CN111744564B - 用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片，可控试剂容器包括容器主体；容器主体内开设有试剂容纳空间且具有释放口，试剂容纳空间设有开口；于开口处还设有与容器主体相连的顶部凸缘，顶部凸缘具有凸出于容器主体的位置；容器主体于释放口处设有导流结构。具有结构简单兼具试剂可控释放功能，适合批量制备，顶部凸缘的设计有利于快速对位安装，具有使用方便的优点；一方面有利于在离心中释出试剂，无论是固体试剂还是液体试剂均可适用；另一方面试剂释放接口的控制无需额外的动力或使能，在离心过程中即可实现，亦无需停止芯片旋转；再一方面有利于容置各种试剂，适用于POCT设备的试剂释放的各个步骤。

Description

用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片

技术领域

本申请涉及离心微流控领域，特别是涉及用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片。

背景技术

微流控(Microfluidics)通常是指在亚毫米尺度的通道内部进行液体操控的技术，亚毫米尺度一般为几微米到几百微米。微流控是研究亚毫米尺度上液体流动规律的学科，通常涉及到微小液体控制的器件的制造方法。它将生物和化学领域所涉及的基本操作单位，甚至于把整个化验室的功能，包括采样、稀释、反应、分离、检测等集成在一个小型芯片上，故又称芯片实验室(Lab-on-a-Chip)。这种芯片一般是由各种储液池和相互连接的微通道网络组成，能很大程度缩短样本处理时间，并通过精密控制液体流动，实现试剂耗材的最大利用效率。微流控为生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用提供了极为广阔的前景。特别地，微流控能很好地满足体外诊断(IVD，in vitro diagnostic)小型化仪器的需求，所以被广泛的应用在即时诊断(POCT，point-of-care testing)设备中。

微流控一般分为以下几大类型：压力(气压或者液压)驱动式微流控、离心微流控、液滴微流控、数字化微流控及纸质微流控等。离心微流控隶属于微流控的一个分支，特指通过转动离心微流控芯片来使用离心力在亚毫米尺度上操控液体的装置。它将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一个小型碟式的(disc-shaped)芯片上，因此也被成为碟片实验室(Lab-on-a-disc)。通过一个主轴电机来提供碟片的旋转所需要的动力，能够为内部的液体提供向外径向方向的离心力，从而实现非接触式控制液体的流动，所以整个设备更为简洁紧凑。由于电机驱动碟片旋转，内部流体主要受到旋转非惯性参考系的离心力、科里奥利力及欧拉力等作用，同时包含表面张力和粘性力等通用的微流体驱动力，便能够实现液体的泵送、计量、偏转射流、混合、分离等微流体的基本控制逻辑。相对于传统压力控制的微流控装置，由于没有外部施压的机械结构，离心微流控设备整体更为紧凑。

体外诊断子行业中增长最快的领域是分子诊断，分子诊断主要是应用分子生物学方法检测生物体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术。对于基于微流控的分子诊断设备，“样本进结果出(sample-to-answer)”是这种POCT设备的重要目标。但是，若要实现“样本进结果出”，就要在集成度极高的芯片实验室上实现样本预处理的自动化。样本预处理是指对样本溶液中包含的病原体核酸或蛋白质进行分离、提纯操作。对于分子诊断领域的样本处理，主要分为两步：细胞裂解和核酸纯化。细胞裂解步骤需要将完整的病原体如：细菌，真菌，病毒感染的细胞等进行破壁处理，释放内部的核酸物质，以便通过对核酸物质的标记确定该病原体的种类和浓度。细胞裂解方法分为三大类：机械裂解、酶裂解和化学裂解，商业化常见的裂解方式通常以化学裂解为主，酶裂解和机械裂解为辅，裂解过程往往涉及到多种生化反应试剂的参与，如裂解液、蛋白酶k等。裂解后的细胞组分和残片因此也极大影响到了病原体核酸的纯度，对现有检测手段的干扰大，因此在裂解步骤后需要进行核酸纯化操作，目的是剔除影响检测过程的干扰物质。核酸纯化手段包含一步核酸吸附步骤，两步杂质清洗步骤和一步核酸洗脱步骤，对应的试剂分别为结合液、第一清洗液、第二清洗液以及洗脱液等。由于核酸提取和纯化的部分试剂包含液态基质，这些基质在冷冻干燥过程中会发生挥发，因此只能采用容器预置的方式进行储存。液态基质试剂的预存一直是微流控装置设计的难点，由于微流控芯片的集成化设计，液态基质试剂的预置量通常较小，例如小于1ml，考虑到试剂容器体积较小，且不同种类试剂所需要的容器规格不同，集成在芯片内需要占用额外空间。此外，预置的试剂容器需要预留液体释出的接口，试剂释放接口的控制则需要额外的动力或使能，这样进一步增加了芯片设计复杂度。

