处理复杂，下游应用受限等等缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本申请的主要目的在于提供一种能够对细胞进行有效地分选、分离的集成式微流控芯片。

为了实现上述目的，本申请具体采用以下技术方案：

本申请提供了一种集成式微流控芯片，该微流控芯片包括芯片本体和筛选芯片，所述芯片本体具有：

样品腔；

废液腔；

连接微流通道；

进液微流通道，所述进液微流通道的出液端与所述样品腔连通；

第一微流通道，所述第一微流通道的进液端与所述样品腔连通，所述第一微流通道的出液端与所述连接微流通道连通；

第二微流通道，所述第二微流通道的进液端与所述连接微流通道连通，所述第二微流通道的出液端与所述废液腔连通；

第三微流通道，所述第三微流通道的进液端与所述连接微流通道连通，所述第三微流通道的出液端与所述样品腔连通；

所述筛选芯片设置于第二微流通道进液端，所述筛选芯片的上表面位于所述第一微流通道、第二微流通道及所述第三微流通道的交接处。

优选地，所述芯片本体还包括两个单向流通结构，所述两个单向流通结构设置于所述第一微流通道中，所述芯片本体上设置有气泵接口，所述气泵接口在外接脉冲气压时和所述两个单向流通结构共同作用产生稳定的压力源，用于驱动液体在所述芯片本体内稳定流动。

优选地，所述芯片本体还包括截流结构，所述截流结构设置于所述第二微流通道和/或所述第三微流通道。

优选地，所述芯片本体包括第一膜层组、第二膜层组和中间膜层，所述第一膜层组设置于所述中间膜层的下表面，所述第二膜层组设置于所述中间膜层的上表面；

所述样品腔和所述废液腔分别设置于所述中间膜层，所述进液微流通道设置于所述第二膜层组，所述连接微流通道设置于所述第二膜层组，所述第一微流通道设置于所述第一膜层组、所述第二膜层组和所述中间膜层，所述第二微流通道设置于所述第一膜层组和所述中间膜层，所述第三微流通道设置于所述第一膜层组、所述第二膜层组和所述中间膜层。

优选地，所述第一微流通道包括第一段微流通道、第二段微流通道、第三段微流通道、第四段微流通道、第五段微流通道、第六段微流通道、第七段微流通道、第一微流通孔、第二微流通孔、第三微流通孔和第四微流通孔，所述第一段微流通道、所述第二段微流通道、所述第三段微流通道、所述第四段微流通道、所述第五段微流通道和所述第六段微流通道分别设置于所述第一膜层组，所述第七段微流通道设置于所述第二膜层组，所述第一微流通孔、所述第二微流通孔、所述第三微流通孔和所述第四微流通孔分别设置于所述中间膜层；

所述第一段微流通道的进液端与所述样品腔连通，所述样品腔内的液体由所述第一段微流通道的出液端流出，并依次流经所述第二段微流通道、所述第三段微流通道、所述第一微流通孔、所述第二微流通孔、所述三微流通孔、所述第四段微流通道、所述第五段微流通道、所述第六段微流通道、所述第四微流通孔及所述第七段微流通道流入所述连接微流通道。

优选地，其中一个所述单向流通结构设置于所述第一段微流通道的液体流通路径上，另一个所述单向流通结构设置于所述第四段微流通道的液体流通路径上，所述气泵接口设置于所述第二膜层组、所述中间膜层和所述第一膜层组，并位于所述两个单向流通结构之间。

优选地，所述芯片本体包括第一凸起件和第二凸起件，所述第一凸起件设置于所述中间膜层的下表面并位于所述样品腔的出液端，所述第二凸起件设置于所述中间膜层的下表面并位于所述第三微流通孔的出液端；所述第一膜层组包括第一薄膜层、第二薄膜层、第三薄膜层、第四薄膜层和第五薄膜层；所述第一薄膜层、所述第二薄膜层、所述第三薄膜层、所述第四薄膜层和所述第五薄膜层依次贴设于所述中间膜层的下表面组成所述第一膜层组；

