CN113649093A - 微流控混合芯片、混合装置与生物检测系统 - Google Patents

微流控混合芯片、混合装置与生物检测系统 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种微流控混合芯片、混合装置与生物检测系统，包括芯片主体，所述芯片主体内设有第一混合进样口、第二混合进样口、第三混合进样口、混合通道，以及阻流体；所述阻流体设于所述混合通道，沿所述混合通道的导流方向，所述第一混合进样口与所述阻流体依次分布；沿参考方向，所述第二混合进样口与所述第三混合进样口分布于所述第一混合进样口的两侧，所述混合通道具有相对的第一通道壁与第二通道壁，所述阻流体具有互相连接的第一表面与第二表面，所述第一表面与所述第二表面的连接处朝向所述第一混合进样口；沿所述混合通道的导流方向，所述第一表面与所述第一通道壁的间隔逐渐变窄，所述第二表面与所述第二通道壁的间隔逐渐变窄。

Description

微流控混合芯片、混合装置与生物检测系统
技术领域
本公开涉及生物检测领域，尤其涉及一种微流控混合芯片、混合装置与生物检测系统。
背景技术
在各种生物检测场景中，需要将两种或多种液体进行等量或不等量地混合，并在混合后进行进一步反应。其中，在一些生物实验，需要将两种液体进行即时、均匀地混合，再将均匀混合后的试剂等量分配做大量多组实验。例如：将血液样本(抗原)和标记抗体混合后，可得到检测样品。
现有相关技术中，微流控芯片可形成蛇形混合结构，其中可形成混合通道，在有足够长度和宽度时，可实现两种液体的混合，同时，通过混合通道的折叠，可加长混合通道的长度从而使液体混合。
其中，混合效果主要依赖于结构的长度，那么，若所形成的混合通道长度过短的话，则会导致混合效果不均匀，还会增加液体的体积，难以有效实现微量液体的混合。可见，现有相关技术中，混合通道的混合效果主要依赖于长度，难以兼顾保障结构长度较短时的混合效果。
发明内容
本公开提供一种微流控混合芯片、混合装置与生物检测系统，以解决难以兼顾保障长度较短时混合通道的混合效果的问题。
根据本公开的第一方面，提供了一种微流控混合芯片，包括芯片主体，所述芯片主体内设有第一混合进样口、第二混合进样口、第三混合进样口、混合通道，以及阻流体；
所述第一混合进样口用于接入待混合的第一液体，所述第二混合进样口与所述第三混合进样口用于接入待混合的第二液体；
所述阻流体设于所述混合通道，沿所述混合通道的导流方向，所述第一混合进样口与所述阻流体依次分布；
沿参考方向，所述第二混合进样口与所述第三混合进样口分布于所述第一混合进样口的两侧，所述参考方向垂直于所述混合通道的导流方向，所述混合通道具有相对的第一通道壁与第二通道壁，所述阻流体具有互相连接的第一表面与第二表面，所述第一通道壁、所述第一表面、所述第二表面与所述第二通道壁沿所述参考方向分布，所述第一表面与所述第二表面的连接处朝向所述第一混合进样口；
沿所述混合通道的导流方向，所述第一表面与所述第一通道壁的间隔逐渐变窄，所述第二表面与所述第二通道壁的间隔逐渐变窄。
根据本公开的第二方面，提供了一种混合装置，包括第一方面及其可选方案涉及的微流控混合芯片，以及第一进液驱动部、第二进液驱动部；
所述第一进液驱动部用于驱动第一液体经所述第一混合进样口进入所述混合通道；所述第二进液驱动部用于驱动第二液体经所述第二混合进样口与所述第三混合进样口进入所述混合通道。
根据本公开的第三方面，提供了一种生物检测系统，包括第二方面及其可选方案涉及的混合装置，以及光学检测装置，所述混合通道的出口连通至所述光学检测装置。
本公开提供的微流控混合芯片、混合装置与生物检测系统中，基于混合进样口的排布方式与阻流体的引入，第一液体在流经阻流体时，可被分割成两股液体，被分割的两股第一液体分别与两个混合进样口进入的第二液体接触混合，此时，可在阻流体两侧同时形成初步接触(即同时形成了第一液体与第二液体的两处初步接触)，相较于现有技术中采用两个进样口实现一处初步接触的方案，本公开可以更充分地实现混合，并提高混合的均匀性。