Biosurfit公司公开号为EP2694378B1的专利公开了生化盘采用盘泡罩(blister)包装的方式储存液体，并通过人为按压使泡罩破裂达到释放液体的目的。但是这种试剂预置的释放需要通过外部机械力作用，对于处于旋转状态的离心微流控蝶式芯片来说，每个步骤的试剂释放则需要首先停止芯片旋转，并需要增设额外的定位装置和机械作用结构，显然是不适用的。

Abaxis公司公开号为US5304348A的专利提供了另一种适用于离心微流控的试剂预置和释放方式，采用蝶式芯片中间转轴插口位置设置有易撕封口膜封口的试剂容器，利用电机主轴作为推杆，在插入芯片过程中，试剂容器顶部的易撕封口膜在切向作用力作用下开启，使液体释出。然而该方法仅适用于单一试剂的存储，并要在整个检测的起始位置释放试剂，相比之下，样本预处理的POCT设备的试剂释放包含核酸提取和纯化多个步骤，每个步骤均涉及试剂的释放，显然该预置方法也不适用。

因此，包含样本预处理过程的微流控POCT设备的试剂预置依然存在不足。

发明内容

基于此，有必要提供一种用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片。

一种用于离心微流控的可控试剂容器，其包括容器主体；所述容器主体内开设有试剂容纳空间且具有与所述试剂容纳空间相连通的释放口，所述试剂容纳空间于其远离所述释放口的一端设有开口；所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口处还设有与所述容器主体相连的顶部凸缘，所述顶部凸缘具有凸出于所述容器主体的位置；所述容器主体于所述释放口处设有导流结构。

上述用于离心微流控的可控试剂容器，具有结构简单兼具试剂可控释放功能，适合批量制备，顶部凸缘的设计有利于快速对位安装，具有使用方便的优点；一方面有利于在离心中释出试剂，无论是固体试剂还是液体试剂均可适用；另一方面试剂释放接口的控制无需额外的动力或使能，在离心过程中即可实现，亦无需停止芯片旋转；再一方面有利于容置各种试剂，适用于POCT设备的试剂释放的各个步骤。

在其中一个实施例中，所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括覆设于所述顶部凸缘且封闭所述开口的封闭体。

在其中一个实施例中，所述封闭体粘合密封于所述顶部凸缘。

在其中一个实施例中，所述封闭体设有导通孔，所述导通孔用于位于所述用于离心微流控的可控试剂容器所容置的液体试剂的上方位置。

在其中一个实施例中，所述导通孔用于在离心转速超过目标值时导通。

在其中一个实施例中，所述顶部凸缘与所述容器主体一体设置。

在其中一个实施例中，所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括设置于所述释放口处且封堵所述释放口的相变封盖体。

在其中一个实施例中，所述相变封盖体采用如下方式得到：相变材料在熔化状态下浸没所述释放口后冷却。

一种离心微流控芯片，其包括芯片载体及至少一任一项所述用于离心微流控的可控试剂容器，所述芯片载体承载各所述用于离心微流控的可控试剂容器。

在其中一个实施例中，所述芯片载体包括至少一储存腔、管道、接受腔及气路，每一所述储存腔容置一所述用于离心微流控的可控试剂容器，所述储存腔设有对应所述顶部凸缘的凸位；所述储存腔通过所述管道连通所述接受腔，所述储存腔与离心旋转中心的距离小于所述接受腔与离心旋转中心的距离，所述储存腔还与其靠近离心旋转中心处通过所述气路连通所述接受腔的靠近离心旋转中心的位置。

附图说明

图1为本申请所述用于离心微流控的可控试剂容器一实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例的另一方向示意图。

