CN112946305A - 基于微流控的检测芯片及检测方法 - Google Patents

基于微流控的检测芯片及检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112946305A
CN112946305A CN202110130474.8A CN202110130474A CN112946305A CN 112946305 A CN112946305 A CN 112946305A CN 202110130474 A CN202110130474 A CN 202110130474A CN 112946305 A CN112946305 A CN 112946305A
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection
flow channel
negative pressure
liquid
main flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110130474.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张显玉
顾宇灵
庞达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Tianyin Biotechnology Co ltd
Harbin Engineering University
Harbin Medical University
Original Assignee
Shanghai Tianyin Biotechnology Co ltd
Harbin Medical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Tianyin Biotechnology Co ltd, Harbin Medical University filed Critical Shanghai Tianyin Biotechnology Co ltd
Priority to CN202110130474.8A priority Critical patent/CN112946305A/zh
Publication of CN112946305A publication Critical patent/CN112946305A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N2021/6482—Sample cells, cuvettes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00158—Elements containing microarrays, i.e. "biochip"
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00475—Filters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

本发明是一种基于微流控的检测芯片及检测方法，其特征在于：由下而上依次贴合底板、隔离膜及上板，所述进液池与所述主流道连通，所述主流道的两侧设置所述流道分支，所述主流道通过所述流道分支分别与所述检测井连通，所述主流道与所述废液池连通，所述废液池与负压口连通，所述上板的左侧设置进液口，所述上板的右侧设置第二负压连接口，所述上板设置气流通路，所述气流通路分别与所述检测井连通，所述气流通路与第一负压连接口连通，所述第一负压连接口及所述第二负压连接口分别与负压发生器连通，本发明可以实现批量化，工业化生产，从而进行快速生产，实现每一个检测井的检测都是相互独立的，优化了解决检测液进液驱动力的问题。

