CN113533263B - 试剂释放装置及方法、微流控芯片装置和结核检测系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种试剂释放装置及方法、微流控芯片装置和结核检测系统，其中试剂释放装置包括：储液部件(10)，内部设有第一容纳腔(P)，用于存储第一试剂；塞体(1)，沿自身长度方向设有第一通孔(11)，塞体(1)的第一端插入第一容纳腔(P)，且相对于第一容纳腔(P)沿第一通孔(11)的轴向可移动地设置，塞体(1)被配置为在释放第一试剂时至少部分长度段与第一容纳腔(P)的侧壁整周接触；和管体(2)，具有第二通孔(21)，管体(2)的第一端从塞体(1)的第二端插入第一通孔(11)，管体(2)的第二端被配置为在塞体(1)朝向第一容纳腔(P)的底部相对运动时，通过第二通孔(21)释放第一试剂。

Description

试剂释放装置及方法、微流控芯片装置和结核检测系统

技术领域

本公开涉及生物化学检测技术领域，尤其涉及一种试剂释放装置及方法、微流控芯片装置和结核检测系统。

背景技术

在生物检测领域，例如核酸检测、结核检测等，需要将试剂定量地释放以进行检测，这就需要通过驱动装置控制试剂流动，实现试剂的释放。试剂释放量的精度对于提高检测准确性非常重要，目前的试剂释放装置结构较为复杂，且难以对试剂的释放量进行精确控制。

发明内容

本公开提出了一种试剂释放装置及方法、微流控芯片装置和结核检测系统，能够更加精确地控制试剂的释放量。

根据本公开的第一方面，提供了一种试剂释放装置，包括：

储液部件，内部设有第一容纳腔，用于存储第一试剂；

塞体，沿自身长度方向设有第一通孔，塞体的第一端插入第一容纳腔，且相对于第一容纳腔沿第一通孔的轴向可移动地设置，塞体被配置为在释放第一试剂时至少部分长度段与第一容纳腔的侧壁整周接触；和

管体，具有第二通孔，管体的第一端从塞体的第二端插入第一通孔，管体的第二端被配置为在塞体朝向第一容纳腔的底部相对运动时，通过第二通孔释放第一试剂在一些实施例中，管体的第一端被配置为在释放第一试剂的状态下相对于塞体的第一端向外伸出。

在一些实施例中，塞体位于第一容纳腔内的长度段与第一容纳腔的侧壁全部接触。

在一些实施例中，管体相对于塞体固定设置。

在一些实施例中，管体相对于塞体沿轴向可移动地设置。

在一些实施例中，塞体与管体之间的阻力小于塞体与第一容纳腔之间的阻力，管体与塞体之间设有限位结构。

在一些实施例中，限位结构包括设在管体外壁上的卡环，卡环被配置为通过与塞体的第二端接触限制管体朝向塞体第一端运动的极限位移。

在一些实施例中，塞体被配置为预先存储第二试剂，试剂释放装置还包括：

第一封闭件，设在塞体的第一端，被配置为封闭第一通孔；和

第二封闭件，设在管体的第二端，被配置为封闭第二通孔的第二端；

其中，管体的第一端被配置为在预先存储第二试剂的状态下位于第一封闭件的内侧。

在一些实施例中，第一容纳腔的侧壁上设有通气槽，通气槽从第一容纳腔的开口朝向底部延伸预设距离。

在一些实施例中，第二封闭件被配置为在管体朝向塞体的第一端运动释放第二试剂时处于打开状态，第一封闭件被配置为在释放第二试剂时处于封闭状态。

在一些实施例中，第一封闭件被配置为在第二试剂释放完毕需要释放第一试剂时处于打开状态。

根据本公开的第二方面，提供了一种微流控芯片装置，包括：

上述实施例的试剂释放装置，储液部件包括第一微流控芯片层，第一微流控芯片层内设有第一容纳腔；和

第二微流控芯片层，其内设有第二容纳腔，用于接收管体释放的试剂。

在一些实施例中，微流控芯片装置还包括：

升降机构，用于带动第一微流控芯片层沿轴向运动，并在带动第一微流控芯片层朝向第二微流控芯片层运动时，使塞体朝向第一容纳腔的底部运动释放第一试剂。

在一些实施例中，第一微流控芯片层中设有多个第一容纳腔，每个第一容纳腔中均设有一组塞体和管体。

在一些实施例中，第二微流控芯片层上设有与第二容纳腔连通的进样口，微流控芯片装置还包括：

平移机构，用于带动第一微流控芯片层在垂直于轴向的平面内运动，以使第二通孔的第二端可选择地与进样口正对以释放试剂；或者与进样口错开，以通过第二微流控芯片层将第二通孔的第二端封闭从而密封储存试剂。

