CN111569966B - 微流控芯片及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微流控芯片及检测系统，涉及微流控领域，用于实现样品过滤及检测。该微流控芯片包括主体、过滤件和第一封装层。主体包括样本腔、容纳槽、以及第一流道。其中，样本腔具有输出待检测样本的第一出口；容纳槽具有顶壁和与顶壁相连的侧壁；顶壁上设置有样本入口，侧壁上设置有样本出口；第一流道连通第一出口与样本入口；过滤件设置于容纳槽中，至少覆盖样本入口；第一封装层至少覆盖容纳槽的过滤件放置口。本发明提供的微流控芯片，不容易出现待检测样本绕过过滤件直接从容纳槽的样本出口输出的现象。

Description

微流控芯片及检测系统

技术领域

本发明涉及微流控领域，尤其涉及一种微流控芯片及检测系统。

背景技术

生化检测是指通过各种生物化学反应或免疫反应对血液或其它体液进行分析，测定体内酶类、糖类、脂类、蛋白等指标的含量，为临床医生提供疾病诊断的重要依据。生化检测作为医院的常规检测，主要通过大型全自动生化分析仪来完成。虽然全自动生化分析仪已经实现了整个检测流程的全集成和完全自动化，但是全自动生化分析仪的价格昂贵，体积庞大，操作复杂，需要专业的检测人员进行操作和日常维护，而且往往在医院里检测时间周期长，无法进行实时、快速的现场及时检测。此外，与全自动生化分析仪配套的生化反应试剂盒也较为昂贵。因此，开发携带方便、操作简单、快速直观的检测装置成为国内外研究的热点之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微流控芯片及检测系统，用于实现样品过滤及检测。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种微流控芯片，该微流控芯片包括主体、过滤件和第一封装层。主体包括样本腔，容纳槽以及第一流道。其中，样本腔用于容纳待检测样本，样本腔具有用于输出待检测样本的第一出口。容纳槽用于容纳过滤件，容纳槽具有顶壁和与顶壁相连的侧壁；顶壁上设置有样本入口，侧壁上设置有样本出口。第一流道连通第一出口与样本入口。过滤件设置于容纳槽中，过滤件至少覆盖样本入口。第一封装层至少覆盖容纳槽的过滤件放置口，过滤件放置口为由侧壁远离顶壁的一端限定的开口。

可选地，容纳槽沿第一方向分为第一区域和第二区域；第一方向平行于容纳槽的顶壁；第二区域在第二方向上的尺寸，自第二区域与第一区域相连的一端至第二区域远离第一区域的一端逐渐减小；第二方向平行于容纳槽的顶壁，且第二方向与第一方向相互垂直；样本入口连通第一区域；样本出口连通第二区域，并且样本出口设置于第二区域远离第一区域的一端。

可选地，第一区域在第二方向上的尺寸，自第一区域与第二区域相连的一端至第一区域远离第二区域的一端逐渐减小。

可选地，第一区域沿第一方向分为第一子区域和第二子区域，第二子区域位于第一子区域与第二区域之间；第一子区域在第二方向上的尺寸，自第一子区域与第二子区域相连的一端至第一子区域远离第二子区域的一端逐渐减小；第二子区域在第二方向上的尺寸，自第二子区域与第二区域相连的一端至第二子区域与第一子区域相连的一端保持不变或者先减小再增大。

可选的，主体还包括置于容纳槽的顶壁上的缓冲槽，缓冲槽具有顶表面和与顶表面相连的侧表面，侧表面远离顶表面的一端限定出样本入口；顶表面上设置有与第一流道连通的样本子入口，样本子入口的开口面积小于样本入口的开口面积。

可选的，样本子入口设置于缓冲槽远离样本出口的区域。

可选的，缓冲槽在参考平面上的正投影位于容纳槽在参考平面上的正投影范围之内，并且缓冲槽在参考平面上的正投影边缘与容纳槽在参考平面上的正投影边缘不重叠；参考平面平行于容纳槽的顶壁。

可选的，主体具有相对的第一表面和第二表面，容纳槽设置于第二表面上；第一流道包括第一流道槽、第二流道槽，第一通孔和第二通孔。第一流道槽设置于第二表面上；第一流道槽的入口与第一出口相连；第二流道槽设置于第一表面上；第一通孔连通第一流道槽的出口与第二流道槽的入口；以及，第二通孔连通第二流道槽的出口与样本子入口；其中，第一封装层除覆盖容纳槽的过滤件放置口以外，还覆盖第一流道槽远离第一表面的开口和第一通孔远离第一表面的开口；微流控芯片还包括第二封装层，第二封装层覆盖第二流道槽远离第二表面的开口、第一通孔远离第二表面的开口和第二通孔远离第二表面的开口。

