CN113325170A - 试纸芯片装置、微流控芯片及侧向流试纸条 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种试纸芯片装置、微流控芯片及侧向流试纸条，纸芯片装置包括：微流控芯片，所述微流控芯片上设置有样本腔及废液腔；侧向流试纸条，所述侧向流试纸条具有用于设置在所述样本腔及废液腔之间的试纸部件；所述样本腔用于容纳样本，在所述微流控芯片的控制下所述样本腔内的样本经过所述试纸部件到达所述废液腔。本发明提供的试纸芯片装置，采用侧向流试纸条与微流控芯片的组装结构，在微流控芯片的控制下样本腔内的样本经过试纸部件到达废液腔，有效提高了检测灵敏度。

Description

试纸芯片装置、微流控芯片及侧向流试纸条

技术领域

本发明涉及免疫检测技术领域，特别涉及一种试纸芯片装置、微流控芯片及侧向流试纸条。

背景技术

侧向流免疫检测技术是一种成本低、反应快、操作简单的诊断技术，在医疗卫生、食品安全、环境监测等领域中应用广泛。传统的侧向流检测产品以侧向流检测试纸条为主。然而，试纸条的应用受限于其检测灵敏度。一方面，试纸条本身的结构限制了上样样品体积；另一方面试纸条被动的液体驱动方式也导致了反应过程反应液流速的不可控。这两者在一定程度上限制了其检测灵敏度。

因此，如何提高检测灵敏度，是本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种试纸芯片装置，以提高检测灵敏度。本发明还提供了一种微流控芯片及侧向流试纸条。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种试纸芯片装置，包括：

微流控芯片，所述微流控芯片上设置有样本腔及废液腔；

侧向流试纸条，所述侧向流试纸条具有用于设置在所述样本腔及废液腔之间的试纸部件；所述样本腔用于容纳样本，在所述微流控芯片的控制下所述样本腔内的样本经过所述试纸部件到达所述废液腔。

可选地，上述试纸芯片装置中，所述微流控芯片上还设置有用于设置所述试纸部件的试纸条腔；

所述试纸条腔连通所述样本腔及所述废液腔。

可选地，上述试纸芯片装置中，所述试纸部件在设置于所述试纸条腔中时，所述试纸部件的宽度方向垂直于所述微流控芯片。

可选地，上述试纸芯片装置中，所述微流控芯片上还设置有相互连接的连通管道及接触腔，所述连通管道的横截面积小于所述接触腔的横截面积；

所述连通管道设置于所述样本腔与所述接触腔之间，所述连通管道远离所述接触腔的一端与所述样本腔连接，所述接触腔远离所述连通管道的一端与所述试纸条腔连接。

可选地，上述试纸芯片装置中，所述微流控芯片上还设置有全血血细胞分离与定量腔体、虹吸管道、冻干试剂腔及接触腔，所述虹吸管道的横截面积就小于所述接触腔的横截面积，所述虹吸管道的横截面积就小于所述冻干试剂腔的横截面积；

所述全血血细胞分离与定量腔体的进口端与所述样本腔连接，所述全血血细胞分离与定量腔体的出口端与所述虹吸管道的一端连接，所述虹吸管道的另一端与所述接触腔的一端连接，所述接触腔的另一端与所述试纸条腔连接，所述冻干试剂腔串联于所述虹吸管道上。

可选地，上述试纸芯片装置中，所述微流控芯片为离心式微流控芯片；

所述样本腔到所述离心式微流控芯片的圆心的距离小于所述废液腔到所述离心式微流控芯片的圆心的距离。

可选地，上述试纸芯片装置中，所述样本腔为沿所述离心式微流控芯片的旋转定位孔的外周设置的弧形腔体。

可选地，上述试纸芯片装置中，所述侧向流试纸条还包括石蜡膜；

所述试纸部件位于所述石蜡膜朝向所述微流控芯片的一面上。

可选地，上述试纸芯片装置中，所述石蜡膜包括用于封闭所述样本腔的加样区、用于与所述试纸部件连接的反应区及用于封闭所述废液腔的废液区。

可选地，上述试纸芯片装置中，所述样本腔上设置有用于加样及通气的第一开孔；

所述废液腔上设置有用于通气的第二开孔。

本发明还提供了一种微流控芯片，所述微流控芯片上设置有样本腔、试纸条腔及废液腔；所述试纸条腔用于设置侧向流试纸条的试纸部件；所述试纸条腔连通所述样本腔及所述废液腔；