在一些实施例中，微流控芯片装置还包括：

升降机构，用于带动第一微流控芯片层沿着轴向运动，并在储存试剂时带动第一微流控芯片层朝向第二微流控芯片层运动，使管体的第二端抵住第二微流控芯片层的表面。

在一些实施例中，管体相对于塞体沿轴向可移动地设置；

在一些实施例中，塞体与管体之间的阻力小于塞体与第一容纳腔之间的阻力；在需要密封储存第一试剂时，管体的第二端与第二微流控芯片层底面之间的初始距离不超过塞体与管体之间的最大相对位移。

根据本公开的第三方面，提供了一种结核检测系统，包括：

上述实施例的微流控芯片装置；和

荧光检测部件，设在第二微流控芯片层远离第一微流控芯片层的一侧；

其中，第一微流控芯片层包括储液模块，储液模块中设有两个独立的第一容纳腔，分别用于容纳全血和缓冲液；第二微流控芯片层包括混合反应模块，混合反应模块包括第二容纳腔和层析检测试件，第二容纳腔用于使血浆和缓冲液混合形成混合试剂，并通过层析检测试件使混合试剂发生层析反应；荧光检测部件用于检测层析反应后的试剂。

根据本公开的第四方面，提供了一种基于上述实施例试剂释放装置的试剂释放方法，包括：

使塞体朝向第一容纳腔的底部相对运动，以使第一试剂通过第二通孔从管体的第二端释放。

在一些实施例中，在塞体内预先存储第二试剂的情况下，在使塞体朝向第一容纳腔的底部相对运动之前，试剂释放方法还包括：

使管体的第二端的第二封闭件处于打开状态；

使管体朝向塞体的第一端运动以释放第二试剂；

使塞体的第一端的第一封闭件处于打开状态，并使管体的第一端从塞体的第一端伸出。

在一些实施例中，第一封闭件包括封闭膜，使塞体的第一端的第一封闭件处于打开状态，并使管体的第一端从塞体的第一端伸出的步骤包括：

使管体朝向塞体的第一端移动将封闭膜破坏，并持续运动至管体的第一端从塞体的第一端伸出。

本公开实施例的试剂释放装置，通过塞体与第一容纳腔之间的相对运动量就能控制第一试剂的释放量，控制简单，易于实现精确控制，从而提高检测结果的精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开试剂释放装置的一些实施例的外形结构示意图；

图2为本公开试剂释放装置的一些实施例的剖视图；

图3为本公开试剂释放装置的另一些实施例的结构示意图；

图4为本公开试剂释放装置的另一些实施例中在塞体内预存第二试剂的结构示意图；

图5为本公开试剂释放装置的另一些实施例的剖视图；

图6为本公开试剂释放装置的再一些实施例的结构示意图；

图7为本公开微流控芯片装置的一些实施例的结构示意图；

图8为本公开微流控芯片装置的另一些实施例的结构示意图；

图9A和图9B分别为第二微流控芯片层的正面和背面结构示意图。

附图标记说明

A、第一微流控芯片层；A’、储液模块；B、第二微流控芯片层；B’、混合反应模块；P、第一容纳腔；Q、第二容纳腔；

1、塞体；2、管体；11、第一通孔；12、第一封闭件；21、第二通孔；22、第二封闭件；23、卡环；3、升降机构；31、进样口；32、层析反应试件；33、密封片；4、第一驱动部件；5、平移机构；6、第二驱动部件；7、荧光检测部件；81、底板；82、第一结构层；91、第二结构层；92、盖板；10、储液部件。

具体实施方式

以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、和等指示的方位或位置关系均是基于图中的方位而言进行描述，仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

首先，本公开提供了一种试剂释放装置，用于生物化学试剂的释放，在一些实施例中，如图1至图5所示，包括：储液部件10、塞体1和管体2。其中，储液部件10内部设有第一容纳腔P，用于存储第一试剂，第一试剂可以是被测样品，例如血液、唾液或尿液等，也可以是为了实现检测功能而加入的检测试剂，例如生物试剂、化学试剂或缓冲液等。

塞体1沿自身长度方向设有第一通孔11，塞体1的第一端插入第一容纳腔P，且相对于第一容纳腔P沿第一通孔11的轴向可移动地设置，塞体1被配置为在释放第一试剂时至少部分长度段与第一容纳腔P的侧壁整周接触，以防止第一试剂流出，较优地，塞体1与第一容纳腔P的侧壁密封接触，以提高密封效果，防止第一试剂向外流出以及造成实验污染。塞体1相对于第一容纳腔P沿轴向可移动地设置。