所述第一薄膜层设置有第一通孔和第四通孔，所述第二薄膜层设置有第一条形孔和第二条形孔，所述第三薄膜层设置有第二通孔和第五通孔，所述第四薄膜层设置有第三通孔和第六通孔，所述样品腔的出液端、所述第一通孔、所述第一条形孔、所述第二通孔和所述第三通孔组成其中一个所述单向流通结构，所述第三微流通孔的出液端、所述第四通孔、所述第二条形孔、所述第五通孔和所述第六通孔组成另一个所述单向流通结构。

优选地，所述第二微流通道包括第八段微流通道、第九段微流通道、第十段微流通道和第五微流通孔，所述第八段微流通道、所述第九段微流通道和所述第十段微流通道分别设置于所述第一膜层组，所述第五微流通孔设置于所述中间膜层；所述第三微流通道包括第十一段微流通道、第十二段微流通道、第十三段微流通道、第十四段微流通道、第六微流通孔和第七微流通孔，所述第十一段微流通道、所述第十二段微流通道和所述第十三段微流通道分别设置于所述第一膜层组，所述第十四段微流通道设置于所述第二膜层组，所述第六微流通孔和第七微流通孔分别设置于所述中间膜层；所述第七段微流通道流出的液体依次流经所述连接微流通道、所述第五微流通孔、所述第八段微流通道、所述第九段微流通道及所述第十段微流通道进入所述废液腔；所述第七段微流通道流出的液体还依次流经连接微流通道、所述第六微流通孔、所述第十一段微流通道、所述第十二段微流通道、所述第十三段微流通道、所述第七微流通孔及所述第十四段微流通道进入所述样品腔。

优选地，所述截流结构设置有两个，其中一个所述截流结构设置于所述第八段微流通道的液体流通路径上，另一个所述截流结构设置于所述第十一段微流通道的液体流通路径上。

优选地，所述第一薄膜层还设置有第七通孔和第十三通孔、所述第二薄膜层还设置有第八通孔和第十四通孔、所述第三薄膜层还设置有第九通孔、第十通孔、第十五通孔和第十六通孔，所述第四薄膜层还设置有第十一通孔、第十二通孔、第十七通孔和第十八通孔，所述第五薄膜层还设置有第四十六通孔和第四十七通孔；

所述第七通孔、所述第八通孔、所述第九通孔和所述第十一通孔组成所述第八段微流通道，所述第十三通孔、所述第十四通孔、所述第十五通孔和所述第十七通孔组成所述第十一段微流通道；所述第四十六通孔、所述第十二通孔、所述第十通孔和所述第七通孔组成位于所述第八段微流通道上的截流结构，所述第四十七通孔、所述第十八通孔、第十六通孔和所述第十三通孔组成位于所述第十一段微流通道上的截流结构。

相比于现有技术，本申请的微流控芯片包括芯片本体和筛选芯片，芯片本体具有样品腔、废液腔、连接微流通道、进液微流通道、第一微流通道、第二微流通道和第三微流通道，所述进液微流通道的出液端与所述样品腔连通，所述第一微流通道的进液端与所述样品腔连通，所述第一微流通道的出液端经所述连接微流通道连通与所述第二微流通道、第三微流通道的进液端，所述第二微流通道的出液端与所述废液腔连通，所述第三微流通道的出液端与所述样品腔连通；所述筛选芯片设置于第二微流通道进液端，并且其上表面位于所述第一微流通道、第二微流通道及所述第三微流通道的交接处。本申请能够使生物样本(如血液样品)经进液微流通道流入样品腔内，再通过第一微流通道、连接微流通道、筛选芯片、第二微流通道流到废液腔内，或者通过第一微流通道、连接微流通道、筛选芯片、第三微流通道流回样品腔内，进而实现生物样本中多种混合细胞的有效分选、分离，分选后的细胞能够用于细胞计数、细胞培养、细胞免疫及细胞周期状态、观测等后续实验。