在所述微流控芯片的控制下所述样本腔内的样本经过所述试纸部件到达所述废液腔。

本发明还提供了一种侧向流试纸条，其特征在于，所述侧向流试纸条包括试纸部件及石蜡膜；

所述试纸部件位于所述石蜡膜朝向所述微流控芯片的一面上；

所述石蜡膜包括用于封闭微流控芯片的样本腔的加样区、用于与所述试纸部件连接的反应区及用于封闭所述微流控芯片的废液腔的废液区。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的试纸芯片装置，采用侧向流试纸条与微流控芯片的组装结构，在微流控芯片的控制下样本腔内的样本经过试纸部件到达废液腔，使得经过侧向流试纸条的试纸部件的样本可以控制，具有主动可控的侧向流检测过程；并且，通过调节样本腔与废液腔的腔体溶剂，有效降低了侧向流试纸条本身的结构对样品体积的限制。通过上述设置，有效提高了检测灵敏度。

本发明提供的微流控芯片及侧向流试纸条，具有与上述试纸芯片装置同样的技术效果，在此不再一一累述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种试纸芯片装置的微流控芯片的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一种试纸芯片装置的分解结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第二种试纸芯片装置的微流控芯片的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第二种试纸芯片装置的第一状态结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第二种试纸芯片装置的第二状态结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第二种试纸芯片装置的第三状态结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第二种试纸芯片装置的第四状态结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第三种试纸芯片装置的分解结构示意图；

图9为本发明实施例提供的第三种试纸芯片装置的石蜡膜的第一种结构示意图；

图10为本发明实施例提供的第三种试纸芯片装置的石蜡膜的第二种结构示意图；

图11为本发明实施例提供的第三种试纸芯片装置的组装结构示意图；

图12为本发明实施例提供的第三种试纸芯片装置的第一状态结构示意图；

图13为本发明实施例提供的第三种试纸芯片装置的第二状态结构示意图；

图14为本发明实施例提供的第三种试纸芯片装置的第四状态结构示意图；

图15为本发明实施例提供的第一种侧向流试纸条的结构示意图；

图16为本发明实施例提供的第二种侧向流试纸条的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种试纸芯片装置，以提高检测灵敏度。本发明还提供了一种微流控芯片及侧向流试纸条。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1及图2所示，本发明实施例提供了一种试纸芯片装置，包括微流控芯片10及侧向流试纸条。微流控芯片10上设置有样本腔103及废液腔107；侧向流试纸条具有用于设置在样本腔103及废液腔107之间的试纸部件20；样本腔103用于容纳样本，在微流控芯片的控制下样本腔103内的样本经过试纸部件20到达废液腔107。

本发明实施例提供的试纸芯片装置，采用侧向流试纸条与微流控芯片10的组装结构，在微流控芯片的控制下样本腔103内的样本经过试纸部件20到达废液腔107，使得经过侧向流试纸条的试纸部件20的样本可以控制，具有主动可控的侧向流检测过程；并且，通过调节样本腔103与废液腔107的腔体溶剂，有效降低了侧向流试纸条本身的结构对样品体积的限制。通过上述设置，有效提高了检测灵敏度。

优选地，微流控芯片10上还设置有用于设置试纸部件20的试纸条腔106；试纸条腔106连通样本腔103及废液腔107。

如图2所示，为了提高结构紧凑程度且方便组装，试纸部件20在设置于试纸条腔106中时，试纸部件20的宽度方向垂直于微流控芯片10。当然，也可以使得试纸部件20的宽度方向平行于微流控芯片10。其中，试纸部件20的宽度方向垂直于样本在试纸部件20上的流向。