可选的，第一流道按照以下至少一种方式设置：第一通孔的流通截面面积大于第一流道槽的流通截面面积；或者，第二流道槽的流通截面面积大于第一通孔的流通截面面积；或者，第二通孔的流通截面面积大于第二流道槽的流通截面面积。

可选的，主体还包括至少一个反应槽和第三流道槽。反应槽设置于第二表面上，各反应槽的内壁上设置有进样口和透气口；第三流道槽设置于第二表面上；第三流道槽具有一个入口和至少一个出口，第三流道槽的入口与样本出口相连，第三流道槽的每个出口与一个反应槽的进样口相连。第一封装层还覆盖至少一个反应槽位于第二表面上的开口和第三流道槽位于第二表面上的开口。

可选的，第三流道槽的深度小于容纳槽的深度。

可选的，微流控芯片还包括透气膜，透气膜覆盖反应槽的透气口。

可选的，样本腔还包括第一入口；微流控芯片还包括用于开闭第一入口的压盖，压盖为弹性件，通过按压压盖能够减小样本腔内的容纳空间。

基于上述微流控芯片的技术方案，本发明的第二方面提供了一种检测系统，包括上述任一实施例所述微流控芯片。

可选的，在微流控芯片的主体包括至少一个反应槽的情况下，主体为透明件。检测系统还包括检测光源、图像采集装置，分析装置和显示装置。其中，检测光源用于照射反应槽；图像采集装置用于采集经检测光源照射后的反应槽内部的图像；分析装置与图像采集装置相连，分析装置用于对图像采集装置采集到的图像进行分析以得到检测结果；显示装置与分析装置及图像检测装置相连，显示装置用于显示图像和/或分析装置得到的检测结果。

与现有技术相比，本发明提供的微流控芯片和检测系统具有如下有益效果：

本发明提供的微流控芯片，在过滤待检测样本时，待检测样本由样本腔的第一出口输出，经第一流道流向容纳槽，并通过样本入口进入到容纳槽中。由于过滤件设置在容纳槽中，且过滤件至少覆盖样本入口，因此，待检测样本经过容纳槽顶壁上的样本入口后，可以直接从过滤件的上方流入过滤件中，由过滤件对待检测样本进行过滤，而过滤后的待检测样本则可以由容纳槽侧壁上的样本出口输出。这样设计，不容易出现待检测样本绕过过滤件直接从容纳槽的样本出口输出的现象，进而使得过滤后的待检测样本中不容易存在未过滤的待检测样本。

本发明提供的检测系统所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的微流控芯片所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。

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，构成本发明的一部分，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示出了本发明的一些实施例提供的一种微流控芯片的结构分解示意图；

图2示出了本发明的一些实施例提供的一种主体及第一封装层的透视图；

图3示出了本发明的一些实施例提供的一种主体的底视示意图；

图4示出了本发明的一些实施例提供的一种容纳槽的划分方式示意图；

图5A示出了本发明的一些实施例提供的另一种容纳槽的划分方式示意图；

图5B示出了本发明的一些实施例提供的再一种容纳槽的划分方式示意图；

图6示出了本发明的一些实施例提供的一种主体的剖视结构示意图；

图7示出了本发明的一些实施例提供的一种检测系统的示意框图；

图8示出了本发明的一些实施例提供的另一种检测系统的示意框图。

附图标记：

1-主体， 2-过滤件， 3-第一封装层，

4-第二封装层， 5-透气膜， 6-压盖，

11-样本腔， 111-第一出口， 112-第一入口，

12-容纳槽， 121-顶壁， 122-侧壁，

123-样本入口， 124-样本出口， 125-过滤件放置口，

13-第一流道， 131-第一流道槽， 132-第二流道槽，

133-第一通孔， 134-第二通孔， 14-缓冲槽，

141-顶表面， 142-侧表面， 143-样本子入口，

15反应槽， 151-进样口， 152-透气口，

16-第三流道槽， 161-主流道槽， 162-分支流道槽

31-粘接层， 32-密封层， 1A-第一表面，

1B-第二表面， A-第一区域， B-第二区域，

A1-第一子区域， A2-第二子区域， E-第一方向，

F-第二方向， S-参考平面， 10-微流控芯片，

20-检测光源， 30-图像采集装置， 40-分析装置，

50-显示装置， 100-检测系统。

具体实施方式

为便于理解，下面结合说明书附图，对本发明的实施例提供的微流控芯片进行详细描述。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在描述一些实施例时，可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。例如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如，描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而，术语“耦接”或“通信耦合(communicatively coupled)”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触，但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。

“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义，均包括以下A、B和C的组合：仅A，仅B，仅C，A和B的组合，A和C的组合，B和C的组合，及A、B和C的组合。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

如本文中所使用，根据上下文，术语“如果”任选地被解释为意思是“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定……”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定……时”或“响应于确定……”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。

本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。

另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

本文参照作为理想化示例性附图的剖视图和/或平面图描述了示例性实施方式。在附图中，为了清楚，放大了层和区域的厚度。因此，可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的相对于附图的形状的变动。因此，示例性实施方式不应解释为局限于本文示出的区域的形状，而是包括因例如制造而引起的形状偏差。例如，示为矩形的蚀刻区域通常将具有弯曲的特征。因此，附图中所示的区域本质上是示意性的，且它们的形状并非旨在示出设备的区域的实际形状，并且并非旨在限制示例性实施方式的范围。

微流控芯片指的是在一块几平方厘米的芯片上构建生物或化学分析平台，可以把生物和化学领域中所涉及的样品制备、分离分选、反应、检测等基本操作单元集成到一起，用以实现常规生物或化学实验室的各种功能。由于微流控技术具有进样量小、集成度高、易实现自动化控制和高通量分析的特点，使得在微流控芯片上进行生化检测较常规生化分析更方便、快速、成本低廉。微流控芯片可以由配套仪器自动化完成反应，而且内部反应过程完全可控，减少了对使用人员的技术要求，降低检测的人为误差，可以得到更加准确的检测数据。

基于此，本发明的一些实施例提供了一种微流控芯片10。参见图1，该微流控芯片10至少包括主体1，过滤件2及第一封装层3。

如图2和图3所示，主体1包括样本腔11，容纳槽12以及第一流道13。样本腔11用于容纳待检测样本，并且样本腔11具有用于输出该待检测样本的第一出口111。容纳槽12具有顶壁121和与顶壁121相连的侧壁122，其中顶壁121上设置有样本入口123，侧壁122上设置有样本出口124。而第一流道13连通样本腔11的第一出口111与容纳槽12的样本入口123。

容纳槽12可以容纳例如图1中示出的过滤件2，该过滤件2至少覆盖样本入口123。第一封装层3至少覆盖容纳槽12的过滤件放置口125，过滤件放置口125为由侧壁122远离顶壁121的一端限定的开口，这样可以将过滤件2限制于第一封装层3与容纳槽12之间。

因此，当采用本发明所提供的微流控芯片10过滤待检测样本时，待检测样本由样本腔11的第一出口111输出，经第一流道13流向容纳槽12，并通过样本入口123进入到容纳槽12中。由于过滤件2设置在容纳槽12中，且过滤件2至少覆盖样本入口123，因此，待检测样本经过容纳槽12顶壁121上的样本入口123后，可以直接从过滤件2的上方流入过滤件2中，由过滤件2对待检测样本进行过滤，而过滤后的待检测样本则可以由容纳槽12侧壁122上的样本出口124输出。这样设计，不容易出现待检测样本绕过过滤件2直接从容纳槽12的样本出口124输出的现象，从而有利于改善过滤后的待检测样本中存在有未过滤的待检测样本的问题。

其中，主体1的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，polymethyl methacrylate)、聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、玻璃等透明材料。作为一种可能的设计，本发明所提供的主体1可以是通过注塑形成一体式结构。

作为一种可能的设计，如图1所示，第一封装层3可以包括粘接层31和密封层32，其中粘接层31与微流控芯片10的主体1相接触，密封层32位于粘接层31背离主体1的一侧。粘接层31面向主体的一侧和粘接层31面向密封层32的一侧均具有黏性，因此粘接层31能够将密封层32固定在主体1上，从而实现遮蔽容纳槽12的过滤件放置口125。其中，粘接层31可以采用双面胶。

或者，第一封装层3也可以仅包括密封层32，此时，密封层32可以通过激光焊接的方式固定在主体1上，从而实现遮蔽容纳槽12的过滤件放置口125。

其中，上述密封层32可以是透明盖板，并且上述粘接层31也可以是透明的，例如粘接层31可以为透明双面胶等。

需要说明的是，本发明并不对样本腔11的形状进行限定，只要能够实现对待检测样本的存储和输出即可。作为一些可能的设计，本发明所提供的样本腔11可以为如图2所示的形状；或者，该样本腔11的形状还可以是正方体状，长方体状、球状等。

另外，本发明所提供的过滤件2可以根据待检测样本的类型不同，选用不同的材料，例如，当待检测样本为血液时，过滤件2可以是全血分离膜(又称滤血膜)。

参见图4，在本发明的一些实施例中，容纳槽12沿第一方向E分为第一区域A和第二区域B，第一方向E平行于容纳槽12的顶壁121。第二区域B在第二方向F上的尺寸，自第二区域B与第一区域A相连的一端至第二区域B远离第一区域A的一端逐渐减小。第二方向F平行于容纳槽12的顶壁121，且第二方向F与第一方向E相互垂直。其中，样本入口123连通第一区域A。样本出口124连通第二区域B，并且样本出口124设置于第二区域B远离第一区域A的一端。