同时，由于阻流体的存在，在混合通道中，阻流体的两侧可形成较小的液体流通截面积，进而，阻流体两侧的液体可实现瞬间加速，加速后的液体在混合通道中可具有较高的流速与冲击效果，进一步提高液体的效果混合。并且，同时流入的液体可形成不同的流速变化，进而通过不同流速液体的相互作用、挤压，可进一步提高液体的混合效果。
可见，基于本公开，充分考虑了初步接触、流速等对液体混合的影响，降低了混合效果对混合长度的绝对依赖，进而，可兼顾保障长度较短时混合通道的混合效果，即：不论本公开的方案应用于何种长度的混合通道，均可提高液体的混合效果。本公开的方案尤其可应用于在混合通道长度较短(或可理解为液量微少)时实现液体充分、均匀的混合，现有技术的方案则无法在混合通道长度较短(或可理解为液量微少)时实现液体的混合。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开一实施例中微流控混合芯片的部分结构示意图一；
图2是图1中A区域的局部放大示意图；
图3是本公开一实施例中微流控混合芯片的部分结构示意图二；
图4是本公开一实施例中微流控混合芯片的部分结构示意图三；
图5是本公开一实施例中微流控混合芯片的部分结构示意图四；
图6是本公开一实施例中主体段的部分结构示意图；
图7a是本公开一实施例中另一阻流体的结构示意图；
图7b是本公开一实施例中又一阻流体的结构示意图；
图7c是本公开一实施例中再一阻流体的结构示意图；
图8是本公开一实施例中液体流动示意图；
图9是本公开一实施例中微流控混合芯片的部分结构示意图五；
图10是本公开一实施例中微流控混合芯片的部分结构示意图六；
图11是本公开一实施例中微流控混合芯片的部分结构示意图七；
图12是本公开一实施例中缓冲段的结构示意图一；
图13是本公开一实施例中缓冲段的结构示意图二；
图14是本公开一实施例中缓冲段的结构示意图三；
图15是本公开一实施例中出口通道的结构示意图；
图16是本公开一实施例中微流控混合芯片的部分结构示意图八；
图17是本公开一实施例中微流控混合芯片的结构示意图一；
图18是本公开一实施例中微流控混合芯片的剖开后的结构示意图；
图19是本公开一实施例中主体层的结构示意图；
图20是本公开一实施例中混合装置的构造示意图。
附图标记说明：
1-微流控混合芯片；
101-第一混合进样口；102-第二混合进样口；103-第三混合进样口；104-阻流体；1041-第一表面、1042-第二表面；1043-第三表面；1044-第四表面；1045-背面表面；105-混合通道；1051-入口段；1052-主体段；10521-凸部；10522-凹槽；106-分流通道；1061-第一子通道；1062-第二子通道；107-分流通道；1071-第一进液通道；1072-进液缓冲段；108-第二进液通道；109-出口通道；1091-出液分流通道；1092-出液缓冲段；110-封装层；111-主体层；
2-后续装置；
3-第一进液驱动部；
4-第二进液驱动部。
具体实施方式
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。
在本发明说明书的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“下部”、“上端”、“下端”、“下表面”、“上表面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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发明的限制。
在本发明说明书的描述中，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。
在本发明的描述中，“多个”的含义是多个，例如两个，三个，四个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
生物检测场景中，存在着多种需要实现两种液体混合的场景，本公开各实施例提供的微流控混合芯片、混合装置与生物检测系统可应用于其中任意一种应用场景，其中的微流控芯片可以接收到所需混合的两种液体(即第一液体与第二液体)，然后在微流控芯片中实现混合。
请参考图1至图16，本公开实施例提供了一种微流控混合芯片1，包括芯片主体，所述芯片主体内设有第一混合进样口101、第二混合进样口102、第三混合进样口103、混合通道105，以及阻流体104。
所述第一混合进样口101用于接入待混合的第一液体，该第一混合进样口101能够作为芯片主体的芯片进液口，也可直接或间接连通至芯片主体的芯片进液口。其尺寸、位置、朝向、形状等可根据需求任意配置。
所述第二混合进样口102与所述第三混合进样口103用于接入待混合的第二液体；该第二混合进样口102、第三混合进样口103能够作为芯片主体的芯片进液口，也可直接或间接连通至芯片主体的芯片进液口，其尺寸、位置、朝向、形状等可根据需求任意配置。
此外，若第一混合进样口101、第二混合进样口102与第三混合进样口103均直接或间接连通芯片主体的芯片进液口，则：第一混合进样口101所连通的芯片进液口，不同于第二混合进样口102、第三混合进样口103所连通的芯片进液口；第二混合进样口102与第三混合进样口103可连通至同一芯片进液口，也可连通至不同进样口。
本公开实施例中，沿参考方向，所述第二混合进样口102与所述第三混合进样口103分布于所述第一混合进样口101的两侧，所述参考方向垂直于所述混合通道105的导流方向(具体为混合通道105的入口段1051的导流方向)。在图1、图3至图5所示的举例中，参考方向为图中自下而上的方向，混合通道105的导流方向为自左至右的方向，进而，第二混合进样口102与第三混合进样口103分布于第一混合进样口101的上、下两侧。
其中，所述第二混合进样口102与所述第三混合进样口103可对称分布，也不排除非对称分布的方案，第二混合进样口102与第三混合进样口103的形状、尺寸、其与第一混合进样口102的间距等至少之一可以相同。此外，第二混合进样口102、第三混合进样口103的数量可以为一个，也不排除采用多个第二混合进样口102、第三混合进样口103的方案。
请结合图7a、图7b与图7c，以及图1，所述阻流体104设于所述混合通道105，沿所述混合通道105的导流方向(具体可以为其中入口段1051的导流方向)，所述第一混合进样口101与所述阻流体104依次分布，进而，可保障第一液体自第一混合进样口101送出后，可被阻流体104分割为两部分。
所述混合通道105具有相对的第一通道壁与第二通道壁(其可例如图1至图5、图7a、图7b图7c所示的上侧通道壁与下侧通道壁)，所述阻流体104具有互相连接的第一表面1041与第二表面1042，所述第一通道壁、所述第一表面1041、所述第二表面1042与所述第二通道壁沿所述参考方向分布，所述第一表面与所述第二表面的连接处朝向所述第一混合进样口，进而，可保障所分割的第一液体可在两侧分别于第二混合进样口102、第三混合进样口103所进入的第二液体发生一次接触混合。
其中，沿所述混合通道105的导流方向(例如其中入口段1051的导流方向，即图1至图5、图7a、图7b图7c所示的自左至右的方向)，所述第一表面1041与所述第一通道壁的间隔逐渐变窄，所述第二表面1042与所述第二通道壁的间隔逐渐变窄。通过逐渐的变窄，可实现液体流通的横截面面积的逐渐变小，从而实现液体的加速。其中液体流通的横截面面积可理解为：以垂直于混合通道105(例如其中入口段1051)导流方向的截面为横截面，横截面中可用于流通液体的部分的面积。
可见，以上方案中，请参考于图8，第一液体在流经阻流体时，可被分割成两股液体，被分割的两股第一液体分别与两个混合进样口进入的第二液体接触混合，此时，可在阻流体两侧同时形成初步接触(即同时形成了第一液体与第二液体的两处初步接触)，相较于现有技术中采用两个进样口实现一处初步接触的方案，本公开可以更充分地实现混合，并提高混合的均匀性，相较于利用四个进样口的方案，本公开可采用较少的进样口实现充分混合。
同时，由于阻流体的存在，在混合通道中，阻流体的两侧可形成较小的液体流通截面积，进而，阻流体两侧的液体可实现瞬间加速，加速后的液体在混合通道中可具有较高的流速与冲击效果，进一步提高液体的效果混合。
以图8为例，其中的液体流线中，显示了在混合结构中液体流动的轨迹。其中的箭头表示了：液体同时在相同起点流入通道后在某一时间点的位置。可见，同时流入的液体可形成不同的流速变化，进而通过不同流速液体的相互作用、挤压，进一步提高液体的混合效果。
可见，基于本公开实施例，充分考虑了初步接触、流速等对液体混合的影响，降低了混合效果对混合长度的绝对依赖，进而，可兼顾保障长度较短时混合通道的混合效果，即：不论本公开的方案应用于何种长度的混合通道，均可提高液体的混合效果。
本公开实施例的方案尤其可应用于在混合通道长度较短(或可理解为液量微少)时实现液体的混合，现有技术的方案则无法在混合通道长度较短(或可理解为液量微少)时实现液体的混合。
其中的混合效果的提高可理解为包括混合充分性和/或均匀性的提高。
其中一种实施方式中，请参考图1、图7a，所述第一表面1041和所述第二表面1042都为斜面；该斜面可理解为：第一表面1041与第二表面1042为平面，且与混合通道104的导流方向(具体指入口段1041的导流方向)形成非90度，也非180度的夹角。
其中，所述第一表面1041朝向所述第二混合进样口102，所述第二表面1042朝向所述第三混合进样口103，所述第一表面与所述第二表面形成小于180度的凸角，所述凸角指向所述第一混合进样口101。
在图7b、图7c所示的实施方式中，第一表面1041与第二表面1042可以为圆弧面，混合通道104(具体指入口段1041)的中心线可经过该圆弧面的圆心，在图示的举例中，第一表面1041、第二表面1042均是对称分布的(可理解为关于纵剖面对称)，在未图示的方案中，第一表面1041、第二表面1042也可以是非对称分布的。
除了第一表面1041与第二表面1042，阻流体104也可具有其他表面，该其他表面可例如阻流体104中背向第一混合进样口101的第三表面1043与第四表面1044，其中部分表面也可与混合通道104的通道壁形成间隔。
部分方案中，请参考图1、图7c，沿混合通道105的导流方向，第三表面1043与第一通道壁的间距可逐渐变宽，第四表面1044与第二通道壁的间距可逐渐变宽。
第三表面1043、第四表面1044可对称于第一表面1041、第二表面1042对称，也可以是非对称的，第一表面1041、第二表面1042与对应通道壁的间距可以是线性变化的，也可以是非线性变化的，第三表面1043、第四表面1044与对应通道壁的间距可以是线性变化的，也可以是非线性变化的。
当第一表面1041、第二表面1042、第三表面1043、第四表面1044与对应通道壁的间距均线性变化，且四个表面呈中心对称，则其可形成呈菱形的阻流体。阻流体还可以呈三角形(例如图7a所示)、六边形等任何规则和不规则形状。
部分方案中，第三表面1043与第四表面1044间夹角也可呈180度，从而形成阻流体的背面平面1045。其他未图示的举例中，阻流体两侧也可形成部分间距不变的间隔。
其中一种实施方式中，请参考图1至图5，所述混合通道105包括入口段1051与主体段1052，所述阻流体104设于所述入口段1051，具体可设于入口段1051的远离主体段1052的一端。其中的入口段1051可以为直线段，其导流方向为直线方向。
请参考图2至图5，所述主体段1052可以包括凹凸混合通道；所述凹凸混合通道具有相对的第三通道壁与第四通道壁，且所述第三通道壁与所述第四通道壁沿所述参考方向分布，进而，第三通道壁可理解为图2至图5示的主体段1052的上侧通道壁，第四通道壁可理解为图2至图5示的主体段1052的下侧通道壁。与之对应的，第一通道壁、第二通道壁可以指入口段1051的上侧通道壁与下侧通道壁。
