CN111551706A - 一种一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片及方法，涉及微流控POCT检测技术领域，包括芯片上层组件和芯片下层组件；所述芯片上层组件包括顶部封板、上层腔体、冻干试剂球和第一中层封板；所述芯片下层组件包括第二中层封板、吸水纸、试纸条和下层托盘；然后通过第一和第二中层封板的单面胶或双面胶把芯片上层组件和芯片下层组件粘合在一起，并保证对应孔的液体流动通畅，形成不受粘胶剂影响的多层微流道芯片，提供了一种利用微流控技术、荧光标记技术、免疫反应技术相结合的免疫检测芯片及方法，实现对同一样本多靶标分析物进行高灵敏和高重复性联合检测，提升了检测速率和准确度，可应用于生物医学研究、临床诊断和司法鉴定等领域。

Description

一种一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片及方法

技术领域

本发明涉及微流控POCT检测技术领域，尤其涉及一种一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片及方法。

背景技术

POCT(Pointofcare Testing)，又称为即时检测，或现场快速检测，是指在采样现场进行的、利用便携式分析仪器及配套试剂快速得到检测结果的一种检测方式。就目前市场情况来看，应用最多的还是以免疫层析技术为基础的检测系统，这种检测系统轻巧简单低成本，耗材便宜，所以很受基层医院的青睐。随着国家分级诊疗制度的实施，基层首诊、急慢分治等措施对即时检测提出了更高的要求，特别是对急诊患者的诊断检测项目多，过多的操作会让医生手忙脚乱，而由于病情的需要必须得争分夺秒，于是就出现了更少用血量更便捷一次加样多项联检等迫切需求，节省患者时间，腾出医生双手。参考Abaxis Piccolo生化分析仪所用测试盘的原理结构，本公司开发出了一种一次加样多项目联检的碟式微流控荧光免疫检测芯片。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：制作一种可一次加样多项目联检的精准便捷低成本的微流控检测芯片。

本发明提供的一种一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片，包括

芯片上层组件(1)和芯片下层组件(2)；

所述芯片上层组件(1)包括顶部封板(11)、上层腔体(12)、冻干试剂球(13)和第一中层封板(14)；第一中层封板为厚基材单面胶或贴双面胶的封板，没有胶的一面通过超声波焊接与上层腔体结合在一起，所述单面胶或双面胶的厚度为100-500微米。

所述芯片下层组件(2)包括第二中层封板(21)、吸水纸(22)、试纸条(23)和下层托盘(24)；第二中层封板为厚基材单面胶或贴双面胶的封板，没有胶的一面通过超声波焊接与下层托盘(24)结合在一起；所述单面胶或双面胶的厚度为100-500微米。

然后通过第一中层封板和第二中层封板的单面胶或双面胶把芯片上层组件和芯片下层组件粘合在一起，并保证对应孔的液体流动通畅，形成不受粘胶剂影响的多层微流道芯片。

更进一步的，所述上层腔体(12)与顶部封板(11)组成第一流道；用于样本仓内受离心力的液体的流动通道，用于样本的定量分配；

所述上层腔体(12)与第一中层封板(14)组成第二流道，首先是用于样本定量分配时作为一个阀门阻隔液体在定量过程中流入混匀仓，然后作为液体从定量仓流入混匀仓的虹吸流道；

所述下层托盘(24)和第二中层封板(21)组成第三流道，首先是用于样本通过虹吸管道流入混匀仓与试剂混匀的一个阀门阻隔液体提前流向试纸条，然后用于定量后的样本与试剂冻干球混匀后在毛细作用下流向试纸条进行反应。