管体2具有第二通孔21，管体2的第一端从塞体1的第二端插入第一通孔11，第二通孔21与第一通孔11可同轴设置。管体2可采用硬质管。

塞体1在朝向第一容纳腔P的底部相对运动时，第一容纳腔P与塞体1第一端之间形成的空腔的体积逐渐缩小，空腔内的压力升高迫使试剂进入第二通孔21，以通过第二通孔21从管体2的第二端释放第一试剂。例如，塞体1单独运动、储液部件10单独运动、塞体1和储液部件10相对运动的情况都在本公开的保护范围之内。储液部件10的开口可朝上设置或朝向其它方向。

本公开的试剂释放装置至少具备如下优点之一：

1、此种试剂释放装置通过塞体1与第一容纳腔P之间沿轴向的相对运动量就能控制试剂的释放量，控制简单，易于实现精确控制，从而提高检测结果的精度。

2、此种试剂释放装置结构简单，可实现一次性使用，在需要多次释放试剂或释放不同类型的试剂时可更换新的试剂释放装置，以防止造成实验污染，提高检测结果的准确性，保证实验的有效性。可选地，塞体1相对于储液部件10可拆卸地设置，由于塞体1和管体2较难清洗，也可只更换塞体1和管体2。而相关技术中则采用蠕动泵或柱塞泵等驱动流体，结构复杂成本高，在需要多次释放试剂或释放不同类型的试剂时要重复利用泵，容易造成实验污染。

3、此种试剂释放装置直接将塞体1的第一端嵌入储液部件10中，便于实现试剂驱动部件与储液部件10的集成连接，且密封性好不易发生试剂泄漏，可保证气密性以顺利地驱动试剂流动。而现相关技术需要通过软管配合相应接口实现泵与第一容纳腔的连接，接口设计复杂，而且容易发生泄漏。

4、此种试剂释放装置通过挤压的方式使试剂流出，在释放试剂时第一容纳腔P沿轴向的尺寸逐渐减小，试剂的流动行程小，更容易实现密封，从而保证流体顺利释放。而相关技术中通过泵抽吸试剂，试剂的流动行程较长，在较长的流动行程中难以保证气密性，一般发生气体泄漏，则难以实现流体的释放。

5、此种试剂释放装置中塞体1的第一端伸入第一容纳腔P，并在塞体1朝向第一容纳腔P的底部相对运动时，优先使第一容纳腔P上部区域的试剂流出。例如，在结核检测中，第一容纳腔P内储存全血，在检测时需要释放全血中的血浆与缓冲液混合，在全血培养的一段中，红细胞一部分下沉，采用本公开的试剂释放装置可优先使上部区域的全血流出，并通过其他手段如红细胞滤除膜完全滤除红细胞。

如图2和图5所示，在释放第一试剂时，管体2的第一端被配置为在释放第一试剂的状态下相对于塞体1的第一端向外伸出。

这样在塞体1朝向第一容纳腔P的底部运动较短行程就能使管体2的第一端接触到液面，在第一容纳腔P内压力增加时更容易使使试剂进入第二通孔21内向外释放。可选地，管体2的第一端也可位于第一通孔11内，试剂在进入第一通孔11后再进入第二通孔21。

在一些实施例中，如图2所示，塞体1位于第一容纳腔P内的长度段与第一容纳腔P的侧壁全部接触，例如，塞体1可设计为套筒结构，塞体1的外壁在整个长度方向上的直径相同。这样在塞体1与第一容纳腔P相对移动的整个行程范围内，第一容纳腔P的侧壁在开口处都一直与塞体1的外壁接触，防止外部杂质进入第一容纳腔P内，而且通过延长塞体1与第一容纳腔P的接触长度，可优化密封效果，满足生物化学检测的特殊要求。另外，此种结构通过增加导向长度，还能提高塞体1与第一容纳腔P之间相对运动的稳定性，防止塞体1在运动过程中发生晃动，进一步提高试剂释放量的精确控制。

例如，管体2可采用空心石英管，塞体1可采用PMMA空心圆柱，管体2与塞体1之间紧配合，塞体1的内壁上可镀一层光滑的膜，以增加生物兼容性，并提高密封性。

在另一些实施例中，塞体1包括延长度方向设置的第一部分和第二部分，第一部分作为塞体1的第一端，第一部分的外壁与第一容纳腔P的侧壁全部接触；第二部分与第一部分连接，且第二部分的径向尺寸小于第一部分的径向尺寸，第二部分与第一容纳部P的侧壁之间具有空隙。

在一些实施例中，如图1和图2所示，管体2相对于塞体1固定设置，当塞体1在第一容纳腔P内移动时，管体2随之运动。管体2的第二端与用于接收试剂的腔体连通，为了简化接口的连接难度，在释放试剂时管体2可固定设置，由于塞体1与管体2固定，可通过储液部件10的移动释放试剂。