附图说明

图1为本申请实施例的集成式微流控芯片的立体图。

图2为本申请实施例的另一视角的集成式微流控芯片的立体图。

图3为本申请实施例的集成式微流控芯片的正视图。

图4为本申请实施例的集成式微流控芯片的立体分解图。

图5为本申请实施例的第一膜层组的立体分解图。

图6为本申请实施例的中间膜层的立体分解图。

图7为本申请实施例的第二膜层组的立体分解图。

图8为本申请实施例的带有液体流向的集成式微流控芯片的立体分解图。

附图标识：

1、芯片本体；10、样品腔；11、废液腔；12、进液微流通道；13、第一微流通道；131、第一段微流通道；132、第二段微流通道；133、第三段微流通道；134、第四段微流通道；135、第五段微流通道；136、第六段微流通道；137、第七段微流通道；14、第二微流通道；141、第八段微流通道；142、第九段微流通道；143、第十段微流通道；15、第三微流通道；151、第十一段微流通道；152、第十二段微流通道；153、第十三段微流通道；154、第十四段微流通道；16、连接微流通道；17、气泵接口；18、废液腔气体通道；19、样品腔气体通道；20、中间膜层；201、第一微流通孔；202、第二微流通孔；203、第三微流通孔；204、第四微流通孔；205、第五微流通孔；206、第六微流通孔；207、第七微流通孔；208、进气通孔；21、第一膜层组；211、第一薄膜层；211a、第一通孔；211b、第四通孔；211c、第七通孔；211d、第十三通孔；211e、第十九通孔；211f、第二十二通孔；211g、第三十通孔；211h、第三十三通孔；211i、第三十六通孔；212、第二薄膜层；212a、第一条形孔；212b、第二条形孔；212c、第八通孔；212d、第十四通孔；212e、第二十通孔；212f、第二十三通孔；212g、第三十一通孔；212h、第三十四通孔；213、第三薄膜层；213a、第二通孔；213b、第五通孔；213c、第九通孔；213d、第十通孔；213e、第十五通孔；213f、第十六通孔；213g、第二十一通孔；213h、第二十四通孔；213i、第三十二通孔；213j、第三十五通孔；213k、第三十七通孔；214、第四薄膜层；214a、第三通孔；214b、第六通孔；214c、第十一通孔；214d、第十二通孔；214e、第十七通孔；214f、第十八通孔；215、第五薄膜层；215a、第四十六通孔；215b、第四十七通孔；22、第二膜层组；221、第六薄膜层；221a、第二十五通孔；221b、第二十八通孔；221c、第三十八通孔；221d、第四十二通孔；221e、第一通气孔；221f、第二通气孔；222、第七薄膜层；222a、第二十六通孔；222b、第二十九通孔；222c、第三十九通孔；222d、第四十三通孔；222e、第三通气孔；222f、第四通气孔；223、第八薄膜层；223a、第二十七通孔；223b、第四十通孔；223c、第四十四通孔；223d、第五通气孔；223e、第六通气孔；224、第九薄膜层；224a、第四十一通孔；224b、第四十五通孔；224c、第七通气孔；224d、第八通气孔；225、第十薄膜层；23、第一凸起件；24、第二凸起件；200、筛选芯片；300、双面胶层。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

请同时参考图1至图3所示，本申请的实施例公开了一种集成式微流控芯片，该集成式微流控芯片包括芯片本体1和筛选芯片200，芯片本体1具有样品腔10、废液腔11、进液微流通道12、第一微流通道13、第二微流通道14、第三微流通道15和连接微流通道16。进液微流通道12的进液端用于供样品液流入，进液微流通道12的出液端与样品腔10连通，第一微流通道13的进液端与样品腔10连通，第一微流通道13的出液端与连接微流通道16连通，第二微流通道14的进液端和第三微流通道15的进液端分别与连接微流通道16连通，第二微流通道14的出液端与废液腔11连通，第三微流通道15的出液端与样品腔10连通，筛选芯片200设置于第二微流通道14的进液端，并且筛选芯片200的上表面位于第一微流通道13、第二微流通道14及第三微流通道15的交接处。

在进行生物样本的细胞筛选时，通过进液微流通道12使样品液体生物样本流入样品腔10内，再通过第一微流通道13使样品腔10内的生物样本经筛选芯片200流入第二微流通道14和/或第三微流通道15，使生物样本中的部分细胞停留于筛选芯片200的表面上，进而能够对停留于筛选芯片200表面上的细胞进行观测。在生物样本流入第二微流通道14时，经第二微流通道14流入废液腔11内。在生物样本流入第三微流通道15时，第三微流通道15中的生物样本直接流入样品腔10内，进而方便将生物样本由样品腔10内取出，以能够实现对生物样本中多种混合细胞的有效分选、分离。

为了能够驱动生物样本稳定地向前流动，芯片本体1内还具有气泵接口17和单向流通结构，单向流通结构设置有两个，两个单向流通结构均设置于第一微流通道13的液体流通路径上，气泵接口17位于两个单向流通结构之间，该气泵接口17在外接脉冲气压时和两个单向流通结构共同作用产生稳定的压力源，用于以驱动液体在芯片本体1内流动。具体地，在向气泵接口17施加正压时，生物样本流过其中一个单向流通结构，另一个单向流通结构没有生物样本流过，在向气泵接口17内施加负压时，则之前有生物样本流过的单向流通结构此时没有生物样本流过，之前没有生物样本流过的单向流通结构此时有生物样本流过，本实施例通过单向流通结构及向气泵接口17内施加正负脉冲气压，使生物样本能够在芯片本体内稳定的向前流动。

同时，为了能够选择使生物样本流过第二微流通道14或流过第三微流通道15，该芯片本体1还具有截流结构，截流结构设置有两个，其中一个截流结构设置于第二微流通道14，另一个截流结构设置于第三微流通道15，通过控制位于第二微流通道14上截流结构的开启或关闭，能够控制第二微流通道14的打开或关闭，而通过控制位于第三微流通道15上截流结构的打开或关闭，能够控制第三微流通道15的打开或关闭。

具体地，芯片本体1包括中间膜层20、第一膜层组21和第二膜层组22，第一膜层组21设置于中间膜层20的下表面，第二膜层组22设置于中间膜层20的上表面。第一微流通道13包括第一段微流通道131、第二段微流通道132、第三段微流通道133、第四段微流通道134、第五段微流通道135、第六段微流通道136、第七段微流通道137、第一微流通孔201、第二微流通孔202、第三微流通孔203和第四微流通孔204，第二微流通道14包括第八段微流通道141、第九段微流通道142、第十段微流通道143和第五微流通孔205，第三微流通道15包括第十一段微流通道151、第十二段微流通道152、第十三段微流通道153、第十四段微流通道154、第六微流通孔206和第七微流通孔207。样品腔10、废液腔11、第一微流通孔201、第二微流通孔202、第三微流通孔203、第四微流通孔204第五微流通孔205、第六微流通孔206和第七微流通孔207分别开设于中间膜层20，并且中间膜层20还开设有进气通孔208。进液微流通道12设置于第二膜层组22；第一段微流通道131、第二段微流通道132、第三段微流通道133、第四段微流通道134、第五段微流通道135、第六段微流通道136、第八段微流通道141、第九段微流通道142、第十段微流通道143、第十一段微流通道151，第十二段微流通道152和第十三段微流通道153分别开设于第一膜层组21，第七段微流通道137、第十四段微流通道154和连接微流通道16分别开设于第二膜层组22，气泵接口17设置于第二膜层组22、中间膜层20及第一膜层组21。

进液微流通道12的出液端与样品腔10的进液端连通，第一段微流通道131的进液端与样品腔10的出液端连通，第一段微流通道131的出液端与第二段微流通道132的进液端连通，第二段微流通道132的出液端与第三段微流通道133的进液端连通，第三段微流通道133的出液端与第一微流通孔201的进液端连通，第一微流通孔201的出液端与第二微流通孔202的进液端连通，第二微流通孔202的出液端与第三微流通孔203的进液端连通，第三微流通孔203的出液端与第四段微流通道134的进液端连通，第四段微流通道134的出液端与第五段微流通道135的进液端连通，第五段微流通道135的出液端与第六微流通孔206的进液端连通，第六微流通孔206的出液端与第七段微流通道137的进液端连通，第七段微流通道137的出液端与连接微流通道16连通。第五微流通孔205的进液端与连接微流通道16连通，第五微流通孔205的出液端与第八段微流通道141的进液端连通，第八段微流通道141的出液端与第九段微流通道142的进液端连通，第九段微流通道142的出液端与第十段微流通道143的进液端连通，第十段微流通道143的出液端与废液腔11连通。第六微流通孔206的进液端与连接微流通道16连通，第六微流通孔206的出液端与第十一段微流通道151的进液端连通，第十一段微流通道151的出液端与第十二段微流通道152的进液端连通，第十二段微流通道152的出液端与第十三段微流通道153的进液端连通，第十三段微流通道153的出液端与第七微流通孔207的进液端连通，第七微流通孔207的出液端与第十四段微流通道154的进液端连通，第十四段微流通道154的出液端与样品腔10连通。筛选芯片200通过双面胶层300粘接于第五微流通孔205的进液端，其中一个单向流通结构设置于第一段微流通道131，另一个单向流通结构设置于第四段微流通道134，其中一个截流结构设置于第八段微流通道141，另一个截流结构设置于第十一段微流通道151。