本实施例中，利用本发明所提供的微流控芯片10对待检测样本进行过滤时，待检测样本能够由样本腔11经第一流道13通过样本入口123进入到容纳槽12中，从而与设置在容纳槽12中且覆盖样本入口123的过滤件2相接触，在过滤件2中由过滤件2对应样本入口123的位置逐渐向过滤件2对应样本出口124的位置扩散。待检测样本在过滤件2中逐渐扩散的同时，过滤件2会对待检测样本进行过滤，使得流出过滤件2的液体为过滤后的待检测样品。此时，由于第二区域B在第二方向F上的尺寸，自第二区域B与第一区域A相连的一端至第二区域B远离第一区域A的一端逐渐减小，因此，由过滤件2过滤后的待检测样本均会在容纳槽12对应第二区域B的侧壁122的限制下逐渐汇聚至样本出口124处，使得过滤后的待检测样本快速由样本出口124输出。

值得指出的是，当待检测样本经样本入口123进入到容纳槽12时，待检测样本能够与覆盖样本入口123的过滤件2相接触，并在过滤件2中逐渐扩散。然而，在过滤件2对应样本入口123的位置至过滤件2的各个边界均存在扩散过程，同时，由于容纳槽12的样本出口124位于第二区域B远离第一区域A的一端，因此由过滤件2对应样本入口123的位置向过滤件2远离样本出口124的一端扩散的待检测样本，存在难以在后续待检测样本的推动下向过滤件2对应样本出口124的位置处移动的问题，进而造成待检测样本的浪费。

基于此，继续参见图4，在本发明的一些实施例中，第一区域A在第二方向F上的尺寸，自第一区域A与第二区域B相连的一端至第一区域A远离第二区域B的一端逐渐减小。这样设置，可以使尽量少的待检测样本由过滤件2对应样本入口123的位置流向过滤件2远离样本出口的一端，减少了待检测样本的浪费。

而在本发明的另一些实施例中，如图5A和图5B所示，该第一区域A沿第一方向E分为第一子区域A1和第二子区域A2，第二子区域A2位于第一子区域A1与第二区域B之间。第一子区域A1在第二方向F上的尺寸，自第一子区域A1与第二子区域A2相连的一端至第一子区域A1远离第二子区域A2的一端逐渐减小。第二子区域A2在第二方向F上的尺寸，自第二子区域A2与第二区域B相连的一端至第二子区域A2与第一子区域A1相连的一端保持不变或者先减小再增大。

其中，由于第一子区域A1在第二方向F上的尺寸，自第一子区域A1与第二子区域A2相连的一端至第一子区域A1远离第二子区域A2的一端逐渐减小，因此能够尽量少的待检测样本由过滤件2对应样本入口123的位置流向过滤件2对应第一区域A远离第二区域B的一端的位置。

同时，由于第二子区域A2在第二方向F上的尺寸，自第二子区域A2与第二区域B相连的一端至第二子区域A2与第一子区域A1相连的一端保持不变(如图5A所示)或者先减小再增大(如图5B所示)，当待检测样本通过样本入口123进入到容纳槽12中，并进入到容纳槽12中覆盖样本入口123的过滤件2中后，待检测样本不会过多的扩散至第一区域A沿第二方向F的相对两侧，进而能够使更多的待检测样本被挤压至过滤槽12的样本出口124，减少了待检测样本的浪费。

基于上述微流控芯片10，示例性的，过滤件2的形状可以与容纳槽12的形状相适配，即可以设置过滤件2刚好覆盖整个容纳槽12的顶壁121。此时过滤件2的整个侧面均与容纳槽12的侧壁122相抵，这样能够更好的将待检测样本限制在过滤件2中。

又示例性的，该过滤件2在第一方向E上的中间部分在第二方向F上的尺寸小于该容纳槽12在第一方向E上的中间部分在第二方向F上的尺寸。可以理解，该过滤件2的中间部分容纳于该容纳槽12的中间部分中。此时，该过滤件2的中间部分与该容纳槽12的中间部分之间具有间隙，这样更便于将该过滤件2安装于该容纳槽12中。在此基础上，在一些示例中，该过滤件2的中间部分在第二方向F上的尺寸自靠近样本出口124的一端至远离样本出口124的一端可以保持不变或者先减小再增大，由于待检测样本可以被较好的束缚在过滤件2中，因此，通过设置该过滤件2的中间部分在第二方向F上的尺寸自靠近样本出口124的一端至远离样本出口124的一端可以保持不变或者先减小再增大，还可以在待检测样本由容纳槽12的样本入口123流向容纳槽12的样本出口124的过程中，使过滤件2中的待检测样本可以更快地流向样本出口124，从而达到快速过滤的效果。