出于进一步提高结构紧凑性的考虑，试纸条腔106可以为弯折腔体。本实施例中，试纸部件20通过弯折与试纸条腔106匹配安装。

如图1及图2所示，在第一种实施例中，微流控芯片10上设置有样本腔103、废液腔107、试纸条腔106、连通管道104及接触腔105，试纸条腔106用于设置试纸部件20，连通管道104及接触腔105相互连接，连通管道104的横截面积小于接触腔105的横截面积；连通管道104设置于样本腔103与接触腔105之间，连通管道104远离接触腔105的一端与样本腔103连接，接触腔105远离连通管道104的一端与试纸条腔106连接。通过上述设置，有效提高了样本与试纸部件20的接触效果。

在第一种实施例中，微流控芯片10为离心式微流控芯片；样本腔103到离心式微流控芯片的圆心的距离小于废液腔107到离心式微流控芯片的圆心的距离。样本在离心力的作用下，由微流控芯片10的圆心（旋转定位孔101）向微流控芯片10的边缘流动，由于样本腔103到离心式微流控芯片的圆心的距离小于废液腔107到离心式微流控芯片的圆心的距离，样本在离心力的作用下实现了样本由样本腔103向废液腔107的流动，确保了样本在离心控制的作用下经过试纸部件20。该离心式微流控芯片在外部电源和控制单元操作下，通过转速等的调节操控芯片上试纸部件20内侧向流反应的进行。当然，也可以将微流控芯片10设置为其他类型的微流控芯片，如压力推动式微流控芯片或毛细力驱动微流控芯片等。

如图3所示，在第二种实施例中，试纸芯片装置由其适用于全血中新冠抗体检测中。微流控芯片10上设置有样本腔108、废液腔107、试纸条腔106、全血血细胞分离与定量腔体109、虹吸管道110、冻干试剂腔111及接触腔105，试纸条腔106用于设置试纸部件20，虹吸管道110的横截面积就小于接触腔105的横截面积，虹吸管道110的横截面积就小于冻干试剂腔111的横截面积；全血血细胞分离与定量腔体109的进口端与样本腔108连接，全血血细胞分离与定量腔体109的出口端与虹吸管道110的一端连接，虹吸管道110的另一端与接触腔105的一端连接，接触腔105的另一端与试纸条腔106连接，冻干试剂腔111串联于虹吸管道110上。

使用过程如下：

如图4所示，使用时，将样本（全血）加入样本腔108中，试纸芯片装置固定于芯片托盘上。在离心机高速转动时，样本（全血）进入血细胞分离与定量腔体109；

如图5所示，样本（全血）在高速离心过程中血细胞逐渐沉淀至充分分离；

如图6所示，降低转速，液体填充于亲水的虹吸管道110，再次增大转速，血浆进入试剂冻干室111与试剂混合，然后流入接触腔105与试纸条腔106中的试纸部件20接触；

如图7所示，在样本与试纸条腔106中的试纸部件20接触后，在合适条件下至反应结束，反应液全部经试纸部件20后流入废液腔107，并获取检测结果。

在第二种实施例中，微流控芯片10也可以为离心式微流控芯片；样本腔108到离心式微流控芯片的圆心的距离小于废液腔107到离心式微流控芯片的圆心的距离。样本在离心力的作用下，由微流控芯片10的圆心（旋转定位孔101）向微流控芯片10的边缘流动，由于样本腔108到离心式微流控芯片的圆心的距离小于废液腔107到离心式微流控芯片的圆心的距离，样本在离心力的作用下实现了样本由样本腔108向废液腔107的流动，确保了样本在离心控制的作用下经过试纸部件20。该离心式微流控芯片在外部电源和控制单元操作下，通过转速等的调节操控芯片上试纸部件20内侧向流反应的进行。当然，也可以将微流控芯片10设置为其他类型的微流控芯片，如压力推动式微流控芯片或毛细力驱动微流控芯片等。

优选地，样本腔108为沿离心式微流控芯片的旋转定位孔101的外周设置的弧形腔体。优选地，弧形腔体的圆心与旋转定位孔101的圆心重合。

也可以将样本腔108设置为其他结构，在此不再一一累述。

在上述两种实施例中，侧向流试纸条可以为商业化侧向流试纸条（即市面上现有的试纸条），依据试纸条腔106的具体结构，对侧向流试纸条进行裁剪及弯折，形成试纸部件20。试纸部件如图15所示，侧向流试纸条上具有检测线j及质控线z。