Description

基于微流控的检测芯片及检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于微流控的检测芯片及检测方法。
背景技术
目前微流控芯片的应用难以快速推广的原因在于芯片的使用往往需要专门的仪器；芯片的检测也需要专门的仪器，随着各类检测体系的发展，尤其是恒温扩增和CRISPR技术的出现和成熟，极大降低了核酸检测流程的复杂程度，游离核酸诊室或居家检测成为现实。
微流控检测芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。将微流控检测芯片技术应用于基因检测领域，具有广泛的应用前景。
基因检测是通过血液、其他体液、或细胞对DNA/RNA进行检测的技术，是取被检测者外周静脉血或其他组织脱落细胞，扩增其基因信息后，通过特定设备对被检测者细胞中的核酸分子信息作放大检测，分析它所含有的基因类型和基因缺陷及其表达功能是否正常的一种方法，从而使人们能够了解自己的基因信息，明确病因或预知身体患某种疾病的风险。
基因检测需要在专门的实验室中进行，并且由专业人员操作，容易产生污染，限制了基因检测技术的广泛应用。微流控芯片让检测反应在封闭式芯片内执行，不容易产生污染，减少操作流程，降低基因检测技术对检测环境及人员的要求，有利于该技术的推广应用。
发明内容
本发明提供一种基于微流控的检测芯片，可以实现批量化，工业化生产，从而进行快速生产，实现每一个检测井的检测都是相互独立的，优化了解决检测液进液驱动力的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于微流控的检测芯片及检测方法，其特征在于：由下而上依次贴合底板、隔离膜及上板；
所述底板的顶端表面设置样品流道，所述样品流道与所述隔离膜能够形成负压空腔，所述样品流道按样品流向依次包括进液池、主流道、流道分支、检测井及废液池，所述进液池与所述主流道的入口端连通，所述主流道呈迂回前行状，其两侧对称设置若干个所述流道分支，所述流道分支的尾端设置所述检测井，所述主流道通过所述流道分支分别与所述检测井连通，所述主流道的出口端与所述废液池连通，所述废液池与负压口连通；
所述上板的左侧设置进液口，并与所述进液池的顶端连通，所述上板的右侧设置第二负压连接口，并与所述负压口的顶端连通，所述上板的底端表面设置气流通路，所述气流通路与所述隔离膜能够形成负压空腔，所述气流通路分别与所述检测井的顶端连通，所述气流通路的出口端与第一负压连接口连通，所述第一负压连接口及所述第二负压连接口分别与负压发生器连通，分别供所述样品流道及所述气流通路内形成负压。
所述基于微流控的检测芯片，其中：所述隔离膜为透气不透水的材质，其厚度为200微米以内，所述隔离膜的左侧设置一个贯通孔，其位置与所述进液池相对应，所述贯通孔上设置过滤膜，供过滤血细胞。
所述基于微流控的检测芯片，其中：所述主流道及所述检测井的深度大于所述流道分支的深度。
一种基于微流控的检测芯片的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在所述进液口处将检测液加入所述进液池内，启动所述负压发生器，供所述主流道及所述气流通路内产生负压；
步骤2、所述进液池5内的检测液通过负压吸引，在所述主流道内向所述废液池的方向流动，同时，所述气流通路内也产生负压，能够使所述检测井内产生向上的吸引，并通过所述流道分支将所述主流道内的检测液，吸引到所述检测井内；
步骤3、所述隔离膜为透气不透水的材质，故所述检测井内的检测液无法进入到所述气流通路内；
步骤4、当所述主流道的检测液深度小于所述流道分支高度时，所述检测井内的检测液与所述主流道内的检测液完全分离，关闭所述负压发生器；
步骤5、当所述检测井填满15分钟后，并将本装置恒温加热30分钟，开启检测装置激发光，肉眼观察所述检测井内是否有荧光，用手机拍摄照片查看荧光，并判断所需检测内容。
本发明的有益效果是：可以实现批量化，工业化生产，从而进行快速生产，实现每一个检测井的检测都是相互独立的，优化了解决检测液进液驱动力的问题。
附图说明
图1为基于微流控的检测芯片的结构图。
图2为基于微流控的检测芯片的俯视结构图。
图3为基于微流控的检测芯片的底板俯视结构图。
图4为基于微流控的检测芯片的底板A-A剖视结构图。
图5为基于微流控的检测芯片的底板B部放大图。
图6为基于微流控的检测芯片的底板C部放大图。
图7为基于微流控的检测芯片的上板仰视结构图。
附图标记说明：1-底板；2-上板；3-过滤膜；4-隔离膜；5-进液池；6-主流道；7-流道分支；8-检测井；9-废液池；10-负压口；11-进液口；12-气流通路；13-第一负压连接口；14-第二负压连接口。
具体实施方式
如图1至图7所示一种基于微流控的检测芯片，其特征在于：由下而上依次贴合底板1、隔离膜4及上板2，所述隔离膜4为透气不透水的材质，其厚度为200微米以内，所述隔离膜4的左侧设置一个贯通孔，其位置与所述进液池5相对应，所述贯通孔上设置过滤膜3，供过滤血细胞。
所述底板1的顶端表面设置样品流道，所述样品流道与所述隔离膜4能够形成负压空腔，所述样品流道按样品流向依次包括进液池5、主流道6、流道分支7、检测井8及废液池9，所述进液池5与所述主流道6的入口端连通，所述主流道6呈迂回前行状，其两侧对称设置若干个所述流道分支7，所述流道分支7的尾端设置所述检测井8，所述主流道6通过所述流道分支7分别与所述检测井8连通，所述主流道6及所述检测井8的深度大于所述流道分支7的深度，当所述主流道6的检测液深度小于所述流道分支7高度时，所述检测井8内的检测液与所述主流道6内的检测液完全分离，所述主流道6的出口端与所述废液池9连通，所述废液池9与负压口10连通。
所述上板2的左侧设置进液口11，并与所述进液池5的顶端连通，所述上板2的右侧设置第二负压连接口14，并与所述负压口10的顶端连通，所述上板2的底端表面设置气流通路12，所述气流通路12与所述隔离膜4能够形成负压空腔，所述气流通路12分别与所述检测井8的顶端连通，所述气流通路12的出口端与第一负压连接口13连通，所述第一负压连接口13及所述第二负压连接口14分别与负压发生器连通，分别供所述样品流道及所述气流通路12内形成负压。