例如，储液部件10呈长方体，且沿长方体的长度方向设有圆孔作为第一容纳腔P，塞体1为套筒结构，塞体1的第一端插入第一容纳腔P，塞体1的外壁与第一容纳腔P可采用紧配合，管体2沿轴向设有第二通孔21，管体2的第一端从塞体1的第二端插入第二通孔21并伸出塞体1的第一端面，且管体2的第一端与第一容纳腔P的底面之间具有预设距离，试剂在第一容纳腔P内的存储高度最好不超过管体2的第一端，以免第一试剂在未进行释放操作时流出。

此种试剂释放装置结构简单，由于管体2与塞体1固定设置，也简化了控制方式，易于保证试剂的释放量。

在另一些实施例中，如图3至图5所示，管体2相对于塞体1沿轴向可移动地设置。此种结构中，管体2与塞体1无相对位移时，塞体1相对于第一容纳腔P底部的位移才属于控制试剂释放的有效位移。

此种结构在通过塞体1相对于第一容纳腔P底部相对运动实现试剂释放的同时，还能通过管体2与塞体1之间的运动实现其它额外功能，例如，在塞体1的第一通孔11内预先储存第二试剂，通过管体2朝向塞体1的第一端相对运动可实现第二试剂的释放。

优选地，塞体1与管体2之间的阻力小于塞体1与第一容纳腔P之间的阻力，管体2与塞体1之间设有限位结构。

例如，在第一容纳腔P中的试剂需要临时密封存储时，可使管体2的第二端对准一用于密封的平面，并控制储液部件10朝向塞体1的第二端移动，在第一运动阶段，管体2相对于塞体1向内缩回，直至限位结构使管体2与塞体1之间无相对位移，此时，管体2的第二端抵紧用于密封的平面，在这一过程中由于塞体1与第一容纳腔P保持位置不变，一方面可防止第一容纳腔P内的试剂在密封过程中被挤出，另一方面还能为后续试剂释放时塞体1朝向第一容纳腔P底部的移动预留行程。

在需要释放试剂时，使管体2的第二端与试剂接收腔连通，并控制储液部件10朝向塞体1的第二端进一步移动，此时进入第二运动阶段，塞体1朝向第一容纳腔P的底部相对移动，试剂被释放。

如图3所示，限位结构包括设在管体2外壁上的卡环23，卡环23被配置为通过与塞体1的第二端接触限制管体2朝向塞体1第一端运动的极限位移。

卡环23为单独的零件并固定于管体2外壁上，例如采用紧配合、粘接或卡接的方式固定。由于管体2为细长管，此种结构能够降低管体2的加工难度，且在卡环23损坏时易于更换。

例如，管体2为细长管，可采用空心石英管，卡环23可采用橡胶环、塑料环或金属环等，卡环23采用紧配合或粘接等方式与管体2固定。由于玻璃制成的管体2上不易加工出限位结构，将卡环23套设在管体2外可降低加工难度。

可选地，限位结构也可包括相互配合的凸起部和凹入部，凸起部设在塞体1内壁和管体2外壁中的一个上，凹入部设在塞体1内壁和管体2外壁中的另一个上。

塞体1被配置为预先存储第二试剂，第二试剂也可是生物化学试剂，可以是与第一试剂相同或不同的试剂，例如，第二试剂为酶溶液，第一试剂为洗涤液。试剂释放装置还包括：第一封闭件12，设在塞体1的第一端，用于封闭第一通孔11；和第二封闭件22，设在管体2的第二端，用于封闭第二通孔21的第二端。其中，在预先存储第二试剂时，第一封闭件12和第二封闭件22均处于封闭状态，此时管体2位于第一封闭件12的内侧。

通过设置第一封闭件12和第二封闭件22，能够使塞体1内形成密封空间，可通过塞体1存储第二试剂。例如，第一封闭件12和第二封闭件22可采用塑料膜、锡箔纸等容易移除或破坏的一次性结构，或者采用在塞体1或管体2上连接密封盖，密封盖可在打开或封闭状态之间切换，能够反复使用。

在一种使用方式中，塞体1相对于第一容纳腔P可拆卸，塞体1和管体2整体脱离储液部件10时，可作为独立的试剂释放装置，通过管体2朝向塞体1的第一端运动可释放第二试剂。

在另一种使用方式中，在塞体1和管体2整体脱离储液部件10释放第二试剂之后，再将塞体1安装到第一容纳腔P中以释放第一试剂。

在再一种使用方式中，在塞体1和管体2位于第一容纳腔P内的状态下释放第二试剂，在第二试剂释放完之后再释放第一试剂。

在塞体1内存储第二试剂时，第一封闭件12处于封闭状态，在将塞体1插入第一容纳腔P时，由于第一容纳腔P被完全封闭，在气压作用下难以将塞体1插入第一容纳腔P。为此，如图6所示，第一容纳腔P的侧壁上设有通气槽101，通气槽101从第一容纳腔P的开口朝向底部延伸预设距离，预设距离被构造为在释放第一试剂时塞体1始终存在至少部分长度段与第一容纳腔P的侧壁整周接触。例如，通气槽101可以为细长槽，可沿周向设置一个或者间隔设置多个。通气槽101可沿第一通孔11的轴向延伸，也可倾斜延伸。

通过设置通气槽101，在将存储第二试剂的塞体1插入第一容纳腔P时，第一容纳腔P可通过通气槽101与外界连通，起到通气作用，以使塞体1顺利插入，塞体1的插入距离与通气槽101的长度一致。在第二试剂释放完毕后，使第一封闭件12处于打开状态，第一容纳腔P可通过第二通孔21与外界连通，塞体1可继续向下移动以释放第一试剂。

对于上述使用方式，第二封闭件22被配置为在管体2朝向塞体1的第一端运动释放第二试剂时处于打开状态，即将塑料膜、锡箔纸等结构撕开，或者将密封盖打开；第一封闭件12被配置为在释放第二试剂时处于封闭状态。

进一步地，第一封闭件12被配置为在第二试剂释放完毕需要释放第一试剂时处于打开状态，且管体2的第一端相对于塞体1的第一端向外伸出。例如，使管体2朝向塞体1的第一端运动，通过管体2扎开塑料膜、锡箔纸等第一封闭件12，或者通过管体2向密封盖施加外力使密封盖打开。

其次，本公开还提供了一种微流控芯片装置，在一些实施例中，如图7所示，微流控芯片装置包括：上述实施例的试剂释放装置和第二微流控芯片层B。其中，储液部件10包括第一微流控芯片层A，第一微流控芯片层A内设有一个或多个第一容纳腔P；第二微流控芯片层B，其内设有一个或多个第二容纳腔Q，作为试剂接收腔，用于接收管体2释放的试剂。第二微流控芯片层B可设在第一微流控芯片层A的上方。

本公开的微流控芯片装置至少具备如下优点之一：

1、此种微流控芯片装置同时具备试剂储存、释放和接收功能，并将作为试剂释放驱动部件的管体2和塞体1集成到微流控芯片中，可提高整体结构的集成度，结构简单，省去了复杂接口的设计，容易保证试剂储存、释放和接收环节中的密封性，能够实现试剂的顺利释放，并防止造成实验污染。

2、通过塞体1与第一容纳腔P之间沿轴向的相对运动量就能控制试剂的释放量，控制简单，易于实现精确控制，对于微流控芯片中的试剂流通量较小的情况，也能准确地控制试剂释放量，从而提高检测结果的精度。

3、塞体1与第一微流控芯片层A之间设计为可拆卸的结构，由于塞体1和管体2不易清洁，结构简单成本低，可实现一次性使用，在需要多次释放试剂或释放不同类型的试剂时可更换新的试剂释放装置，可更换塞体1和管体2，以防造成实验污染，提高检测结果的准确性。

4、此种试剂释放装置通过挤压的方式使试剂流出，在释放试剂时第一容纳腔P沿轴向的尺寸逐渐减小，试剂的流动行程小，更容易实现密封，从而保证流体顺利释放。

5、此种试剂释放装置中塞体1的第一端伸入第一容纳腔P，并在塞体1朝向第一容纳腔P的底部相对运动时，优先使第一容纳腔P上部区域的试剂流出。例如，在结核检测中，第一容纳腔P内储存全血，在检测时最好释放全血中的血浆与缓冲液混合，在全血培养的一段时间中，红细胞一部分下沉，采用本公开的试剂释放装置可优先使上部区域的全血流出，并通过其他手段如红细胞滤除膜完全滤除红细胞，防止红细胞干扰检测结果。

如图7所示，本公开的微流控芯片装置还包括：升降机构3，用于带动第一微流控芯片层A沿轴向(即图7中的高度方向)运动，并在带动第一微流控芯片层A朝向第二微流控芯片层B运动(向上运动)时，使塞体1朝向第一容纳腔P的底部运动释放第一试剂。

进一步地，微流控芯片装置还包括：第一驱动部件4，与升降机构3驱动连接，用于为升降机构3的运动提供驱动力。例如，第一驱动部件4可采用电机或马达等，升降机构3可采用齿轮齿条结构、丝杠螺母结构或滑轮机构等。

此种结构能够通过控制部件自动控制第一微流控芯片层A的移动量，以精确控制试剂释放量。

在一些实施例中，如图8所示，第一微流控芯片层A中设有多个第一容纳腔P，每个第一容纳腔P中均设有一组塞体1和管体2。多个第一容纳腔P中可存储相同或不同的试剂。

在第一微流控芯片层A向上移动时，会使所有第一容纳腔P中的塞体1同步向上移动，可精确地保证多个第一容纳腔P中试剂的供应比例，并通过第一微流控芯片层A的移动量准确控制试剂的供应量，且能使所有第一容纳腔P中试剂同步释放，在需要将各种试剂在第二容纳腔Q中混合时，可使多种试剂的混合更均匀，提高检测准确性。其中，多个第一容纳腔P中试剂的供应比例主要取决于不同组中塞体1和管体2的横截面尺寸比例。

在一些实施例中，如图7所示，第二微流控芯片层B上设有与第二容纳腔Q连通的进样口31，微流控芯片装置还包括：平移机构5，用于带动第一微流控芯片层A在垂直于轴向的平面(水平面)内运动，以使第二通孔21的第二端可选择地与进样口31正对以释放试剂；或者与进样口31错开，以通过第二微流控芯片层B将第二通孔21的第二端封闭从而密封储存试剂，可实现短时间密封存储试剂，或者需要对试剂进行培育等，例如，在结核检测时，可在作为第一试剂的血浆释放之前对血浆保持预设温度进行密封培育。

此种结构能够通过第二微流控芯片层B的底面将管体2的第二端封闭从而密封储存试剂。例如，如图9B所示，第二微流控芯片层B可移动至管体2的第二端正对设置密封片33的位置，以保证试剂储存时的密封性，防止外部空气或杂质进入第一容纳腔P而发生反应或干扰。

进一步地，微流控芯片装置还包括：第二驱动部件6，与平移机构5驱动连接，用于为平移机构5的运动提供驱动力。例如，第二驱动部件6可采用电机或马达等，平移机构5可采用齿轮齿条结构、丝杠螺母结构或滑轮机构等。

此种结构能够通过控制部件自动控制第二微流控芯片层B的移动量，以方便地实现第一试剂的密封存储和释放。

在此基础上，升降机构3用于带动第一微流控芯片层A沿着轴向运动，并在储存试剂时带动第一微流控芯片层A朝向第二微流控芯片层B运动，使管体2的第二端抵住第二微流控芯片层B的表面，例如，可抵住第二微流控芯片层B的下表面设置密封片33的位置。

在该实施例中，管体2相对于塞体1沿轴向可移动地设置，塞体1与管体2之间的阻力小于塞体1与第一容纳腔P之间的阻力；在需要密封储存试剂时，管体2的第二端与第二微流控芯片层B底面之间的初始距离不超过塞体1与管体2之间的最大相对位移。

在需要储存试剂时，在通过第一驱动部件4带动第一微流控芯片层A上升的过程中，管体2的第二端在接触到第二微流控芯片层B的底面后，相对于塞体1向内缩回，以使管体2的第二端被可靠地封闭。在此过程中，塞体1与第一容纳腔P的侧壁不发生相对移动，这样一方面能够防止第一容纳腔P内的试剂被挤出，另一方面还能为后续试剂释放时塞体1朝向第一容纳腔P底部的移动预留行程。

再次，本公开还提供了一种结核检测系统，如图7所示，包括：上述实施例的微流控芯片装置和荧光检测部件7，荧光检测部件7设在第二微流控芯片层B远离第一微流控芯片层A的一侧，即设在第二微流控芯片层B上方。

其中，如图8所示，第一微流控芯片层A包括储液模块A’，储液模块A’中设有两个独立的第一容纳腔P，分别用于容纳全血和缓冲液；第二微流控芯片层B包括混合反应模块B’，混合反应模块B’包括第二容纳腔Q和层析反应试件32，第二容纳腔Q用于使血浆和缓冲液混合形成混合试剂，并通过层析反应试件32使混合试剂发生层析反应；荧光检测部件7用于检测层析反应后的试剂。

其中，层析反应是利用各组分物理性质的不同，将多组分混合物进行分离及测定的方法，可分离生物大分子如蛋白质和核酸等有机物。

在实际结构中，如图8所示，第一微流控芯片层A包括底板81和第一结构层82，第一结构层82扣合在底板81上，以形成内部的第一容纳腔P。第二微流控芯片层B包括第二结构层91和盖板92，盖板92扣合在第二结构层91上，以形成内部的第二容纳腔Q，第二容纳腔Q可以是混合流道。层析反应试件32可以是层析检测试纸，夹在第二结构层91和盖板92之间。如图9A所示，混合流道的至少部分长度段弯曲延伸，例如由多个S形流道依次连接，或者为迷宫形等，有利于使全血中去除红细胞的部分与缓冲液充分混合，并进入层析反应试件32进行反应，可提高后续检测的准确性。