在一些实施例中，如图2和图3所示，主体1还包括设置于容纳槽12的顶壁121上的缓冲槽14，缓冲槽14具有顶表面141和与顶表面141相连的侧表面142，侧表面142远离顶表面141的一端限定出样本入口123。顶表面141上设置有与第一流道13连通的样本子入口143，样本子入口143的开口面积小于样本入口123的开口面积。

这样，在利用本发明实施例所提供的微流控芯片10对待检测样本过滤时，待检测样本先通过样本腔11的第一出口111流入第一流道13，再由第一流道13流入缓冲槽14中，通过缓冲槽14后经样本入口123进入到容纳槽12中。其中，由于样本子入口143的开口面积小于样本入口123的开口面积，所以待检测样本能够快速经第一流道13由样本子入口143进入缓冲槽14中，再由样本入口123快速进入到容纳槽12中，避免待检测样本因样本入口123过小而堵塞在样本入口123处，实现快速进样和过滤。

同时，通过在容纳槽12顶壁121上设置缓冲槽14，还可以在有气泡进入到缓冲槽14中时，使气泡停留在缓冲槽14的上部。这样气泡不容易与待检测样本一同进入到容纳槽12的过滤件2中，从而不容易从样本出口124输出气泡，进而有利于提高微流控芯片的过滤及检测效果。

作为一种可能的设计，如图3所示，样本子入口143设置于缓冲槽14远离样本出口124的区域。这样使得待检测样本可以先流动至缓冲槽14及过滤件2远离样本出口124一端，从而达到更好的过滤效果。

在本发明的一些实施例，如图3所示，缓冲槽14在参考平面S上的正投影位于容纳槽12在参考平面S上的正投影范围之内，并且缓冲槽14在参考平面S上的正投影边缘与容纳槽12在参考平面S上的正投影边缘不重叠。参考平面S平行于容纳槽12的顶壁。通过这样设置，与缓冲槽14相连的样本入口123在参考平面S上的正投影边缘与容纳槽12在参考平面S上的正投影边缘也不重叠。即，样本入口123与侧壁122并不接触。这样，当待检测样本通过缓冲槽14经样本入口123进入到容纳槽12时，待检测样本不会在过滤件2与侧壁122之间流通，从而可以防止输出未经过过滤的待检测样本。

在本发明的一些实施例中，参见图2和图3，主体1包括相对设置的第一表面1A和第二表面1B，容纳槽12设置于第二表面1B上。

基于此，作为一种可能的设计，如图2和图3所示，第一流道13可以包括第一流道槽131、第二流道槽132、第一通孔133以及第二通孔134。其中，第一流道槽131设置于主体1的第二表面1B上，第一流道槽131的入口与第一出口111相连；第二流道槽132设置于主体1的第一表面1A上；第一通孔133连通第一流道槽131的出口与第二流道槽132的入口；第二通孔134连通第二流道槽132的出口与样本子入口143。

此时，由于第一流道槽131位于主体1的第二表面1B上，为了密封第一流道槽131，第一封装层3除覆盖容纳槽12的过滤件放置口125外，还需要覆盖第一流道槽131远离主体1第一表面上的开口(即第一流道槽131在第二表面1B上的开口)，同理，由于第一通孔133连通第一流道槽131的出口，因此同样需要第一封装层3覆盖第一通孔133远离第一表面1A的开口，以密封第一通孔133。

由于第二流道槽132位于主体1的第一表面1A上，因此为防止待检测样本在第二流道槽132的位置处产生泄露，需要对第二流道槽132进行密封。同时第一通孔133连通第二流道槽132的入口，第二通孔134连通第二流道槽132的出口，第一通孔133和第二通孔134远离主体1第二表面1B的开口同样需要密封。

由此，作为一种可能的设计，参见图1，本发明实施例所提供的微流控芯片10还包括第二封装层4，第二封装层4覆盖第二流道槽132远离第二表面1B的开口、第一通孔133远离第二表面1B的开口和第二通孔134远离第二表面1B的开口。

该第二封装层4的设置方式可以与上述第一封装层3的设置方式相同，此处不再赘述。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，所述第一流道13按照以下至少一种方式设置：第一通孔133的流通截面面积大于第一流道槽131的流通截面面积；或者，第二流道槽132的流通截面面积大于第一通孔133的流通截面面积；或者，第二通孔134的流通截面面积大于第二流道槽132的流通截面面积。