所述第三通道壁与所述第四通道壁分别都设有沿所述混合通道的导流方向分布的多个凹凸单元，请结合图2，所述凹凸单元包括凹槽10522和凸部10521。其中的凹槽10522，可理解为是相邻凸部10521所形成的槽，其中的凸部10521，可理解为是相邻凹槽10522所形成的凸部。
所述第三通道壁上凹凸单元的凹槽10522与所述第四通道壁上凹凸单元的凸部10521相对，所述第三通道壁上凹凸单元的凸部10521与所述第四通道壁上凹凸单元的凹槽10522相对。
凹槽10522与凸部10521的形状可以是相匹配的，部分举例中，以图2为例，凹槽10522与凸部10521的形状为梯形，其他举例中，如图3为例，凹槽10522与凸部10521的形状可以为矩形，如图4为例，凹槽10522与凸部10521的形状可以为三角形，如图5为例，凹槽10522与凸部10521的形状可以为半圆形或圆弧形。
以上方案中，若第一通道壁、第二通道壁为入口段的相对的两侧通道壁，第三通道壁、第四通道壁为主体段的相对的两侧通道壁，第一通道壁与第三通道壁位于混合通道的同一侧，第二通道壁与第四通道壁位于混合通道的同一侧，则：第三通道壁的凸部10521相对于入口段1051中的第一通道壁的凸起高度小于第一通道壁与第二通道壁的间距(具体可小于该间距的一半)，第四通道壁的凸部10521相对于入口段中第二通道壁的凸起高度小于第一通道壁与第二通道壁的间距(具体可小于该间距的一半)。
以上方案中，液体通过阻流体后可发生汇合，汇合后再经过主体段1052产生一定幅度的震荡，实现第一液体、第二液体的充分混合。其中，三角形(如图4所示)、梯形(如图1所示)等锯齿型混合结构还可以避免液体在通道内残留。
此外，一种举例中，主体段1052也可采用如图6所示的蛇形的主体段。
其中一种实施方式中，请参考图9至图11，所述的微流控混合芯片，还包括分流通道106、第一进液口(其可理解为一个或一组芯片进液口)。
所述分流通道106包括第一子通道1061与第二子通道1062，所述第一子通道1061的入口与所述第二子通道1062的入口分别连通至所述第一进液口，所述第一子通道1061的出口为所述第二混合进样口102，所述第二子通道1062的出口为所述第三混合进样口103。
所述第一子通道1061与所述第二子通道1062呈轴对称分布，在图8、图10所示的举例中，所述第一子通道1061与所述第二子通道1062可以呈开口相对匚字形，进而，两者相结合可形成类似矩形的形状，所述第一子通道1061与所述第二子通道1062也可以呈开口相对的C字形、弧形等形状。
其中，通过匚字形的形状，可有助于避免液体的残留。
所述第一子通道1061与所述第二子通道1062的横截面形状是相同的，其中，所述第一子通道1061的横截面垂直于所述第一子通道1061的导流方向，所述第二子通道1062的横截面垂直于所述第二子通道1062的导流方向。即：第一子通道1061、第二子通道1062的横截面指其各部位的横截面，进而，第一子通道1061、第二子通道1062中各通道部位的横截面是指垂直于对应通道部位的导流方向的横截面。
以上方案中，通过第一子通道与第二子通道，可形成第二液体的第二混合进样口与第三混合进样口，并有助于保障两个混合进样口提供均衡的的进样量与进样速度。
进一步的方案中，所述分流通道107包括第一进液通道1071和进液缓冲段1072；所述第一进液通道1071连接于所述第一进液口与所述进液缓冲段1072的入口之间，所述进液缓冲段1072的出口分别连接所述第一子通道1061的入口与所述第二子通道1062的入口。
所述进液缓冲段1072的横截面面积大于所述第一进液通道1071、所述第一子通道1061与所述第二子通道1062任一的横截面面积；所述进液缓冲段1072的横截面垂直于所述第一进液通道的导流方向。其中，进液缓冲段1072、第一进液通道1071的导流方向可以指第一进液通道1071一端至另一端的方向，在图9中，可理解为自上而下的方向，在图11、图13、图14中，可理解为自左至右的方向。