在检测过程中，平移机构5带动第二微流控芯片层B沿层析反应试件32的延伸方向移动，直到层析反应试件32的荧光条带完全经过荧光检测部件7，得到检测数据。

该实施例将血浆及缓冲液的释放、混合、层析反应都集成到微流控芯片中，并通过荧光检测部件7进行检测，用于获得反应后的数据，可完成结核检测过程的一体化、自动化和便携化，大大降低了结核检测操作的复杂度和繁琐度，同时装置体积小且操作便捷。

微流控检测芯片一般具有样品消耗少、检测速度快、操作简便、多功能集成、体体小、便于携带和简化检测流程等优点。

最后，本公开还提供了一种基于上述实施例试剂释放装置的试剂释放方法，在一些实施例中，包括：

步骤101、使塞体1朝向第一容纳腔P的底部相对运动，以使第一试剂通过第二通孔21从管体2的第二端释放。

在一些实施例中，在塞体1内预先存储第二试剂的情况下，在步骤101使塞体1朝向第一容纳腔P的底部相对运动之前，试剂释放方法还包括：

步骤102、使管体2第二端的第二封闭件22处于打开状态；

步骤103、使管体2朝向塞体1的第一端运动以释放第二试剂；

步骤104、使塞体1的第一端的第一封闭件12处于打开状态，并使管体2的第一端从塞体1的第一端伸出。

步骤102至104顺序执行。该实施例能够实现第二试剂和第一试剂的依次释放，可满足检测时释放两种试剂的需求。

在一些实施例中，第一封闭件12包括封闭膜，例如锡纸或塑料膜等，步骤104使塞体1的第一端的第一封闭件12处于打开状态，并使管体2的第一端从塞体1的第一端伸出的步骤包括：

使管体2朝向塞体1的第一端移动将封闭膜破坏，并持续运动至管体2的第一端从塞体1的第一端伸出。

该实施例能够在不取出塞体1的情况下方便地使第一封闭件12打开，并转换至能够释放第一试剂的状态。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

上述附图及具体实施例仅用于说明本公开，本公开并不局限于此。在由本公开权利要求所限定的发明实质和范围内对本公开进行细微的改变均落在本公开的保护范围内。如微流控芯片的材质、储液腔的形状、尺寸，各类功能性及进样孔的形状、尺寸等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (18)

1.一种试剂释放装置，包括：

储液部件(10)，内部设有第一容纳腔(P)，用于存储第一试剂；

塞体(1)，沿自身长度方向设有第一通孔(11)，所述塞体(1)的第一端插入所述第一容纳腔(P)，且相对于所述第一容纳腔(P)沿所述第一通孔(11)的轴向可移动地设置，所述塞体(1)被配置为在释放所述第一试剂时至少部分长度段与所述第一容纳腔(P)的侧壁整周接触；和

管体(2)，具有第二通孔(21)，所述管体(2)的第一端从所述塞体(1)的第二端插入所述第一通孔(11)，所述管体(2)的第二端被配置为在所述塞体(1)朝向所述第一容纳腔(P)的底部相对运动时，通过所述第二通孔(21)释放所述第一试剂；

其中，所述管体(2)相对于所述塞体(1)沿所述第一通孔(11)的轴向可移动地设置，所述塞体(1)被配置为预先存储第二试剂，所述试剂释放装置还包括：

第一封闭件(12)，设在所述塞体(1)的第一端，被配置为封闭所述第一通孔(11)；和

第二封闭件(22)，设在所述管体(2)的第二端，被配置为封闭所述第二通孔(21)的第二端；

其中，所述管体(2)的第一端被配置为在预先存储第二试剂的状态下位于所述第一封闭件(12)的内侧。

2.根据权利要求1所述的试剂释放装置，其中所述管体(2)的第一端被配置为在释放所述第一试剂的状态下相对于所述塞体(1)的第一端向外伸出。

3.根据权利要求1所述的试剂释放装置，其中所述塞体(1)位于所述第一容纳腔(P)内的长度段与所述第一容纳腔(P)的侧壁全部接触。

4.根据权利要求1所述的试剂释放装置，其中所述塞体(1)与所述管体(2)之间的阻力小于所述塞体(1)与所述第一容纳腔(P)之间的阻力，所述管体(2)与所述塞体(1)之间设有限位结构。

5.根据权利要求4所述的试剂释放装置，其中所述限位结构包括设在所述管体(2)外壁上的卡环(23)，所述卡环(23)被配置为通过与所述塞体(1)的第二端接触限制所述管体(2)朝向所述塞体(1)第一端运动的极限位移。

6.根据权利要求1所述的试剂释放装置，其中所述第一容纳腔(P)的侧壁上设有通气槽(101)，所述通气槽(101)从所述第一容纳腔(P)的开口朝向底部延伸预设距离。

7.根据权利要求1所述的试剂释放装置，其中所述第二封闭件被配置为在所述管体(2)朝向所述塞体(1)的第一端运动释放所述第二试剂时处于打开状态，第一封闭件(12)被配置为在释放所述第二试剂时处于封闭状态。