如图8所示，在第三种实施例中，出于简化试纸芯片装置的制备工艺的考虑，试纸部件还包括石蜡膜30；试纸部件工作区位于石蜡膜30朝向微流控芯片10的一面上。由其适用于血清中新冠抗体的检测。本实施例中的试纸部件可以为玻璃纤维滤纸，当然，也可以为其他类型的多孔滤纸材料。

在具体地石蜡膜试纸部件加工过程中，首先使用石蜡打印机将石蜡打印出成所设计的图案（如图9及图10所示），然后将该试纸部件置于80℃加热2分钟，让石蜡融化并渗入膜内，冷却后石蜡形成石蜡膜30，石蜡膜30形成围栏以控制液体的流向，（进一步地，在石蜡膜30另一侧再打印一层石蜡作为密封）。然后将检测线j位置划线，在质控线z上划上相应的质控反应材料，然后37℃烘箱干燥2小时。

如图9及图10，图9及图10是用于石蜡打印的两种图案结构。通过石蜡打印机用石蜡打印出图案，然后80℃加热2分钟，让石蜡融化并渗入试纸部件内，冷却后石蜡形成围栏以控制液体的流向。图9的图案结构主要包括加样区301a、反应区302a及废液区303a；图10的图案结构主要包括加样区301b、反应区302b及废液区303b。如图16所示，侧向流反应的检测线j及质控线z均在反应区（反应区302a及反应区302b）制备。

如图9所示，在第一种石蜡膜30的结构中，石蜡膜30包括用于封闭样本腔103的加样区301a、用于与试纸部件连接的反应区302a及用于封闭废液腔107的废液区303a。其中，反应区302a可以为弯折结构。

如图10所示，在第二种石蜡膜30的结构中，石蜡膜30包括用于封闭样本腔103的加样区301b、用于与试纸部件连接的反应区302b及用于封闭废液腔107的废液区303b，反应区302b为直条结构。

还可以将石蜡膜30设计成其他结构，在此不再一一累述。

本实施例提供的试纸芯片装置使用过程如下：

如图8、图9及图11所示，将石蜡膜30安装于微流控芯片10上；将石蜡膜30设置有试纸部件的一面用双面胶或其他粘贴材料与微流控芯片10贴合，加样区301a对准样本腔103，废液区303a对准废液腔107。其中，优选将石蜡膜30设置有试纸部件的一面上除去试纸部件所在位置的区域与微流控芯片10贴合，确保试纸部件的效果。

如图12所示，将样本（血清样本混合侧向流检测试剂）加入样本腔103，微流控芯片10固定于芯片托盘上；

如图13所示，在离心机高速转动时，样本（血清样本）渗入石蜡膜30的试纸部件内，反应液沿着加样区301a对准的样本腔103流经反应区302a对准的试纸部件进行反应；

如图14所示，之后，反应液进入废液区303a对准的废液腔107，渗出到芯片废液腔107（图7）。在合适的离心操控条件下至反应结束，获取检测结果。

本实施例中，为了便于加样及供样本顺畅流动，样本腔103上设置有用于加样及通气的第一开孔102；废液腔107上设置有用于通气的第二开孔。

本发明实施例还提供了一种微流控芯片，微流控芯片上设置有样本腔、试纸条腔及废液腔；试纸条腔用于设置侧向流试纸条的试纸部件；试纸条腔连通样本腔及废液腔；在微流控芯片的控制下样本腔内的样本经过试纸部件到达废液腔。

本发明实施例还提供了一种微流控芯片，能够将侧向流试纸条的试纸部件组装于微流控芯片的试纸条腔内，在微流控芯片的控制下样本腔内的样本经过试纸部件到达废液腔，使得经过侧向流试纸条的试纸部件的样本可以控制，具有主动可控的侧向流检测过程；并且，通过调节样本腔与废液腔的腔体溶剂，有效降低了侧向流试纸条本身的结构对样品体积的限制。通过上述设置，有效提高了检测灵敏度。

如图1所示，微流控芯片10为本实施例中的微流控芯片。如图3所示，微流控芯片为本实施例中的微流控芯片。可以依据具体检测类型调整微流控芯片的具体结构，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