图3为图1所示实施例的另一方向示意图。

图4为图1所示实施例的另一方向示意图。

图5为图4所示实施例的A-A方向剖视示意图。

图6为图1所示实施例的另一方向示意图。

图7为图1所示实施例的另一方向示意图。

图8为图7所示实施例的B-B方向剖视示意图。

图9为本申请所述用于离心微流控的可控试剂容器另一实施例的应用示意图。

图10为本申请所述用于离心微流控的可控试剂容器另一实施例的应用示意图。

图11为本申请所述用于离心微流控的可控试剂容器另一实施例的应用示意图。

图12为本申请所述离心微流控芯片一实施例的芯片载体的结构示意图。

图13为图12所示实施例的C-C方向剖视示意图。

图14为图12所示实施例的另一方向示意图。

图15为图12所示实施例的另一方向示意图。

图16为本申请所述离心微流控芯片一实施例的结构示意图。

图17为图16所示实施例的D-D方向剖视示意图。

图18为图16所示实施例的另一方向示意图。

图19为图16所示实施例的另一方向示意图。

图20为图16所示实施例的应用的第一阶段示意图。

图21为图16所示实施例的应用的第二阶段示意图。

图22为图16所示实施例的应用的第三阶段示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

对于基于微流控的即时诊断设备，要实现“样本进结果出”，就要实现样本预处理的自动化，这其中包含了预处理过程中所使用的液态基质试剂，即需要预置液体试剂。但由于微流控装置内部结构相互连通，结构复杂，液体试剂的保存需要设计专门的存放装置，以适应长时间的密封储存，同时兼顾可控释放的功能。在本申请一个实施例中，一种用于离心微流控的可控试剂容器，其包括容器主体；所述容器主体内开设有试剂容纳空间且具有与所述试剂容纳空间相连通的释放口，所述试剂容纳空间于其远离所述释放口的一端设有开口；所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口处还设有与所述容器主体相连的顶部凸缘，所述顶部凸缘具有凸出于所述容器主体的位置；所述容器主体于所述释放口处设有导流结构。上述用于离心微流控的可控试剂容器，具有结构简单兼具试剂可控释放功能，适合批量制备，顶部凸缘的设计有利于快速对位安装，具有使用方便的优点；一方面有利于在离心中释出试剂，无论是固体试剂还是液体试剂均可适用；另一方面试剂释放接口的控制无需额外的动力或使能，在离心过程中即可实现，亦无需停止芯片旋转；再一方面有利于容置各种试剂，适用于POCT设备的试剂释放的各个步骤。

在其中一个实施例中，一种用于离心微流控的可控试剂容器，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，用于离心微流控的可控试剂容器包括以下的部分技术特征或全部技术特征。所述用于离心微流控的可控试剂容器，可作为用于离心微流控装置中的预置液体试剂的容器。在其中一个实施例中，一种用于离心微流控的可控试剂容器，其包括容器主体；容器主体可采用气密性良好的材料制成。为了实现液体试剂长时间密封存储的功能，进一步地，可控试剂容器的容器主体可采用但不限于注塑或吹塑工艺制成，进一步地，所述容器主体的壁部及底部的厚度为亚毫米级别，例如，通常容器主体侧壁的厚度可以选用但不限于0.5mm，并采用气密性良好的塑料、石英、玻璃等材料制成。塑料如PMMA(polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)、COC(环烯烃类共聚物)或PC(聚碳酸酯)等。进一步地，在其中一个实施例中，所述容器主体采用PC制成且其内表面疏水处理。进一步地，在其中一个实施例中，所述容器主体的内壁设有疏水涂层。进一步地，在其中一个实施例中，所述容器主体的外轮廓用于对应离心微流控芯片的芯片载体的储存腔的形状设置，以将所述用于离心微流控的可控试剂容器完全置入所述储存腔中。容器主体的外轮廓可以是规格或者不规则的多棱柱，又或者是椭圆柱、圆柱结构，容器主体结构的外轮廓需要匹配微流控装置中用于储存试剂容器的腔室外轮廓，以便试剂盒能够嵌入微流控装置中。这样的设计，有利于采用多个可控试剂容器分别容置各种试剂，适用于POCT设备的试剂释放的各个步骤。