其中，通过进液缓冲段，在液体流经此区域时会先聚集在进液缓冲段中，待缓冲段充满后会均匀地对液体进行分流，保障分流的均匀性，进而，可有助于保障第二混合进样口与第三混合进样口液体流动的均衡。
进一步的方案中，在所述进液缓冲段107中，靠近所述进液缓冲段107入口的横截面高度，大于靠近所述进液缓冲段出口的横截面高度；
和/或，在所述进液缓冲段107中，靠近所述进液缓冲段入口的横截面宽度，小于靠近所述进液缓冲段出口的横截面宽度。
其中的宽度，可例如理解为图1、图9、图11所示的参考方向的尺寸，其中的高度，可理解为沿高度方向的尺寸，其中的高度方向，垂直于参考方向与进液缓冲段107、第一进液通道1071的导流方向。
以上方案中，在实现缓冲的同时，可实现宽度的从小变大和/或高度的从大变小，此外，请参考图10，以上宽度、高度的变化，可发生于整个进液缓冲段1072，另部分方案中，以上宽度和/或高度的变化也可仅发生于进液缓冲段1072的部分通道部位，以图11至图14为例，进液缓冲段1072的部分通道部位形成了高度的变小。此外，如图10所示，进液缓冲段1072的出口可直接连接两个子通道的入口，以图11为例，进液缓冲段1072的出口也可通过其他通道段(该通道段的横截面形状可例如匹配于第一进液通道1071)连接两个子通道的入口。
以图10为例，若同时实现宽度的变大与高度的变小，进液缓冲段1072的横截面面积可保持一定的稳定性，进而，可基于较为稳定的横截面面积，利用宽度的变大而形成参考方向(即宽度的方向)的流动，从而匹配促进参考方向(即宽度的方向)两侧子通道的分流。
以图11为例，整个进液缓冲段1072的宽度可保持均匀，且始终大于第一进液通道1071的宽度，进液缓冲段1072靠近子通道的部分通道段的高度可大于第一进液通道1071的高度，并且沿导流方向由大变小。其中，可以更充分实现液体的缓存，并在出液时保障液体流速。
其中一种实施方式中，请参考图15与图16，所述芯片主体中还设有出口通道109，所述出口通道109包括多个出液分流通道1091，所述多个出液分流通道1091的入口分别连通至所述混合通道105的出口。
通过以上出液分流通道1091，可对完成混合的液体进行分流，方便后续进行多个反应和检测。
进一步的方案中，所述出口通道109还包括出液缓冲段1092。
所述出液缓冲段1092的入口连接所述混合通道的出口，所述出液缓冲段1092的出口分别连通至所述多个出液分流通道1091的入口，所述出液缓冲段1092的横截面面积大于所述混合通道105与所述多个出液分流通道1091任一的横截面面积，其中，所述出液缓冲段1092的横截面垂直于所述混合通道105的导流方向，所述出液分流通道1091的横截面垂直于所述出液分流通道1091的导流方向；
在所述出液缓冲段中，靠近所述出液缓冲段1092入口的横截面高度，大于靠近所述出液缓冲段1092出口的横截面高度；
和/或，在所述出液缓冲段1092中，靠近所述出液缓冲段1092入口的横截面宽度，小于靠近所述出液缓冲段1092出口的横截面宽度。
其中，出液缓冲段1092的结构可参照进液缓冲段1072的结构理解。
通过出液缓冲段1092，可在液体流经此区域时先聚集在出液缓冲段中，待缓冲段充满后会均匀地对液体进行分流。满足后续反应、检测的需求。
其中一种实施方式中，所述芯片主体中还设有第二进液通道108、第二进液口，第二进液通道108的第一端连接第二进液口，第二进液通道108的第二端为第一混合进样口101。
具体方案中，第一进液通道1071、第二进液通道108、混合通道的中心线共线，其中的中心线可理解为纵剖面中处于中心位置且垂直于参考方向的线。其也可理解为：第一进液通道1071的入口至混合通道出口的方向，分别匹配于第一进液通道1071入口至出口的方向、第二进液通道108入口至出口的方向、混合通道105入口至出口的方向。
此外，本公开实施例中所提到的各种通道的横截面可以呈圆形、矩形、三角形或其他异形的立体通道，任何横截面形状的通道都能实现类似的效果。