一种基于微流控的检测芯片的检测方法，包括以下步骤：
步骤1、在所述进液口11处将检测液加入所述进液池5内，启动所述负压发生器，供所述主流道6及所述气流通路12内产生负压；
步骤2、所述进液池5内的检测液通过负压吸引，在所述主流道6内向所述废液池9的方向流动，同时，所述气流通路12内也产生负压，能够使所述检测井8内产生向上的吸引，并通过所述流道分支7将所述主流道6内的检测液，吸引到所述检测井8内；
步骤3、所述隔离膜4为透气不透水的材质，故所述检测井8内的检测液无法进入到所述气流通路12内；
步骤4、当所述主流道6的检测液深度小于所述流道分支7高度时，所述检测井8内的检测液与所述主流道6内的检测液完全分离，关闭所述负压发生器；
步骤5、当所述检测井8填满15分钟后，并将本装置恒温加热30分钟，开启检测装置激发光，肉眼观察所述检测井8内是否有荧光，用手机拍摄照片查看荧光，并判断所需检测内容。
实施例中由下而上依次贴合所述底板1、所述隔离膜4及所述上板2，所述隔离膜4为透气不透水的材质，供所述气流通路12内无法流入检测液，所述隔离膜4的左侧设置一个贯通孔，其位置与所述进液池5相对应，所述贯通孔上设置所述过滤膜3，分析血浆时能够过滤血细胞，如果不是就可不设置所述过滤膜3。
检测人员将检测液通过所述进液口11加入到所述进液池5内，开启所述负压发生器，所述样品流道及所述气流通路12内形成负压，加入所述进液池5内检测液，流入所述主流道6内，所述气流通路12分别与所述检测井8的顶端连通，能够使所述检测井8内形成向上的负压吸力，将所述主流道6内的检测液经过所述流道分支7吸入所述检测井8内，所述隔离膜4为透气不透水的材质，故所述气流通路12内不会进入检测液，检测液沿着所述主流道6前行，并依次填满所述检测井8，并最终流入所述废液池9内，当所述主流道6的检测液深度小于所述流道分支7高度时，所述检测井8内的检测液与所述主流道6内的检测液完全分离，关闭所述负压发生器，当所述检测井8填满15分钟后，并将本装置恒温加热30分钟，开启检测装置激发光，肉眼观察所述检测井8内是否有荧光，用手机拍摄照片查看荧光，并判断所需检测内容。
本发明的优点：
可以实现批量化，工业化生产，从而进行快速生产，实现每一个检测井的检测都是相互独立的，优化了解决检测液进液驱动力的问题。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于微流控的检测芯片，其特征在于：由下而上依次贴合底板(1)、隔离膜(4)及上板(2)；
所述底板(1)的顶端表面设置样品流道，所述样品流道与所述隔离膜(4)能够形成负压空腔，所述样品流道按样品流向依次包括进液池(5)、主流道(6)、流道分支(7)、检测井(8)及废液池(9)，所述进液池(5)与所述主流道(6)的入口端连通，所述主流道(6)呈迂回前行状，其两侧对称设置若干个所述流道分支(7)，所述流道分支(7)的尾端设置所述检测井(8)，所述主流道(6)通过所述流道分支(7)分别与所述检测井(8)连通，所述主流道(6)的出口端与所述废液池(9)连通，所述废液池(9)与负压口(10)连通；
所述上板(2)的左侧设置进液口(11)，并与所述进液池(5)的顶端连通，所述上板(2)的右侧设置第二负压连接口(14)，并与所述负压口(10)的顶端连通，所述上板(2)的底端表面设置气流通路(12)，所述气流通路(12)与所述隔离膜(4)能够形成负压空腔，所述气流通路(12)分别与所述检测井(8)的顶端连通，所述气流通路(12)的出口端与第一负压连接口(13)连通，所述第一负压连接口(13)及所述第二负压连接口(14)分别与负压发生器连通，分别供所述样品流道及所述气流通路(12)内形成负压。
2.如权利要求1所述一种基于微流控的检测芯片，其特征在于：所述隔离膜(4)为透气不透水的材质，其厚度为200微米以内，所述隔离膜(4)的左侧设置一个贯通孔，其位置与所述进液池(5)相对应，所述贯通孔上设置过滤膜(3)，供过滤血细胞。
3.如权利要求1所述一种基于微流控的检测芯片，其特征在于：所述主流道(6)及所述检测井(8)的深度大于所述流道分支(7)的深度。
4.一种基于微流控的检测芯片的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在所述进液口(11)处将检测液加入所述进液池(5)内，启动所述负压发生器，供所述主流道(6)及所述气流通路(12)内产生负压；
步骤2、所述进液池(5)内的检测液通过负压吸引，在所述主流道(6)内向所述废液池(9)的方向流动，同时，所述气流通路(12)内也产生负压，能够使所述检测井(8)内产生向上的吸引，并通过所述流道分支(7)将所述主流道(6)内的检测液，吸引到所述检测井(8)内；
步骤3、所述隔离膜(4)为透气不透水的材质，故所述检测井(8)内的检测液无法进入到所述气流通路(12)内；
步骤4、当所述主流道(6)的检测液深度小于所述流道分支(7)高度时，所述检测井(8)内的检测液与所述主流道(6)内的检测液完全分离，关闭所述负压发生器；
步骤5、当所述检测井(8)填满15分钟后，并将本装置恒温加热30分钟，开启检测装置激发光，肉眼观察所述检测井(8)内是否有荧光，用手机拍摄照片查看荧光，并判断所需检测内容。
CN202110130474.8A 2021-01-29 2021-01-29 基于微流控的检测芯片及检测方法 Pending CN112946305A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110130474.8A CN112946305A (zh) 2021-01-29 2021-01-29 基于微流控的检测芯片及检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110130474.8A CN112946305A (zh) 2021-01-29 2021-01-29 基于微流控的检测芯片及检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112946305A true CN112946305A (zh) 2021-06-11