请同时参阅图4至图7所示，第一膜层组21包括第一薄膜层211、第二薄膜层212、第三薄膜层213、第四薄膜层214和第五薄膜层215，第二膜层组22包括第六薄膜层221、第七薄膜层222、第八薄膜层223、第九薄膜层224和第十薄膜层225。第一薄膜层211、第二薄膜层212、第三薄膜层213、第四薄膜层214和第五薄膜层215由上至下依次贴设于中间膜层20的下表面，组成第一膜层组21。第六薄膜层221、第七薄膜层222、第八薄膜层223、第九薄膜层224和第十薄膜层225由下至上依次贴设于中间膜层20的上表面，组成第二膜层组22。

具体地，芯片本体1还包括第一凸起件23、第二凸起件24。第一凸起件23设置于中间膜层20的下表面，并位于样品腔10的出液端，第一凸起件23的厚度小于第一薄膜层211的厚度。第二凸起件24设置于中间膜层20的下表面，并位于第三微流通孔203的出液端，第二凸起件24的厚度小于第一薄膜层211的厚度。第一薄膜层211开设有第一通孔211a、第四通孔211b、第七通孔211c、第十三通孔211d、第十九通孔211e、第二十二通孔211f、第三十通孔211g、第三十三通孔211h和第三十六通孔211i。第二薄膜层212开设有第一条形孔212a、第二条形孔212b、第八通孔212c、第十四通孔212d、第二十通孔212e、第二十三通孔212f、第三十一通孔212g和第三十四通孔212h。第三薄膜层213开设有第二通孔213a、第五通孔213b、第九通孔213c、第十通孔213d、第十五通孔213e、第十六通孔213f、第二十一通孔213g、第二十四通孔213h、第三十二通孔213i、第三十五通孔213j和第三十七通孔213k。第四薄膜层214开设有第三通孔214a、第六通孔214b、第十一通孔214c、第十二通孔214d、第十七通孔214e和第十八通孔214f。第五薄膜层215开设有第四十六通孔215a和第四十七通孔215b。第六薄膜层221开设有第二十五通孔221a、第二十八通孔221b、第三十八通孔221c和第四十二通孔221d。第七薄膜层222开设有第二十六通孔222a、第二十九通孔222b、第三十九通孔222c和第四十三通孔222d。第八薄膜层223开设有第二十七通孔223a、第四十通孔223b和第四十四通孔223c。第九薄膜层224开设有第四十一通孔224a和第四十五通孔224b。

第一通孔211a、第一条形孔212a和第二通孔213a组成第一段微流通道131，第三通孔214a组成第二段微流通道132，第十九通孔211e、第二十通孔212e和第二十一通孔213g组成第三段微流通道133，第四通孔211b、第二条形孔212b和第五通孔213b组成第四段微流通道134，第六通孔214b组成第五段微流通道135，第二十二通孔211f、第二十三通孔212f和第二十四通孔213h组成第六段微流通道136，第二十五通孔221a和第二十六通孔222a组成第七段微流通道137。第二十七通孔223a、第二十九通孔222b和第第二十八通孔221b组成连接微流通道16。第七通孔211c、第八通孔212c和第九通孔213c组成第八段微流通道141，第十一通孔214c组成第九段微流通道142，第三十通孔211g、第三十一通孔212g和第三十二通孔213i组成第十段微流通道143。第十三通孔211d、第十四薄膜层212d和第十五通孔213e组成第十一段微流通道151，第十七通孔214e组成第十二段微流通道152，第三十三通孔211h、第三十四通孔212h和第三十五通孔213j组成第十三段微流通道153，第四十二通孔221d组成第十四段微流通道154。样品腔10的出液端、第一通孔211a、第一条形孔212a、第二通孔213a和第三通孔214a组成位于第一段微流通道131上的单向流通结构，第三微流通孔203的出液端、第四通孔211b、第二条形孔212b、第五通孔213b和第六通孔214b组成位于第四段微流通道134上单向流通结构。第七通孔211c、第十通孔213d、第十二通孔214d和第四十六通孔215a组成位于第八段微流通道141上的截流结构，第十三通孔211d、第十六通孔213f、第十八通孔214f和第四十七通孔215b组成位于第十一段微流通道151上的截流结构。第四十二通孔221d、第四十三通孔222d、第四十四通孔223c和四十五通孔224b组成进液微流通道12。第三十六通孔211i、进气通孔208、第三十八通孔221c、第三十九通孔222c、第四十通孔223b和第四十一通孔224a组成气泵接口17。第三十七通孔213k的位置与气泵接口17的位置对应设置。