其中一种实施方式中，请参考图17至图19，芯片主体包括主体层111，以及封装于主体层111的封装层110，以上所涉及的第一混合进样口、第二混合进样口、第三混合进样口、混合通道、阻流体、分流通道等均可设于主体层111，且位于主体层111与封装层110之间，其可理解为主体层111所形成的图案。
其中，封装层110可以是上封层也可以是下封层，封装层110具体可以是以贴膜工艺实现的膜层，也可以是以注塑工艺实现的键合盖板。主体层111上的图案，是用凹凸形状相反的模仁制作形成的。具体的，可以通过设计模仁的结构来实现芯片图案的设计。
在一种具体的模拟中，采用图9所示结构之后，当第一液体、第二液体的扩散系数为1e-20m2/s、密度为103kg/m3、动力粘度为1.308*10-3μ
/Pa*s时，法向流入速度为25mm/s时，该混合通道可以在4个循环内完成两种液体的充分混合。
请参考图20，本公开实施例还提供了一种混合装置，包括以上方案所提及的微流控混合芯片1，以及第一进液驱动部3、第二进液驱动部4。
所述第一进液驱动部3用于驱动第一液体经所述第一混合进样口进入所述混合通道；所述第二进液驱动部4用于驱动第二液体经所述第二混合进样口与所述第三混合进样口进入所述混合通道。
例如：第一液体可在第一进液驱动部3的驱动下进入第二进液口，然后进入到第二进液通道108，进而经第一混合进液口101进入混合通道105；第二液体可在第二进液驱动部4的驱动下进入第一进液通道1071，进而经两个子通道到达第二混合进液口102与第三混合进液口103，最终进入混合通道105。
微流控混合芯片1的出液口可连接后续装置2，进而在后续装置2中实现进一步的反应、检测。
其中，第一进液驱动部3与第二进液驱动部4可例如为进液泵。后续装置2可例如废液收集装置、检测装置(例如光学检测装置)、转向阀。
本公开实施例还提供了一种生物检测系统，包括以上所提及的混合装置，以及光学检测装置，所述混合通道的出口连通至所述光学检测装置。例如，混合通道的出口连接出液口，出液口可连接光学检测装置。
本公开的具体方案中，以微流控芯片为载体，让两种液体在芯片中的通道流动，在流动的过程中通过芯片中的结构形成不同的速度分度(即velocity distribution)，形成目标试剂(即混合后的液体)后形成充分发展的速度分布(即：fully developed velocitydistribution)。
其中的速度分度(即velocity distribution)，可理解为：在通道横截面上流体速度轴向矢量的分布模式。
其中充分发展的速度分布(即：fully developed velocity distribution)可理解为一种一经形成则从流体流动的一个横截面到另一个横截面不会发生变化的速度分布。它通常是在足够长的通道直管段末端形成。
在本说明书的描述中，参考术语“一种实施方式”、“一种实施例”、“具体实施过程”、“一种举例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种微流控混合芯片，其特征在于，包括芯片主体，所述芯片主体内设有第一混合进样口、第二混合进样口、第三混合进样口、混合通道，以及阻流体；
所述第一混合进样口用于接入待混合的第一液体，所述第二混合进样口与所述第三混合进样口用于接入待混合的第二液体；
所述阻流体设于所述混合通道，沿所述混合通道的导流方向，所述第一混合进样口与所述阻流体依次分布；
沿参考方向，所述第二混合进样口与所述第三混合进样口分布于所述第一混合进样口的两侧，所述参考方向垂直于所述混合通道的导流方向，所述混合通道具有相对的第一通道壁与第二通道壁，所述阻流体具有互相连接的第一表面与第二表面，所述第一通道壁、所述第一表面、所述第二表面与所述第二通道壁沿所述参考方向分布，所述第一表面与所述第二表面的连接处朝向所述第一混合进样口；