更进一步的，所述第一流道是定量流道(123)连接样本仓(122)、定量仓(124)和废液仓(125)。

更进一步的，所述第二流道是定量混匀通道(128)连接定量仓(124)、和混匀仓(129)；所述混匀仓(129)内设置有所述冻干试剂球(13)。

更进一步的，所述第三流道连接混匀仓与试纸条。

更进一步的，所述第三流道与试纸条的连接方式为形成微流道的上下两层盖板在形成微流道的同时中间夹住试纸条伸出的一段样本垫。

本申请还提供了一种一次加样多项目联检的碟式免疫检测方法，包括

加入样本进入样本仓；

放入芯片测试仪，通过测试仪带动芯片高速旋转使得样本液体获得离心力向远离旋转中心的方向流动，进入定量通道分配到各个定量仓和废液仓；

样本分配定量完成后，停止芯片测试仪，定量仓的液体由于定量混匀通道的毛细力作用迅速的灌满定量混匀通道；

测试仪再次带动芯片旋转，通过虹吸力使得定量仓的液体全部流向混匀仓，并溶解内置于混匀仓的冻干试剂球；

通过变换测试仪旋转速度或者让测试仪来回旋转使得试剂与样本得到更好的混匀；

停止转动，通过第三流道的毛细作用液体流动到第三流道末端沁润试纸条样本垫然后在试纸条各部件的毛细力作用下使得混匀仓的液体被全部吸入到试纸条，从而完成反应；

通过测试仪的判读得出结果。

更进一步的，所述废液仓的入口比定量仓的入口小；使得检测芯片低速旋转时样本只能进入定量仓无法进入废液仓，当高速旋转时样本才会进入废液仓。

通过采用以上的技术方案，本发明的有益效果是：通过提供一种利用微流控技术、荧光标记技术、免疫反应技术与流动捕获技术相结合的免疫检测芯片及方法，实现对同一样本多靶标分析物进行高灵敏和高重复性检测，提升了检测速率和准确度，可应用于生物医学研究、临床诊断和司法鉴定等领域。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明芯片的外观示意图；

图2为芯片上层组件与下层组件的结构示意图；

图3为芯片上层组件的结构示意图；

图4为芯片下层组件的结构示意图；

图5为芯片第一流道示意图；

图6为芯片第二流道示意图；

图7为芯片第三流道示意图；

图8为微流道与试纸条衔接的结构示意图；

附图标注如下：

芯片上层组件-1，芯片下层组件-2，试纸条上盖-3，试纸条下盖-4，微流道-5，试纸条样本垫-6，试纸条NC膜-7，PVC底板-8，顶部封板-11，上层腔体-12，冻干试剂球-13，第一中层封板-14，第二中层封板-21，吸水纸-22，试纸条-23，下层托盘-24，样本入口-121，样本仓-122，定量流道-123，定量仓-124，废液仓-125，混匀仓透气通道-126，检测窗口-127，定量混匀通道-128，混匀仓-129，超声焊接线-1210，芯片排气孔-1211，混匀仓出口-241，混匀检测通道-242，超声焊接线-243，试纸条定位槽-244，吸水纸定位槽-245。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明的目的在于制作一种可一次加样多项目联检的精准便捷低成本的微流控检测芯片。

该芯片可检测的项目大于等于一个，具体根据实际需要设置，优选检测项目为9个，具体由芯片上层组件1和芯片下层组件2组成；芯片上层组件1由顶部封板11，上层腔体12，冻干试剂球13，第一中层封板14组成，第一中层封板14为厚基材单面胶或贴双面胶的封板，没有胶的一面通过超声波焊接与上层腔体12结合在一起。芯片下层组件2由第二中层封板21，吸水纸22，试纸条23，下层托盘24组成，第二中层封板21为厚基材单面胶或贴双面胶的封板，没有胶的一面通过超声波焊接与下层托盘24结合在一起。通过第一中层封板14和第二中层封板21的单面胶或双面胶把芯片上层组件1和芯片下层组件2粘合在一起，并保证对应孔的液体流动通畅，形成不受粘胶剂影响的多层微流道芯片。

其中，上层腔体12与顶部封板11组成第一流道，用于样本仓内受离心力的液体的流动通道及用于样本的定量分配。上层腔体12与第一中层封板14组成第二流道，首先是用于样本定量分配时作为一个阀门阻隔液体在定量过程中流入混匀仓，然后作为液体从定量仓流入混匀仓的虹吸流道。下层托盘24和第二中层封板21组成第三流道，首先是用于样本通过虹吸管道流入混匀仓与试剂混匀的一个阀门阻隔液体提前流向试纸条，然后用于定量后的样本与试剂冻干球混匀后在毛细作用下流向试纸条进行反应。所述第一流道、第二流道和第三流道尺寸在几十微米到几百微米之间。其中第一流道是定量流道123，连接样本仓122，定量仓124，废液仓125，混匀仓透气通道126，检测窗口127。第二流道是定量混匀通道128，连接定量仓124和混匀仓129；所述混匀仓129内设置有冻干试剂球13，所述冻干试剂球13大于等一个；还包括超声焊接线1210，芯片排气孔1211。第三流道连接混匀仓129与试纸条23包括混匀仓出口241，混匀检测通道242，超声焊接线243，试纸条定位槽244，吸水纸定位槽245。所述第三流道与试纸条的连接方式为形成微流道的上下两层盖板在形成微流道的同时中间夹住试纸条伸出的一段样本垫，试纸条与微流道的连接如图8所示，试纸条上盖3和试纸条下盖4装配试纸条23的同时组成微流道5，液体由微流道5通过毛细力或其他外力流向试纸条，先与试纸条样本垫6结合，再流向试纸条NC膜7形成检测信号。试纸条样本垫6和试纸条NC膜7贴合在PVC底板8上。