在其中一个实施例中，所述容器主体内开设有试剂容纳空间且具有与所述试剂容纳空间相连通的释放口，释放口用于释出试剂容纳空间中容纳的试剂，对于固体试剂可以加热后释出，对于胶体试剂可以离心时释出，对于液体试剂可以配合封堵所述释放口的结构，在离心时或者加热后释出。在其中一个实施例中，所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括设置于所述释放口处且封堵所述释放口的相变封盖体。在其中一个实施例中，一种用于离心微流控的可控试剂容器，其包括容器主体；所述容器主体内开设有试剂容纳空间且具有与所述试剂容纳空间相连通的释放口，所述试剂容纳空间于其远离所述释放口的一端设有开口；所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口处还设有与所述容器主体相连的顶部凸缘，所述顶部凸缘具有凸出于所述容器主体的位置；所述容器主体于所述释放口处设有导流结构；所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括设置于所述释放口处且封堵所述释放口的相变封盖体。其余实施例以此类推，不做赘述。在其中一个实施例中，所述相变封盖体具有平面或部分球面的形状。在其中一个实施例中，所述相变封盖体采用如下方式得到：相变材料在熔化状态下浸没所述释放口后冷却。进一步地，在其中一个实施例中，所述相变封盖体采用如下方式得到：相变材料在熔化状态下浸没所述释放口后冷却，进行外形修饰；在其中一个实施例中，放入模具中进行外形修饰；在其中一个实施例中，进行外形修饰成平面或部分球面。进一步地，在其中一个实施例中，所述相变材料为石蜡、蜂蜡、合成树脂及聚乙烯蜡中的至少一种，用于在常温下保持固态，且加热过程中逐渐软化或熔化，以实现释放口的开启。可以理解的是，对于固体试剂，相变封盖体不是必需的，但对于包括胶体试剂的液体试剂而言，相变封盖体则是必需的。这样的设计，一方面有利于快速制得具有相变封盖体的可控试剂容器，另一方面有利于在容纳液体试剂时避免其于非控制状态下流失，使得所述可控试剂容器不限于固体试剂使用，且试剂释放接口的控制无需额外的动力或使能，在离心过程中即可实现，亦无需停止芯片旋转。

在其中一个实施例中，所述试剂容纳空间于其远离所述释放口的一端设有开口；开口用于将试剂装入所述试剂容纳空间中；进一步地，在其中一个实施例中，所述开口呈喇叭状。在其中一个实施例中，所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口处还设有与所述容器主体相连的顶部凸缘，所述顶部凸缘具有凸出于所述容器主体的位置；所述顶部凸缘用于将所述可控试剂容器定位安装于芯片载体中。在其中一个实施例中，所述顶部凸缘与所述容器主体一体设置。由于容器主体的壁部可以做得很薄，所以需要顶部凸缘以实现增宽效果，从而便于配合封闭所述开口。且这样的设计，有利于简化所述可控试剂容器的结构，节省制造工序，具有结构简单兼具试剂可控释放功能，适合批量制备，顶部凸缘的设计有利于快速对位安装，具有使用方便的优点。

在其中一个实施例中，所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括覆设于所述顶部凸缘且封闭所述开口的封闭体。可以理解的是，对于固体试剂或部分胶体试剂，封闭体不是必需的，但对于液体试剂而言，封闭体则是必需的。在其中一个实施例中，一种用于离心微流控的可控试剂容器，其包括容器主体；所述容器主体内开设有试剂容纳空间且具有与所述试剂容纳空间相连通的释放口，所述试剂容纳空间于其远离所述释放口的一端设有开口；所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口处还设有与所述容器主体相连的顶部凸缘，所述顶部凸缘具有凸出于所述容器主体的位置；所述容器主体于所述释放口处设有导流结构；所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括设置于所述释放口处且封堵所述释放口的相变封盖体，所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括覆设于所述顶部凸缘且封闭所述开口的封闭体。其余实施例以此类推，不做赘述。在其中一个实施例中，所述封闭体粘合密封于所述顶部凸缘。进一步地，在其中一个实施例中，所述封闭体直接或间接粘合密封于所述顶部凸缘。在其中一个实施例中，所述封闭体设有导通孔，所述导通孔用于位于所述用于离心微流控的可控试剂容器所容置的液体试剂的上方位置。在其中一个实施例中，所述导通孔用于在离心转速超过目标值时导通。进一步地，在其中一个实施例中，所述导通孔为所述封闭体自身的封闭缝，用于在离心转速超过目标值时形成缝隙。进一步地，在其中一个实施例中，所述封闭体采用与所述相变封盖体相同的相变材料封闭所述导通孔。这样的设计，有利于在预设条件下控制所述导通孔的开启，从而实现大气贯通，避免由于气压因素导致所述试剂容纳空间中的试剂难以从所述释放口释出。