沿所述混合通道的导流方向，所述第一表面与所述第一通道壁的间隔逐渐变窄，所述第二表面与所述第二通道壁的间隔逐渐变窄。
2.根据权利要求1所述的微流控混合芯片，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面都为斜面，且所述第一表面朝向所述第二混合进样口，所述第二表面朝向所述第三混合进样口，所述第一表面与所述第二表面形成小于180度的凸角，所述凸角指向所述第一混合进样口。
3.根据权利要求1所述的微流控混合芯片，其特征在于，所述芯片主体还设有分流通道、第一进液口；
所述分流通道包括第一子通道与第二子通道，所述第一子通道的入口与所述第二子通道的入口分别连通至所述第一进液口，所述第一子通道的出口为所述第二混合进样口，所述第二子通道的出口为所述第三混合进样口；
所述第一子通道与所述第二子通道呈轴对称分布，所述第一子通道与所述第二子通道的横截面形状是相同的，其中，所述第一子通道的横截面垂直于所述第一子通道的导流方向，所述第二子通道的横截面垂直于所述第二子通道的导流方向。
4.根据权利要求3所述的微流控混合芯片，其特征在于，所述分流通道包括第一进液通道和进液缓冲段；所述第一进液通道连接于所述第一进液口与所述进液缓冲段的入口之间，所述进液缓冲段的出口分别连接所述第一子通道的入口与所述第二子通道的入口；
所述进液缓冲段的横截面面积大于所述第一进液通道、所述第一子通道与所述第二子通道任一的横截面面积；其中，所述进液缓冲段的横截面垂直于所述第一进液通道的导流方向。
5.根据权利要求4所述的微流控混合芯片，其特征在于，
在所述进液缓冲段中，靠近所述进液缓冲段入口的横截面高度，大于靠近所述进液缓冲段出口的横截面高度；
和/或，在所述进液缓冲段中，靠近所述进液缓冲段入口的横截面宽度，小于靠近所述进液缓冲段出口的横截面宽度。
6.根据权利要求1至5任一项所述的微流控混合芯片，其特征在于，所述混合通道包括入口段与主体段，所述阻流体设于所述入口段，所述主体段包括凹凸混合通道；所述凹凸混合通道具有相对的第三通道壁与第四通道壁，且所述第三通道壁与所述第四通道壁沿所述参考方向分布；
所述第三通道壁与所述第四通道壁分别都设有沿所述混合通道的导流方向分布的多个凹凸单元，所述凹凸单元包括凹槽和凸部；
其中，
所述第三通道壁上凹凸单元的凹槽与所述第四通道壁上凹凸单元的凸部相对，所述第三通道壁上凹凸单元的凸部与所述第四通道壁上凹凸单元的凹槽相对。
7.根据权利要求1至5任一项所述的微流控混合芯片，其特征在于，所述芯片主体中还设有出口通道，所述出口通道包括多个出液分流通道，所述多个出液分流通道的入口分别连通至所述混合通道的出口。
8.根据权利要求7所述的微流控混合芯片，其特征在于，所述出口通道还包括出液缓冲段；
所述出液缓冲段的入口连接所述混合通道的出口，所述出液缓冲段的出口分别连通至所述多个出液分流通道的入口，所述出液缓冲段的横截面面积大于所述混合通道与所述多个出液分流通道任一的横截面面积，其中，所述出液缓冲段的横截面垂直于所述混合通道的导流方向，所述出液分流通道的横截面垂直于所述出液分流通道的导流方向；
在所述出液缓冲段中，靠近所述出液缓冲段入口的横截面高度，大于靠近所述出液缓冲段出口的横截面高度；
和/或，在所述出液缓冲段中，靠近所述出液缓冲段入口的横截面宽度，小于靠近所述出液缓冲段出口的横截面宽度。
9.一种混合装置，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的微流控混合芯片，以及第一进液驱动部、第二进液驱动部；
所述第一进液驱动部用于驱动第一液体经所述第一混合进样口进入所述混合通道；所述第二进液驱动部用于驱动第二液体经所述第二混合进样口与所述第三混合进样口进入所述混合通道。
10.一种生物检测系统，其特征在于，包括权利要求9所述的混合装置，以及光学检测装置，所述混合通道的出口连通至所述光学检测装置。
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