进一步地，侧向流试纸条可以为商业化侧向流试纸条（即市面上现有的试纸条），试纸条腔106内设置侧向流试纸条裁剪形成的试纸部件20。依据试纸条腔106的具体结构进行裁剪形成试纸部件20。如图15所示，侧向流试纸条上具有检测线j及质控线z。

本发明实施例还提供了一种侧向流试纸条，侧向流试纸条包括试纸部件及石蜡膜；试纸部件位于石蜡膜朝向微流控芯片的一面上；石蜡膜包括用于封闭微流控芯片的样本腔的加样区、用于与试纸部件连接的反应区及用于封闭微流控芯片的废液腔的废液区。结构如图16所述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种试纸芯片装置，其特征在于，包括：

微流控芯片，所述微流控芯片上设置有样本腔及废液腔；

侧向流试纸条，所述侧向流试纸条具有用于设置在所述样本腔及废液腔之间的试纸部件；所述样本腔用于容纳样本，在所述微流控芯片的控制下所述样本腔内的样本经过所述试纸部件到达所述废液腔。

2.如权利要求1所述的试纸芯片装置，其特征在于，所述微流控芯片上还设置有用于设置所述试纸部件的试纸条腔；

所述试纸条腔连通所述样本腔及所述废液腔。

3.如权利要求2所述的试纸芯片装置，其特征在于，所述试纸部件在设置于所述试纸条腔中时，所述试纸部件的宽度方向垂直于所述微流控芯片。

4.如权利要求1所述的试纸芯片装置，其特征在于，所述微流控芯片上还设置有相互连接的连通管道及接触腔，所述连通管道的横截面积小于所述接触腔的横截面积；

所述连通管道设置于所述样本腔与所述接触腔之间，所述连通管道远离所述接触腔的一端与所述样本腔连接，所述接触腔远离所述连通管道的一端与所述试纸条腔连接。

5.如权利要求1所述的试纸芯片装置，其特征在于，所述微流控芯片上还设置有全血血细胞分离与定量腔体、虹吸管道、冻干试剂腔及接触腔，所述虹吸管道的横截面积就小于所述接触腔的横截面积，所述虹吸管道的横截面积就小于所述冻干试剂腔的横截面积；

所述全血血细胞分离与定量腔体的进口端与所述样本腔连接，所述全血血细胞分离与定量腔体的出口端与所述虹吸管道的一端连接，所述虹吸管道的另一端与所述接触腔的一端连接，所述接触腔的另一端与所述试纸条腔连接，所述冻干试剂腔串联于所述虹吸管道上。

6.如权利要求1所述的试纸芯片装置，其特征在于，所述微流控芯片为离心式微流控芯片；

所述样本腔到所述离心式微流控芯片的圆心的距离小于所述废液腔到所述离心式微流控芯片的圆心的距离；所述样本腔为沿所述离心式微流控芯片的旋转定位孔的外周设置的弧形腔体。

7.如权利要求1所述的试纸芯片装置，其特征在于，所述侧向流试纸条还包括石蜡膜；

所述试纸部件位于所述石蜡膜朝向所述微流控芯片的一面上。

8.如权利要求7所述的试纸芯片装置，其特征在于，所述石蜡膜包括用于封闭所述样本腔的加样区、用于与所述试纸部件连接的反应区及用于封闭所述废液腔的废液区。

9.如权利要求1-8任一项所述的试纸芯片装置，其特征在于，所述样本腔上设置有用于加样及通气的第一开孔；

所述废液腔上设置有用于通气的第二开孔。

10.一种微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片上设置有样本腔、试纸条腔及废液腔；所述试纸条腔用于设置侧向流试纸条的试纸部件；所述试纸条腔连通所述样本腔及所述废液腔；

在所述微流控芯片的控制下所述样本腔内的样本经过所述试纸部件到达所述废液腔。

11.一种侧向流试纸条，其特征在于，所述侧向流试纸条包括试纸部件及石蜡膜；

所述试纸部件位于所述石蜡膜朝向所述微流控芯片的一面上；

所述石蜡膜包括用于封闭微流控芯片的样本腔的加样区、用于与所述试纸部件连接的反应区及用于封闭所述微流控芯片的废液腔的废液区。

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