在其中一个实施例中，所述容器主体于所述释放口处设有导流结构。进一步地，在其中一个实施例中，所述导流结构与所述释放口平滑连接。进一步地，在其中一个实施例中，所述导流结构收敛于所述释放口，用于在离心时，相对于离心旋转中心，形成以所述释放口为所述可控试剂容器的距离所述离心旋转中心的最远距离处，且所述可控试剂容器的壁部倾斜平滑连接所述释放口。这样的设计，有利于在离心中完全释出试剂，无论是固体试剂还是液体试剂均可适用，避免试剂残留于所述可控试剂容器中。

在其中一个实施例中，如图1所示，一种用于离心微流控的可控试剂容器100，其包括容器主体101；请一并参阅图2及图3，所述容器主体101内开设有试剂容纳空间104且具有与所述试剂容纳空间104相连通的释放口102，请一并参阅图4及图5，所述试剂容纳空间104于其远离所述释放口102的一端设有开口1041；所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口1041处还设有与所述容器主体101相连的顶部凸缘103，且所述顶部凸缘103与所述容器主体101一体设置，所述顶部凸缘103具有凸出于所述容器主体101的位置；请一并参阅图6、图7及图8，所述容器主体101于所述释放口102处设有导流结构108。所述释放口102远离开口1041的端部具有流出端1021。容器主体101的外轮廓根据芯片载体的储存腔的具体结构设计，在其中一个实施例中，容器主体101为中空结构，内部包含试剂容纳空间104，用于预置特定体积的液体试剂，通常试剂容纳空间104的体积大于所需要预置的液体试剂体积。在某些具体应用中，试剂容纳空间104的侧壁整体或空间开口端壁面包含一层疏水涂层，用于防止亲水性的液体试剂通过毛细作用溢出，这在试剂容器的封装工艺中尤为重要。容器主体101的底部包含释放口102，用于预置液体试剂的流出口，释放口102可以但不限于柱状的中空结构，并采用相变材料进行密封。相变材料可以选择但不限于石蜡，蜂蜡，合成树脂，聚乙烯蜡或其中一种或多种组合成分，并能够在常温下保持固态，加热过程中逐渐软化或熔化，实现释放口102的开启。容器主体101的侧壁顶部包含向外侧扩张的平台结构即顶部凸缘103，用于粘接薄膜封口材料。顶部凸缘103的截面大于容器主体101的截面，这是因为容器的侧壁厚度可以是亚毫米级别的，扩张的顶部凸缘103能够有效增加薄膜封口材料的封接面积，增强封接强度。

在其中一个实施例中，如图10所示，所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括覆设于所述顶部凸缘103且封闭所述开口1041的封闭体107，所述封闭体107粘合密封于所述顶部凸缘103。

在其中一些实施例中，如图9、图10及图11所示，所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括设置于所述释放口102处且封堵所述释放口102的相变封盖体105，所述用于离心微流控的可控试剂容器装有液体试剂106。在其中一些实施例中，如图9及图10，所述相变封盖体105具有部分球面的形状。在其中一个实施例中，如图11所示，所述相变封盖体105具有平面的形状。在其中一个实施例中，先将相变材料105加热至熔点温度以上使之熔化，将试剂容器1的释放口102浸入熔化后的相变材料105，然后取出使相变材料105冷却并粘接在释放口102的底部，并密封释放口102。然后从试剂容纳空间104顶部开口添加液体试剂106，例如液体试剂可以是核酸提取常用的裂解液、清洗液、洗脱液、结合液等，随后在顶部凸缘103上方覆上封闭体107，封接材料可以但不限于压敏胶、金属箔、复合膜、塑料板、玻璃片或石英板，并采用直接粘结，直接粘结方式可以是但不限于压敏胶粘结，超声、电磁感应、红外线辐射、高频电场、脉冲、热板热封粘结，使顶部凸缘103和封闭体107粘合密封。又或者采用间接粘结方式，可以但不限于粘结剂添加，或增加一层双面胶和封闭体107密封。