在本实施例中，中间膜层20为高透明度有机玻璃层。第一薄膜层211包括塑料薄膜层和两个双面胶薄膜层，其中，两个双面胶薄膜层分别设置于塑料薄膜层的上表面和下表面。第二薄膜层212为弹性塑料薄膜层。第三薄膜层213包括塑料薄膜层和一个双面胶薄膜层，其中，双面胶薄膜层设置于塑料薄膜层的上表面。第四薄膜层214包括塑料薄膜层和两个双面胶薄膜层，其中，两个双面胶薄膜层分别设置于塑料薄膜层的上表面和下表面。第五薄膜层215为透明玻璃层。第六薄膜层221为双面胶薄膜层。第七薄膜层222为塑料薄膜层。第八薄膜层223包括塑料薄膜层和两个双面胶薄膜层，其中，两个双面胶薄膜层分别设置于塑料薄膜层的上表面和下表面。第九薄膜层224为塑料薄膜层。第十薄膜层225包括塑料薄膜层和双面胶薄膜层，其中，双面胶薄膜层设置于塑料薄膜层的下表面。

请参阅图8所示，在使用本实施例所描述的微流控芯片对生物样本进行细胞筛查或检测时，将第十薄膜层225撕下，使生物样本由第四十五通孔224b流入进液微流通道12内，并经进液微流通道12流入样品腔10内。通过气泵向气泵接口17内施加负压，使样品腔10内的生物样本流过位于第一段微流通道131上的单向流通结构进入第二段微流通道132及第三微流通道133，再通过气泵向气泵接口17内施加正压，使第三段微流通道133内的生物样本流入第一微流通孔201、第二微流通孔202及第三段微流通孔203，并流过位于第四段微流通道134上的单向流通结构。此时，若设备上的推杆机构没有向上推，则第四段微流通道134内生物样本依次流经第五段微流通道135、第六段微流通道136、第四微流通孔204、第七段微流通道137、连接微流通道16、第五微流通孔205、第八段微流通道141、第九段微流通道142及第十段微流通道143流入废液腔11内，或者，第四段微流通道134内的生物样本依次流经第五段微流通道135、第六段微流通道136第四微流通孔204、第七段微流通道137、连接微流通道16、第六微流通孔206、第十一段微流通道151、第十二段微流通道152、第十三段微流通道153、第七微流通孔207及第十四段微流通道154流入样品腔10内。若将设备的推杆机构中的第一推杆向上推，使第一推杆依次穿入第四十六通孔215a、第十二通孔214d和第十通孔213d，并将第二薄膜层212顶入第七通孔211c内，则第八段微流通道141被阻断，生物样本无法流过。或者，若将设备的推杆机构中的第二推杆向上推，使第二推杆穿入第四十七通孔215b、第十八通孔214f及第十六通孔213f，并将第二薄膜层212顶入第十三通孔211d内，则第十一段微流通道151被阻断，生物样本无法流过。

本申请的实施例通过在第一段微流通道131和第四段微流通道134上分别设置有单向流通结构，结合气泵接口17及气泵的作用，能够驱动生物样本在芯片本体内稳定地向前流动。同时，本申请的实施例通过在第八段微流通道141和第十一段微流通道151上分别设置有截流结构，进而能够通过控制位于第八段微流通道141上截流结构的开启或关闭，控制第二微流通道14的打开或关闭，或者能够通过控制位于第十一段微流通道151上截流结构的打开或关闭，控制第三微流通道15的打开或关闭。