8.根据权利要求7所述的试剂释放装置，其中所述第一封闭件(12)被配置为在所述第二试剂释放完毕需要释放所述第一试剂时处于打开状态。

9.一种微流控芯片装置，包括：

权利要求1～8任一所述的试剂释放装置，所述储液部件包括第一微流控芯片层(A)，所述第一微流控芯片层(A)内设有所述第一容纳腔(P)；和

第二微流控芯片层(B)，其内设有第二容纳腔(Q)，用于接收所述管体(2)释放的试剂。

10.根据权利要求9所述的微流控芯片装置，还包括：

升降机构(3)，用于带动所述第一微流控芯片层(A)沿所述第一通孔(11)的轴向运动，并在带动所述第一微流控芯片层(A)朝向所述第二微流控芯片层(B)运动时，使所述塞体(1)朝向所述第一容纳腔(P)的底部运动释放所述第一试剂。

11.根据权利要求10所述的微流控芯片装置，其中所述第一微流控芯片层(A)中设有多个第一容纳腔(P)，每个所述第一容纳腔(P)中均设有一组所述塞体(1)和所述管体(2)。

12.根据权利要求9所述的微流控芯片装置，其中所述第二微流控芯片层(B)上设有与所述第二容纳腔(Q)连通的进样口(31)，所述微流控芯片装置还包括：

平移机构(5)，用于带动所述第一微流控芯片层(A)在垂直于所述第一通孔(11)轴向的平面内运动，以使所述第二通孔(21)的第二端可选择地与所述进样口(31)正对以释放试剂；或者与所述进样口(31)错开，以通过所述第二微流控芯片层(B)将所述第二通孔(21)的第二端封闭从而密封储存试剂。

13.根据权利要求12所述的微流控芯片装置，还包括：

升降机构(3)，用于带动所述第一微流控芯片层(A)沿着所述第一通孔(11)的轴向运动，并在储存试剂时带动所述第一微流控芯片层(A)朝向所述第二微流控芯片层(B)运动，使所述管体(2)的第二端抵住所述第二微流控芯片层(B)的表面。

14.根据权利要求13所述的微流控芯片装置，其中所述管体(2)相对于所述塞体(1)沿所述第一通孔(11)的轴向可移动地设置；

所述塞体(1)与所述管体(2)之间的阻力小于所述塞体(1)与所述第一容纳腔(P)之间的阻力；在需要密封储存所述第一试剂时，所述管体(2)的第二端与所述第二微流控芯片层(B)底面之间的初始距离不超过所述塞体(1)与所述管体(2)之间的最大相对位移。

15.一种结核检测系统，包括：

权利要求9～14任一所述的微流控芯片装置；和

荧光检测部件(7)，设在所述第二微流控芯片层(B)远离所述第一微流控芯片层(A)的一侧；

其中，所述第一微流控芯片层(A)包括储液模块(A’)，所述储液模块(A’)中设有两个独立的所述第一容纳腔(P)，分别用于容纳全血和缓冲液；所述第二微流控芯片层(B)包括混合反应模块(B’)，所述混合反应模块(B’)包括所述第二容纳腔(Q)和层析检测试件(32)，所述第二容纳腔(Q)用于使血浆和缓冲液混合形成混合试剂，并通过所述层析检测试件(32)使所述混合试剂发生层析反应；所述荧光检测部件(7)用于检测层析反应后的试剂。

16.一种基于权利要求1～8任一所述试剂释放装置的试剂释放方法，包括：

使所述塞体(1)朝向所述第一容纳腔(P)的底部相对运动，以使所述第一试剂通过所述第二通孔(21)从所述管体(2)的第二端释放。

17.根据权利要求16所述的试剂释放方法，其中在所述塞体(1)内预先存储第二试剂的情况下，在使所述塞体(1)朝向所述第一容纳腔(P)的底部相对运动之前，所述试剂释放方法还包括：

使所述管体(2)的第二端的第二封闭件(22)处于打开状态；

使所述管体(2)朝向所述塞体(1)的第一端运动以释放所述第二试剂；

使所述塞体(1)的第一端的第一封闭件(12)处于打开状态，并使所述管体(2)的第一端从所述塞体(1)的第一端伸出。

18.根据权利要求17所述的试剂释放方法，其中所述第一封闭件(12)包括封闭膜，所述使所述塞体(1)的第一端的第一封闭件(12)处于打开状态，并使所述管体(2)的第一端从所述塞体(1)的第一端伸出的步骤包括：

使所述管体(2)朝向所述塞体(1)的第一端移动将所述封闭膜破坏，并持续运动至所述管体(2)的第一端从所述塞体(1)的第一端伸出。