这样的设计，所述用于离心微流控的可控试剂容器的容器主体101中的液体试剂106的释放，通过加热释放口102处的相变材料105，使相变材料熔化或者软化脱落，同时在释放口102方向上施加一定的离心力，即可使液体试剂106从释放口102中流出。且由于所述用于离心微流控的可控试剂容器是独立于微流控芯片或其芯片载体的结构，因此有利于单独储存液态基质的试剂，并实现液体试剂和离心微流控芯片内部的结构的分隔，避免液体试剂在芯片的管道结构中流动，尤其有利于适应液体的长期储存；且试剂容器包含释放口102，采用相变材料进行封口，通过温度控制能够实现内部液体试剂的准确可控释放。

在其中一个实施例中，一种离心微流控芯片，其包括芯片载体及至少一任一实施例所述用于离心微流控的可控试剂容器，所述芯片载体承载各所述用于离心微流控的可控试剂容器。在其中一个实施例中，所述芯片载体包括至少一储存腔、管道、接受腔及气路，每一所述储存腔容置一所述用于离心微流控的可控试剂容器，所述储存腔设有对应所述顶部凸缘的凸位；所述储存腔通过所述管道连通所述接受腔，所述储存腔与离心旋转中心的距离小于所述接受腔与离心旋转中心的距离，所述储存腔还与其靠近离心旋转中心处通过所述气路连通所述接受腔的靠近离心旋转中心的位置。进一步地，在其中一个实施例中，每一所述储存腔完全容置一所述用于离心微流控的可控试剂容器，即所述用于离心微流控的可控试剂容器全部置入于所述储存腔中。进一步地，在其中一个实施例中，所述储存腔的容积大于所述用于离心微流控的可控试剂容器的体积，且所述储存腔于所述用于离心微流控的可控试剂容器的释放口处预留有释放空间，用于在离心时使液体试剂通过所述释放空间进入所述管道中。进一步地，在其中一个实施例中，所述离心微流控芯片还包括盖板，所述盖板用于封闭所述接受腔及各所述储存腔；在其中一个实施例中，所述盖板用于完全封闭所述芯片载体。盖板可以但不限于是压敏胶、玻璃板、石英板或塑料板，用于将芯片载体的腔室和管路等结构密封在一个内部空间内。腔室包括储存腔及接受腔等，管路包括管道及气路等。

在其中一个实施例中，如图12及图13所示，所述芯片载体200包括至少一储存腔201、管道202、接受腔203及气路204，每一所述储存腔201用于容置一所述用于离心微流控的可控试剂容器100，所述储存腔201设有对应所述顶部凸缘103的凸位211；所述储存腔201通过所述管道202连通所述接受腔203，所述储存腔201与离心旋转中心的距离小于所述接受腔203与离心旋转中心的距离，所述储存腔201还与其靠近离心旋转中心处通过所述气路204连通所述接受腔203的靠近离心旋转中心的位置。请一并参阅图14及图15，所述芯片载体200具有载体本体210，为了减轻重量，载体本体210的整体厚度是可变的，其具有腔底部212。可以理解的是，芯片载体200可以包括多个储存腔201，分别对应容置一个用于离心微流控的可控试剂容器100，用于离心微流控的可控试剂容器100的相变封盖体105的用量或者材料相同或相异，以分别在相同或相异条件下分别开放释放口102，从而实现POCT设备的试剂释放的各个步骤单独精准控制。