其中，通过设置第一通孔133的流通截面面积大于第一流道槽131的流通截面面积，能够防止待检测样本堵塞在第一流道槽131的出口与第一通孔133的连接处。通过设置第二流道槽132的流通截面面积大于第一通孔133的流通截面面积，能够防止待检测样本堵塞在第二流道槽132的入口与第一通孔133的连接处。通过设置第二通孔134的流通截面面积大于第二流道槽132的流通截面面积，能够防止待检测样本堵塞在第二流道槽132的出口与第二通孔134的连接处。

此外，在第一流道槽131的流通截面面积、第一通孔133的流通截面面积、第二流道槽132的流通截面面积和第二通孔134的流通截面面积依次增大的情况下，还够减小待检测样本由第一流道13进入到覆盖样本入口123的过滤件2时的冲力，使得待检测样本不容易因具有较大的冲力而摆脱过滤件2的束缚，进而使得待检测样本不容易直接冲出过滤件2，有利于提高过滤件2的过滤效果。

其中，示例性的，第一流道槽131的流通截面的宽度为100～1000微米，高度为100～3000微米。其中，第一流道槽131的流通截面为，沿垂直于第一流道槽131的长度延伸方向，对第一流道槽131截断所获的截面。

示例性的，第二流道槽132的流通截面的宽度为500～5000微米，高度为100～3000微米。其中第二流道槽132的流通截面为，沿垂直第二流道槽132的长度延伸方向，对第二流道槽132截断所获的截面。

示例性的，第一通孔133和第二通孔134的直径为500～5000微米。

值得指出的是，在第一流道槽131、第一通孔133、第二流道槽132和第二通孔134为微流道(微流道是指流通截面的最大宽度不超过1mm的流道)的情况下，待检测样本的流动速度较为缓慢。此时，通过设置第一流道槽131的流通截面面积、第一通孔133的流通截面面积、第二流道槽132的流通截面面积和第二通孔134的流通截面面积依次增大，使得待检测样本的流速可以逐步增大，也即可以加快待检测样本在整个第一流道13中的流通速度。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，主体1还包括至少一个反应槽15。反应槽15用于放置能够与过滤后的待检测样本发生反应的检测试剂，从而实现对过滤后的待检测样本的检测。

其中，检测试剂能够以冻干或烘干后的形态放置在反应槽15中。

作为一种可能的设计，如图6所示，反应槽15设置在主体1的第二表面1B上，且各反应槽15的内壁上还设置有进样口151和透气口152。

可选的，本发明所提供的反应槽15的深度可以是500～5000微米。同时，本发明并不对反应槽15的横截面形状进行限制，反应槽15的横截面例如可以是圆形、方形等其他形状。其中，该横截面为平行于第二表面1B的平面。

在此基础上，如图2和图3所示，本发明所提供的微流控芯片10的主体1上还包括第三流道槽16，第三流道槽16设置在主体1的第二表面1B上，第三流道槽16具有一个入口和至少一个出口，第三流道槽16的入口与样本出口124相连，第三流道槽16的每个出口与一个反应槽15的进样口151相连。这样可以将过滤后的待检测样本输送到一个或多个反应槽15中，进而可以对过滤后的待检测样本同时进行一个或多个指标的检测。

其中，示例性的，第一封装层4还覆盖至少一个反应槽15的位于第二表面1B上的开口，以及第三流道槽16位于第二表面1B上的开口。这样使得经过滤件2过滤后的待检测样本，能够通过样本出口124流入第三流道槽16中，并且不易出现待检测样本泄露的情况。

示例性的，反应槽15的透气口152可以设置于反应槽15远离第二表面1B的一端，即透气口152可以设置在反应槽15的顶部，还可以设置在反应槽15侧壁上且远离进样口151的一端(如图6所示)。这样，当待检测样本逐渐由容纳槽12的样本出口124经第三流道槽16进入反应槽15时，反应槽15中的空气能够通过透气口152逐渐排出，进而可以防止过滤后的待检测样本在未与检测试剂反应前或反应期间由透气口152泄露至反应槽外部。

在一些实施例中，参见图3，第三流道槽16的深度小于容纳槽12的深度。这样设置，在有气体进入到容纳槽12中形成气泡时，可以使气泡停留在容纳槽12远离第二表面1B的区域，进而使得气泡不易输出至第三流道槽16中。

作为一种可能的设计，如图3所示，第三流道槽16包括一个主流道槽161和多个分支流道槽162，其中，主流道槽161的入口与样本出口124相连通，多个分支流道槽162的出口与多个反应槽15的多个进样口151一一对应连通。