本检测芯片由上下两层组成，上层主要实现功能为样本加注、样本定量、冻干试剂球内置、试剂混匀、废液储存，下层主要实现功能为试纸条和吸水纸的内置、样本的反应和信号的捕获。该芯片对液体的控制主要使用了离心力、虹吸力、毛细力三种控制手段。首先加入样本进入样本仓，然后放入芯片测试仪，通过测试仪带动芯片高速旋转使得样本液体获得离心力向远离旋转中心的方向流动，进入定量通道分配到各个定量仓和废液仓，废液仓的入口比定量仓的入口小得多，使得检测芯片低速旋转时样本只能进入定量仓无法进入废液仓，当高速旋转时样本才会进入废液仓，这样有利于样本先灌满定量仓，最后才进入废液仓。样本分配定量完成后，测试仪停止旋转，定量仓的液体由于定量混匀通道的毛细力作用迅速的灌满定量混匀通道，接下来测试仪再次带动芯片旋转，通过虹吸力使得定量仓的液体全部流向混匀仓，并溶解内置于混匀仓的冻干试剂球，再通过变换测试仪旋转速度或者让测试仪来回旋转使得试剂与样本能够得到更好的混匀，接下来停止转动，由于第三流道和混匀检测通道的毛细力作用，混匀后的液体会灌满混匀检测通道，液体流动到第三流道末端沁润试纸条样本垫，再由于混匀检测通道末端为附图8所示微流道与试纸条的衔接结构使得通道内的液体与试纸条联通，试纸条的毛细力更强大这就使在试纸条各部件的毛细力作用下使得混匀仓的液体被全部吸入到试纸条，从而完成反应，再通过测试仪的判读得出结果。

上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片，其特征在于，包括

芯片上层组件(1)和芯片下层组件(2)；

所述芯片上层组件(1)包括顶部封板(11)、上层腔体(12)、冻干试剂球(13)和第一中层封板(14)；第一中层封板为厚基材单面胶或贴双面胶的封板，没有胶的一面通过超声波焊接与上层腔体结合在一起；

所述芯片下层组件(2)包括第二中层封板(21)、吸水纸(22)、试纸条(23)和下层托盘(24)；第二中层封板为厚基材单面胶或贴双面胶的封板，没有胶的一面通过超声波焊接与下层托盘(24)结合在一起；

然后通过第一中层封板和第二中层封板的单面胶或双面胶把芯片上层组件和芯片下层组件粘合在一起，并保证对应孔的液体流动通畅，形成不受粘胶剂影响的多层微流道芯片。

2.根据权利要求1所述的一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片，其特征在于：

所述上层腔体(12)与顶部封板(11)组成第一流道；用于样本仓内受离心力的液体的流动通道，用于样本的定量分配；

所述上层腔体(12)与第一中层封板(14)组成第二流道，首先是用于样本定量分配时作为一个阀门阻隔液体在定量过程中流入混匀仓，然后作为液体从定量仓流入混匀仓的虹吸流道；

所述下层托盘(24)和第二中层封板(21)组成第三流道，首先是用于样本通过虹吸管道流入混匀仓与试剂混匀的一个阀门阻隔液体提前流向试纸条，然后用于定量后的样本与试剂冻干球混匀后在毛细作用下流向试纸条进行反应。

3.根据权利要求2所述的一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片，其特征在于：

所述第一流道是定量流道(123)连接样本仓(122)、定量仓(124)和废液仓(125)。

4.根据权利要求2所述的一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片，其特征在于：

所述第二流道是定量混匀通道(128)连接定量仓(124)、和混匀仓(129)；所述混匀仓(129)内设置有所述冻干试剂球(13)。

5.根据权利要求2所述的一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片，其特征在于：

所述第三流道连接混匀仓与试纸条。

6.根据权利要求5所述的一次加样多项目联检的碟式免疫检测芯片，其特征在于：所述第三流道与试纸条的连接方式为形成微流道的上下两层盖板在形成微流道的同时中间夹住试纸条伸出的一段样本垫。

7.一种一次加样多项目联检的碟式免疫检测方法，其特征在于：包括

加入样本进入样本仓；

放入芯片测试仪，通过测试仪带动芯片高速旋转使得样本液体获得离心力向远离旋转中心的方向流动，进入定量通道分配到各个定量仓和废液仓；

样本分配定量完成后，停止芯片测试仪，定量仓的液体由于定量混匀通道的毛细力作用迅速的灌满定量混匀通道；

测试仪再次带动芯片旋转，通过虹吸力使得定量仓的液体全部流向混匀仓，并溶解内置于混匀仓的冻干试剂球；

通过变换测试仪旋转速度或者让测试仪来回旋转使得试剂与样本得到更好的混匀；

停止转动，通过第三流道的毛细作用液体流动到第三流道末端沁润试纸条样本垫然后在试纸条各部件的毛细力作用下使得混匀仓的液体被全部吸入到试纸条，从而完成反应；

通过测试仪的判读得出结果。

8.根据权利要求7所述的一次加样多项目联检的碟式免疫检测方法，其特征在于：所述废液仓的入口比定量仓的入口小；使得检测芯片低速旋转时样本只能进入定量仓无法进入废液仓，当高速旋转时样本才会进入废液仓。

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