另外，为了使生物样本能够顺利流通，该芯片还设置有废液腔气体通道18和样品腔气体通道19。废液腔气体通道18的一端与大气连通，废液腔气体通道18的另一端与废液腔连通11，样品腔气体通道19的一端与大气连通，样品腔气体通道19的另一端与样品腔10连通。具体地，第六薄膜层221还开设有第一通气孔221e和第二通气孔221f，第七薄膜层222还开设有第三通气孔222e和第四通气孔222f，第八薄膜层223还开设有第第五通气孔223d和第六通气孔223e，第九薄膜层224还开设有第七通气孔224c和第八通气孔224d，第二通气孔221f与第四十二通孔221d连通。第一通气孔221e、第三通气孔222e、第五通气孔223d和第七通气孔224c组成废液腔气体通道18，第二通气孔221f、第四通气孔222f、第六通气孔223e和第八通气孔224d组成样品腔气体通道19。

本申请的多通道串并联的微流设计是利用物理学上的孔径大小结合流道的精准设计，联合分选的方法。提高了分选的效率，保证了分选后的细胞的纯度，实现了相对的大通量筛选，并有效避免了细胞堵塞流道的缺点。从而节省了临床上样本处理的时间，拓展了下游的有效应用。极大的满足临床的需求，并且此机加工件可以一次加工成型，降低了使用上的成本，可以将细胞分选芯片变成常规的实验耗材进行加工使用。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种集成式微流控芯片，其特征在于，包括芯片本体和筛选芯片，所述芯片本体具有：

样品腔；

废液腔；

连接微流通道；

进液微流通道，所述进液微流通道的出液端与所述样品腔连通；

第一微流通道，所述第一微流通道的进液端与所述样品腔连通，所述第一微流通道的出液端与所述连接微流通道连通；

第二微流通道，所述第二微流通道的进液端与所述连接微流通道连通，所述第二微流通道的出液端与所述废液腔连通；

第三微流通道，所述第三微流通道的进液端与所述连接微流通道连通，所述第三微流通道的出液端与所述样品腔连通；

所述筛选芯片设置于第二微流通道进液端，所述筛选芯片的上表面位于所述第一微流通道、第二微流通道及所述第三微流通道的交接处；

其中，所述第一微流通道包括第三微流通孔，所述芯片本体包括中间膜层、第一膜层组、第一凸起件、第二凸起件和两个单向流通结构，所述第一凸起件设置于所述中间膜层的下表面并位于所述样品腔的出液端，所述第二凸起件设置于所述中间膜层的下表面并位于所述第三微流通孔的出液端；所述第一膜层组包括第一薄膜层、第二薄膜层、第三薄膜层、第四薄膜层和第五薄膜层；所述第一薄膜层、所述第二薄膜层、所述第三薄膜层、所述第四薄膜层和所述第五薄膜层依次贴设于所述中间膜层的下表面组成所述第一膜层组；

所述第一薄膜层设置有第一通孔和第四通孔，所述第二薄膜层设置有第一条形孔和第二条形孔，所述第三薄膜层设置有第二通孔和第五通孔，所述第四薄膜层设置有第三通孔和第六通孔，所述样品腔的出液端、所述第一通孔、所述第一条形孔、所述第二通孔和所述第三通孔组成其中一个所述单向流通结构，所述第三微流通孔的出液端、所述第四通孔、所述第二条形孔、所述第五通孔和所述第六通孔组成另一个所述单向流通结构。

2.根据权利要求1所述的集成式微流控芯片，其特征在于，所述两个单向流通结构设置于所述第一微流通道中，所述芯片本体上设置有气泵接口，所述气泵接口在外接脉冲气压时和所述两个单向流通结构共同作用产生稳定的压力源，用于驱动液体在所述芯片本体内稳定流动。

3.根据权利要求2所述的集成式微流控芯片，其特征在于，所述芯片本体还包括截流结构，所述截流结构设置于所述第二微流通道和/或所述第三微流通道。

4.根据权利要求3所述的集成式微流控芯片，其特征在于，所述芯片本体还包括第二膜层组，所述第一膜层组设置于所述中间膜层的下表面，所述第二膜层组设置于所述中间膜层的上表面；