示例性的，多个分支流道槽162中的至少两条分支流道槽162的长度相等。这样能够保证过滤后的待检测样本在经过该至少两条分支流道槽162时，能够保持相同的速度同时进入到不同的反应槽15中，不易出现一个反应槽15充满后，其余的反应槽15还未充满的情况。

示例性的，主体1可以是透明的，这样方便观察反应槽15中待检测样本和检测试剂的反应情况。

在一些实施例中，本发明所提供的微流控芯片10还包括透气膜5。透气膜5覆盖反应槽15的透气口152。这样，在过滤后的待检测样本逐渐填充至反应槽15的过程中，反应槽15中的空气可以通过透气口152输出至反应槽外部，同时，当反应槽15被填满后，由于透气膜5具有过气阻水的性能，反应槽15中反应物不会经透气膜5向外输出，从而避免了反应物泄露的情况。同时，由于透气膜5过气阻水的特性，反应槽15外界的水蒸气也不容易穿过透气膜5经透气口152输入至反应槽15中。其中，反应物可以是待检测样本，可以是预设在反应槽15内的检测试剂，或者，还可以是待检测样本与检测试剂发生反应后的产物。

在本发明的一些实施例中，参见图1、图2和图6，样本腔11还包括第一入口112。本发明所提供的微流控芯片10还包括用于开闭该第一入口112的压盖6。该压盖6为弹性件，通过按压压盖6能够将减小样本腔11内的容纳空间。

示例性的，本发明中的压盖6为硅胶压盖。

压盖6的存在，使得样本腔11中的待检测样本能够快速由第一出口111流出样本腔11，经第一流道13进入容纳槽12，并由设置在容纳槽12中的过滤件2快速过滤，使得过滤后的待检测样本快速流过第三流道槽16，进入反应槽15中，与反应槽15中预设的检测试剂反应。从而实现了快速进样，快速过滤和快速检测。

需要说明的是，本发明所提供的微流控芯片的长度可以为20mm～90mm，宽度可以为15mm～60mm。该微流控芯片具有携带方便、操作简单、快速直观的优点。

本发明所提供的微流控芯片不仅可以应用于与生化检测，对于使用液体样本进行分析的其他检测方法，如免疫检测，同样适用。

另一方面，本发明的实施例提供了一种检测系统100，如图7所示，该检测系统100包括：本发明上述任一实施例所提供的微流控芯片10。

作为一种可能的设计，微流控芯片10的主体1包括至少一个反应槽15，且主体1为透明件。此时，如图8所示，检测系统100还可以包括检测光源20、图像采集装置30、分析装置40和显示装置50。

其中，检测光源20用于照射反应槽15。其中，反应槽15中的液体可以是过滤后的待检测样本，也可以是过滤后的待检测样本与检测试剂反应混合后的液体。

图像采集装置30用于采集经检测光源20照射后的反应槽15内部的图像。

分析装置40与图像采集装置30相连，分析装置40用于对图像采集装置30采集到的图像进行分析以得到检测结果。

显示装置50与分析装置40及图像采集装置30相连，显示装置50用于显示图像采集装置30采集的图像和/或分析装置40得到的检测结果。

其中，检测光源20可以设置在第一封装层3背离主体1的一侧，且检测光源20可以照射到部分或全部反应槽15。图像采集装置30设置在第二封装层4背离主体1一侧，且图像采集装置30可以采集到部分或全部反应槽15内部的图像。

或者，检测光源20设置在第二封装层4背离主体1的一侧，且检测光源20可以照射到部分或全部反应槽15。图像采集装置30设置在第一封装层3背离主体1的一侧，且图像采集装置30可以采集到部分或全部反应槽15内部的图像。

需要说明的是，检测光源20的数量可以是一个，也可以是多个。在检测光源20的数量为多个时，还可以设置检测光源20与反应槽15一一对应。

示例性的，本发明中采用的图像采集装置30可以是摄像机或CCD(charge coupleddevice)相机等。

本发明提供的检测系统100所达到的效果与本发明提供的微流控芯片10所达到的效果一致。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：

主体，所述主体包括：

用于容纳待检测样本的样本腔，所述样本腔具有用于输出待检测样本的第一出口；

用于容纳过滤件的容纳槽，所述容纳槽具有顶壁和与所述顶壁相连的侧壁；所述顶壁上设置有样本入口，所述侧壁上设置有样本出口；

以及，连通所述第一出口与所述样本入口的第一流道；

所述过滤件，设置于所述容纳槽中，所述过滤件至少覆盖所述样本入口；

第一封装层，所述第一封装层至少覆盖所述容纳槽的过滤件放置口，所述过滤件放置口为由所述侧壁远离所述顶壁的一端限定的开口；

其中，所述容纳槽沿第一方向分为第一区域和第二区域；所述第一方向平行于所述容纳槽的顶壁；

所述第二区域在第二方向上的尺寸，自所述第二区域与所述第一区域相连的一端至所述第二区域远离所述第一区域的一端逐渐减小；所述第二方向平行于所述容纳槽的顶壁，且所述第二方向与所述第一方向相互垂直；