在其中一个实施例中，如图16及图17所示，一种离心微流控芯片，其包括芯片载体200及一所述用于离心微流控的可控试剂容器100，请一并参阅图18及图19，所述芯片载体200的储存腔201中承载所述用于离心微流控的可控试剂容器100。值得注意的是储存腔201底部包含多余的空间，用以接受试剂容器1释放的相变材料105和液体试剂106。储存腔201外轮廓和试剂容器1的外轮廓相同，顶部凸缘103可以同时作为试剂容器1在储存腔201中滑动的限制结构，固定在储存腔201的T型空间即凸位211的顶部。在其中一个具体应用的实施例中，将装有液体试剂106的所述用于离心微流控的可控试剂容器100放入芯片载体200的储存腔201中，然后装上盖板220，翻转后如图20所示；此时管道202连接储存腔201和下游的接受腔203，芯片载体200内部的空气通过气路204连通。将封装有液体试剂106的试剂容器100放置于储存腔201固定，然后芯片载体200底部腔室开口面粘结盖板220。然后开始离心，离心力大于重力，如图21所示，液体试剂106的液面发生了变化；然后开始加热至封堵释放口102的相变封盖体105熔化，液体试剂106部分通过管道202流入到接受腔203中形成接受液1062，液体试剂106剩余部分尚未全部流出，形成了剩余液1061，可以理解的是，随着离心的进行，剩余液1061也会逐渐流入到接受腔203中形成接受液1062。即，芯片载体200和用于离心微流控的可控试剂容器100在静置状态下如图20所示，芯片载体200绕旋转轴旋转并提供向图示右侧的离心力，同时在释放口102处提供外部的热源，使相变材料105的温度上升，如图21所示。由于离心力的作用，液体试剂106挤压相变材料105，同时相变材料在外部热源作用下逐渐软化，液体试剂106推出相变材料105，如图22所示，液体试剂106从释放口102流出，通过管道202，进入接受腔203，完成释放过程。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，包括容器主体；

所述容器主体内开设有试剂容纳空间且具有与所述试剂容纳空间相连通的释放口，所述试剂容纳空间于其远离所述释放口的一端设有开口；

所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口处还设有与所述容器主体相连的顶部凸缘，所述顶部凸缘具有凸出于所述容器主体的位置；

所述容器主体于所述释放口处设有导流结构；所述导流结构收敛于所述释放口，用于在离心时，相对于离心旋转中心，形成以所述释放口为所述可控试剂容器的距离所述离心旋转中心的最远距离处，且所述可控试剂容器的壁部倾斜平滑连接所述释放口；

所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括覆设于所述顶部凸缘且封闭所述开口的封闭体，所述封闭体设有导通孔，所述导通孔位于所述用于离心微流控的可控试剂容器所容置的液体试剂的上方位置，所述导通孔用于在离心转速超过目标值时导通。

2.根据权利要求1所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述导流结构与所述释放口平滑连接。

3.根据权利要求1所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述封闭体粘合密封于所述顶部凸缘。

4.根据权利要求1所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述导通孔为所述封闭体自身的封闭缝，用于在离心转速超过目标值时形成缝隙。

5.根据权利要求1所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述顶部凸缘与所述容器主体一体设置。

6.根据权利要求1所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述容器主体的内壁设有疏水涂层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，还包括设置于所述释放口处且封堵所述释放口的相变封盖体。

8.根据权利要求7所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述相变封盖体采用如下方式得到：相变材料在熔化状态下浸没所述释放口后冷却。

9.根据权利要求7所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述封闭体采用与相变封盖体相同的相变材料封闭所述导通孔。

10.一种离心微流控芯片，其特征在于，包括芯片载体及至少一如权利要求1至9中任一项所述用于离心微流控的可控试剂容器，所述芯片载体承载各所述用于离心微流控的可控试剂容器。

11.根据权利要求10所述离心微流控芯片，其特征在于，所述芯片载体包括至少一储存腔、管道、接受腔及气路，每一所述储存腔容置一所述用于离心微流控的可控试剂容器，所述储存腔设有对应所述顶部凸缘的凸位；所述储存腔通过所述管道连通所述接受腔，所述储存腔与离心旋转中心的距离小于所述接受腔与离心旋转中心的距离，所述储存腔还与其靠近离心旋转中心处通过所述气路连通所述接受腔的靠近离心旋转中心的位置；所述储存腔的容积大于所述用于离心微流控的可控试剂容器的体积，且所述储存腔于所述用于离心微流控的可控试剂容器的释放口处预留有释放空间，用于在离心时使液体试剂通过所述释放空间进入所述管道中。

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