所述样品腔和所述废液腔分别设置于所述中间膜层，所述进液微流通道设置于所述第二膜层组，所述连接微流通道设置于所述第二膜层组，所述第一微流通道设置于所述第一膜层组、所述第二膜层组和所述中间膜层，所述第二微流通道设置于所述第一膜层组和所述中间膜层，所述第三微流通道设置于所述第一膜层组、所述第二膜层组和所述中间膜层。

5.根据权利要求4所述的集成式微流控芯片，其特征在于，所述第一微流通道还包括第一段微流通道、第二段微流通道、第三段微流通道、第四段微流通道、第五段微流通道、第六段微流通道、第七段微流通道、第一微流通孔、第二微流通孔和第四微流通孔，所述第一段微流通道、所述第二段微流通道、所述第三段微流通道、所述第四段微流通道、所述第五段微流通道和所述第六段微流通道分别设置于所述第一膜层组，所述第七段微流通道设置于所述第二膜层组，所述第一微流通孔、所述第二微流通孔、所述第三微流通孔和所述第四微流通孔分别设置于所述中间膜层；

所述第一段微流通道的进液端与所述样品腔连通，所述样品腔内的液体由所述第一段微流通道的出液端流出，并依次流经所述第二段微流通道、所述第三段微流通道、所述第一微流通孔、所述第二微流通孔、所述三微流通孔、所述第四段微流通道、所述第五段微流通道、所述第六段微流通道、所述第四微流通孔及所述第七段微流通道流入所述连接微流通道。

6.根据权利要求5所述的集成式微流控芯片，其特征在于，其中一个所述单向流通结构设置于所述第一段微流通道的液体流通路径上，另一个所述单向流通结构设置于所述第四段微流通道的液体流通路径上，所述气泵接口设置于所述第二膜层组、所述中间膜层和所述第一膜层组，并位于所述两个单向流通结构之间。

7.根据权利要求6所述的集成式微流控芯片，其特征在于，所述第二微流通道包括第八段微流通道、第九段微流通道、第十段微流通道和第五微流通孔，所述第八段微流通道、所述第九段微流通道和所述第十段微流通道分别设置于所述第一膜层组，所述第五微流通孔设置于所述中间膜层；所述第三微流通道包括第十一段微流通道、第十二段微流通道、第十三段微流通道、第十四段微流通道、第六微流通孔和第七微流通孔，所述第十一段微流通道、所述第十二段微流通道和所述第十三段微流通道分别设置于所述第一膜层组，所述第十四段微流通道设置于所述第二膜层组，所述第六微流通孔和第七微流通孔分别设置于所述中间膜层；所述第七段微流通道流出的液体依次流经所述连接微流通道、所述第五微流通孔、所述第八段微流通道、所述第九段微流通道及所述第十段微流通道进入所述废液腔；所述第七段微流通道流出的液体还依次流经连接微流通道、所述第六微流通孔、所述第十一段微流通道、所述第十二段微流通道、所述第十三段微流通道、所述第七微流通孔及所述第十四段微流通道进入所述样品腔。

8.根据权利要求7所述的集成式微流控芯片，其特征在于，所述截流结构设置有两个，其中一个所述截流结构设置于所述第八段微流通道的液体流通路径上，另一个所述截流结构设置于所述第十一段微流通道的液体流通路径上。

9.根据权利要求8所述的集成式微流控芯片，其特征在于，所述第一薄膜层还设置有第七通孔和第十三通孔、所述第二薄膜层还设置有第八通孔和第十四通孔、所述第三薄膜层还设置有第九通孔、第十通孔、第十五通孔和第十六通孔，所述第四薄膜层还设置有第十一通孔、第十二通孔、第十七通孔和第十八通孔，所述第五薄膜层还设置有第四十六通孔和第四十七通孔；

所述第七通孔、所述第八通孔、所述第九通孔和所述第十一通孔组成所述第八段微流通道，所述第十三通孔、所述第十四通孔、所述第十五通孔和所述第十七通孔组成所述第十一段微流通道；所述第四十六通孔、所述第十二通孔、所述第十通孔和所述第七通孔组成位于所述第八段微流通道上的截流结构，所述第四十七通孔、所述第十八通孔、第十六通孔和所述第十三通孔组成位于所述第十一段微流通道上的截流结构。