所述样本入口连通所述第一区域；所述样本出口连通所述第二区域，并且所述样本出口设置于所述第二区域远离所述第一区域的一端；

所述第一区域沿所述第一方向分为第一子区域和第二子区域，所述第二子区域位于所述第一子区域与所述第二区域之间；

所述第一子区域在所述第二方向上的尺寸，自所述第一子区域与所述第二子区域相连的一端至所述第一子区域远离所述第二子区域的一端逐渐减小；

所述第二子区域在所述第二方向上的尺寸，自所述第二子区域与所述第二区域相连的一端至所述第二子区域与所述第一子区域相连的一端保持不变或者先减小再增大；

所述过滤件在所述第一方向上的中间部分在所述第二方向上的尺寸小于所述容纳槽的所述第二子区域在所述第二方向上的尺寸，且所述过滤件的中间部分在所述第二方向上的尺寸，自靠近所述样本出口的一端至远离所述样本出口的一端保持不变或者先减小再增大。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述主体还包括：

设置于所述容纳槽的顶壁上的缓冲槽，所述缓冲槽具有顶表面和与所述顶表面相连的侧表面，所述侧表面远离所述顶表面的一端限定出所述样本入口；所述顶表面上设置有与所述第一流道连通的样本子入口，所述样本子入口的开口面积小于所述样本入口的开口面积。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述样本子入口设置于所述缓冲槽远离所述样本出口的区域。

4.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述缓冲槽在参考平面上的正投影位于所述容纳槽在参考平面上的正投影范围之内，并且所述缓冲槽在参考平面上的正投影边缘与所述容纳槽在参考平面上的正投影边缘不重叠；

所述参考平面平行于所述容纳槽的顶壁。

5.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述主体具有相对的第一表面和第二表面，所述容纳槽设置于所述第二表面上；

所述第一流道包括：

第一流道槽，设置于所述第二表面上；所述第一流道槽的入口与所述第一出口相连；

第二流道槽，设置于所述第一表面上；

第一通孔，连通所述第一流道槽的出口与所述第二流道槽的入口；

以及，第二通孔，连通所述第二流道槽的出口与所述样本子入口；

其中，所述第一封装层除覆盖所述容纳槽的过滤件放置口以外，还覆盖所述第一流道槽远离所述第一表面的开口和所述第一通孔远离所述第一表面的开口；

所述微流控芯片还包括第二封装层，所述第二封装层覆盖所述第二流道槽远离所述第二表面的开口、所述第一通孔远离所述第二表面的开口和所述第二通孔远离所述第二表面的开口。

6.根据权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一流道按照以下至少一种方式设置：

所述第一通孔的流通截面面积大于所述第一流道槽的流通截面面积；或者，

所述第二流道槽的流通截面面积大于所述第一通孔的流通截面面积；或者，

所述第二通孔的流通截面面积大于所述第二流道槽的流通截面面积。

7.根据权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，所述主体还包括：

至少一个反应槽，设置于所述第二表面上，各反应槽的内壁上设置有进样口和透气口；

第三流道槽，设置于所述第二表面上；所述第三流道槽具有一个入口和至少一个出口，所述第三流道槽的入口与所述样本出口相连，所述第三流道槽的每个出口与一个所述反应槽的进样口相连；

所述第一封装层还覆盖所述至少一个反应槽位于所述第二表面上的开口和所述第三流道槽位于所述第二表面上的开口。

8.根据权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述第三流道槽的深度小于所述容纳槽的深度。

9.根据权利要求7或8所述的微流控芯片，其特征在于，还包括：

透气膜，覆盖所述反应槽的透气口。

10.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述样本腔还包括第一入口；所述微流控芯片还包括：

用于开闭所述第一入口的压盖，所述压盖为弹性件，通过按压所述压盖能够减小所述样本腔内的容纳空间。

11.一种检测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1～10中任一项所述的微流控芯片。

12.根据权利要求11所述的检测系统，其特征在于，在所述微流控芯片的主体包括至少一个反应槽的情况下，所述主体为透明件；

所述检测系统还包括：

检测光源，用于照射所述反应槽；

图像采集装置，用于采集经所述检测光源照射后的所述反应槽内部的图像；

分析装置，与所述图像采集装置相连，用于对所述图像采集装置采集到的图像进行分析以得到检测结果；

显示装置，与所述分析装置及所述图像采集装置相连，所述显示装置用于显示所述图像和/或所述分析装置得到的检测结果。

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