Family

ID=76240224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110130474.8A Pending CN112946305A (zh) 2021-01-29 2021-01-29 基于微流控的检测芯片及检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112946305A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114558630A (zh) * 2022-03-09 2022-05-31 扬州大学 一种微流控多功能检测装置
CN114849799A (zh) * 2022-03-28 2022-08-05 哈尔滨医科大学 微流控检测芯片

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114558630A (zh) * 2022-03-09 2022-05-31 扬州大学 一种微流控多功能检测装置
CN114849799A (zh) * 2022-03-28 2022-08-05 哈尔滨医科大学 微流控检测芯片

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100912530B1 (ko) 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자
CN105505761A (zh) 一种数字等温核酸检测装置及其检测方法
US7416892B2 (en) Method and system for microfluidic manipulation, amplification and analysis of fluids, for example, bacteria assays and antiglobulin testing
CN112501258B (zh) 用于核酸提取纯化及扩增检测的微流控芯片
CN112946305A (zh) 基于微流控的检测芯片及检测方法
CN112195099B (zh) 一种用于核酸检测的微流控芯片
CN107513495B (zh) 用于核酸检测的多通道微滴检测芯片
JP2016534333A (ja) 減圧する弁および弁システム
EP1843156A2 (en) Filter for separating blood cells
CN105164246A (zh) 用于分析定义的多细胞组合的方法和设备
CN101568636A (zh) 用于诊断性检测的模块
US20060013726A1 (en) Biochemical reaction cartridge
CN107497503A (zh) 用于研究肿瘤单细胞侵袭和上皮间质转化的微流控芯片
CN103293050A (zh) 一种血清过滤芯片及其制备方法
CN105707010A (zh) 基于微阀的双检测微流控芯片及糖尿病模型构建方法
Özyurt et al. Lab-on-a-chip systems for cancer biomarker diagnosis
CN109865540A (zh) 基于化学改性的微流控肺泡芯片
Lakhera et al. Development and recent advancement in microfluidics for point of care biosensor applications: A review
CN1629640A (zh) 一种集成了透析功能的微流控芯片及其制备方法
CN113234583B (zh) 一种集成气路控制的细胞反应模块及采用其进行细胞反应的方法
Kobayashi et al. Microfluidic chip with serially connected filters for improvement of collection efficiency in blood plasma separation
CN112782416A (zh) 基于微流控的检测芯片及检测方法
CN215493304U (zh) 一种全血处理及检测微流控芯片
CN214310563U (zh) 基于微流控的检测芯片
CN214374845U (zh) 基于微流控的检测芯片

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination