CN114308163B - 微流控芯片检测卡盒 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种微流控芯片检测卡盒，包括：板体组件，板体组件包括在垂直于该板体组件的预定方向上分层设置的第一层样本流道和第二层样本流道、位于第一层样本流道和第二层样本流道之间的连通通道、及连通至连通通道上的负压通道；及微流控芯片，微流控芯片包括微孔阵列，微流控芯片设置在连通通道内且将连通通道在预定方向上分割出第一层腔室和第二层腔室，第一层腔室与第二层腔室之间通过微孔阵列相通，其中第一层样本流道和负压通道连通至第一层腔室，第二层样本流道连通至第二层腔室。本公开提供的微流控芯片检测卡盒，能够提升样本在微孔中分配均匀性，且使流体操作可在密闭空间内进行，避免污染。

Description

微流控芯片检测卡盒

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其涉及一种微流控芯片检测卡盒。

背景技术

微流控芯片(Microfluidic Chip)是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的能力，因此又称芯片实验室(Lab on a chip)。微流控芯片多由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规化学或生物等实验室的各种功能。微流控芯片的基本特征和最大优势是多种单元技术在微小可控平台上灵活组合和规模集成。

数字聚合酶链式反应芯片技术(dPCR)是一种提供数字化DNA量化信息的定量分析方法。自提出以来，在多个领域展现出了显著优势。随着微流控技术的出现和近年来的高速发展，将微流控技术与dPCR技术结合使得灵敏度和精确度有了很大提高。

但是，在相关技术中，基于微孔结构的dPCR芯片应用还存在一定问题。其技术难点就在于，样本如何分配到每个微孔当中，并且分配样本的整个过程需避免外界污染，通过微流控的方式可以使得流体操作完全在密闭的空间内进行。

发明内容

本公开实施例提供了一种微流控芯片检测卡盒，能够提升样本在微孔中分配均匀性。

本公开实施例所提供的技术方案如下：

本公开实施例一方面提供了一种微流控芯片检测卡盒，包括：

板体组件，所述板体组件包括在垂直于该板体组件的预定方向上分层设置的第一层样本流道和第二层样本流道、位于所述第一层样本流道和所述第二层样本流道之间的连通通道、及连通至所述连通通道上的负压通道；及

微流控芯片，所述微流控芯片包括微孔阵列，所述微流控芯片设置在所述连通通道内且将所述连通通道在所述预定方向上分割出第一层腔室和第二层腔室，所述第一层腔室与所述第二层腔室之间通过所述微孔阵列相通，其中所述第一层样本流道和所述负压通道连通至所述第一层腔室，所述第二层样本流道连通至所述第二层腔室。

示例性的，所述第二层样本流道包括第一流道部分和第二流道部分，所述第一流道部分包括在其延伸方向上相对的第一进液端和第一出液端，所述第二流道部分包括在其延伸方向上相对的第二进液端和第二出液端，所述第一出液端和所述第二进液端分别连通至所述第二层腔室，以使所述第一流道部分与所述第二流道部分相通。

示例性的，所述第一出液端与所述第二层腔室之间设有第一过渡腔，所述第一过渡腔从连接所述第一出液端的一端向连接所述第二层腔室的一端内径逐渐增大；

所述第二进液端与所述第二层腔室之间设有第二过渡腔，所述第二过渡腔从连接所述第二进液端的一端向连接所述第二层腔室的一端内径逐渐增大。

示例性的，所述板体组件包括沿所述预定方向依次层叠的：

第一层板，所述第一层板包括相背设置的第一表面和与所述第一表面相背的第二表面，所述第一层样本流道设置于所述第一层板上；

第二层板，所述第二层板包括与所述第二表面贴合的第三表面和与所述第三表面相背的第四表面，所述第二层样本流道设置于所述第二层板上；及

第三层板，所述第三层板包括与所述第四表面贴合的第五表面和与所述第五表面相背的第六表面；其中，

所述连通通道设置于所述第一层板和/或第二层板上；

所述负压通道设置于所述第一层板和/或所述第二层板上。

示例性的，在所述第二表面上设有第一沟道，所述第一沟道包括在其延伸方向上相对的第三进液端和第三出液端，所述第三进液端连通至所述第一层腔室，其中所述第三表面与所述第二表面贴合配合，以使所述第一沟道形成为所述第一层样本流道。

示例性的，所述第三进液端设有第一扩径段，所述第一扩径段的内径大于所述第一沟道的内径，且所述第三进液端与所述第一层腔室通过所述第一扩径段连通。

示例性的，在所述第二表面上还设有第二沟道，所述第二沟道包括在其延伸方向上相对的负压端和连接端，所述负压端设有贯通所述第一表面和所述第二表面的负压孔，所述连接端连通至所述第一层腔室，所述第三表面与所述第二表面贴合配合，以使所述第二沟道形成为所述负压通道。

示例性的，所述连接端连接有第二扩径段，所述第二扩径段的内径大于所述第二沟道的内径，且所述连接端与所述第二层腔室通过所述第二扩径段连通。

示例性的，所述第四表面上设有第三沟道和第四沟道，所述第四表面与所述第五表面贴合配合，以使所述第三沟道形成为所述第一流道部分，所述第四沟道形成为所述第二流道部分，所述第三沟道在其延伸方向上相对的两端分别为所述第一进液端和所述第一出液端，所述第四沟道在其延伸方向上相对的两端分别为所述第二进液端和所述第二出液端。

示例性的，所述第二层板上还设有贯通所述第三表面与所述第四表面的第一样本入口，所述第一样本入口与所述第一沟道连通，且所述第一层板上设有贯通所述第一表面与所述第二表面的第二样本入口，所述第一样本入口与所述第二样本入口在所述第二层板上的正投影至少部分重合。

示例性的，所述第二表面上还设有废液池槽，所述第三出液端和所述第二出液端均连通至所述废液池槽，所述第一层板上还设有贯通所述第一表面与所述废液池槽的废液出口。

示例性的，在所述废液出口的外围设有由所述第一表面向内凹陷形成的凹陷腔。

示例性的，所述废液池槽包括相连通的第一槽体部分和第二槽体部分，所述第一槽体部分的深度小于所述第二槽体部分的深度，所述废液出口连通至所述第一槽体部分上，且所述第三出液端和所述第二出液端均连通至所述第一槽体部分。

示例性的，所述第二出液端位于所述第三出液端的靠近所述第二槽体部分的一侧。

示例性的，所述第一层样本流道上设有用于控制所述第一层样本流道导通或截止的出口阀。

示例性的，所述第一层样本流道包括在其延伸方向上包括断开的第三流道部分和第四流道部分，所述第三流道部分连通至所述第一层腔室；所述出口阀包括：

贯通所述第一表面与所述第三流道部分的第一出口；

贯通所述第一表面与所述第四流道部分的第二出口；及

设置于所述第一出口与所述第二出口之间的引导槽。

示例性的，所述引导槽的槽底从所述第一出口向所述第二出口逐渐向下倾斜。

示例性的，所述第二层板上设有贯通所述第三表面与所述第四表面的贯通槽，所述贯通槽在所述预定方向上由所述第一表面和所述第五表面封闭形成为所述连通通道。

示例性的，所述贯通槽在靠近所述第一层板的一端外周边沿设有沉槽；

所述微流控芯片的四周边缘设置在所述沉槽与所述第一层板之间。

示例性的，所述微流控芯片检测卡盒还包括：

设置于所述微流控芯片与所述第一层板之间的第一弹性垫，所述第一弹性垫与所述微流控芯片在所述第一层板上的正投影重合，且围绕在所述微孔阵列的外围；

设置于所述微流控芯片与所述沉槽的槽底之间的第二弹性垫，所述第二弹性垫与所述微流控芯片在所述第一层板上的正投影重合，且围绕在所述微孔阵列的外围。

示例性的，所述微流控芯片包括第六表面与第七表面，所述微孔阵列的微孔贯通所述第六表面与所述第七表面，且所述第六表面和/或所述第七表面设有疏水层；和/或所述微孔阵列的微孔内设有亲水层。

示例性的，所述微孔阵列的孔间距为20～50μm；和/或所述微流控芯片的厚度为0.3～0.5mm。

本公开实施例所带来的有益效果如下：

本公开实施例所提供的微流控芯片检测卡盒，其包括一板体组件和设置于该板体组件内部的微流控芯片，该板体组件内部设有分层的第一层样本流道和第二层样本流道，且第一层样本流道和第二层样本流道之间连通有连通通道，该微流控芯片设置于连通通道且并连通通道分隔出第一层腔室和第二层腔室，第一层腔室连通第一层样本流道，第二层腔室连通至第二层样本流道，且第一层腔室上还连通负压通道。这样的设置，在进行检测时，可将第二层样本流道和第二层腔室内先充满样本，再由负压通道向第一层腔室内提供负压，使得第二层腔室的样本液体在负压作用下经过微流控芯片上的微孔阵列进入第一层腔室，进而进入第一层样本流道。这个过程中，通过负压作用使得样本液体通过微孔，可使得样本在微孔阵列中的分配更加均匀。并且分配样本的整个过程，可通过微流控的方式使流体操作在密闭的空间内进行，可避免外界污染。此外，可使得进样及检测操作变得简便和便携，从而使dPCR检测技术可应用于更多更复杂的环境中。

附图说明

图1表示本公开实施例中提供的微流控芯片检测卡盒的组装结构示意图；

图2表示本公开实施例中提供的微流控芯片检测卡盒的分解结构示意图；

图3表示本公开实施例中提供的微流控芯片检测卡盒中第一层板的第二表面结构示意图；

图4表示本公开实施例中提供的微流控芯片检测卡盒中第二层板的上第三表面结构示意图；

图5表示本公开实施例中提供的微流控芯片检测卡盒中第二层板的第四层板结构示意图。

图中，各部件标记如下：

板体组件100；第一层板101；第二层板102；第三层板103；微流控芯片200；微孔阵列210；第一层样本流道10；第一沟道11；第一扩径段111；第三进液端11c；第三出液端11d；第二沟道12；第二扩径段13；第二层样本流道20；第一流道部分21；第一进液端211；第一出液端212；第一过渡腔213；第一倾斜引导面214；第一圆弧倒角215；第二流道部分22；第二进液端221；第二出液端222；第二过渡腔223；第二倾斜引导面224；第二圆弧倒角225；连通通道30；沉槽31；负压通道40；废液池槽40；第一槽体部分41；第二槽体部分42；出口阀50；引导槽51；凹陷腔60；第一弹性垫61；第二弹性垫62；负压孔A；第二样本入口B；废液出口C；第一出口D1；第二出口D2；第一样本入口E；出液口F。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在对本公开实施例所提供的微流控芯片检测卡盒进行详细说明之前，有必要对于相关技术进行以下说明：

在相关技术中，微流控芯片(Microfluidic Chip)是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的能力，因此又称芯片实验室(Lab on achip)。微流控技术是在数十至数百微米尺度通道系统内处理和操纵微量(10^-9至10^-18升)流体的科学和技术。微流控芯片技术的关键特性是操控微米尺度通道中的流体。正是因为微流控芯片的微米级结构显著增大了流体的比表面积，即表面积与体积的比例，从而导致了一系列与表面有关的特殊效应，如层流效应、表面张力、毛细效应、快速热传导效应、扩散效应等，因此为其带来了宏观尺度实验室装置所不具有的优越性能，使其迸发出勃勃生机。

数字聚合酶链式反应芯片技术(dPCR)是一种提供数字化DNA量化信息的定量分析方法。自提出以来，在多个领域展现出了显著优势。但是初期的dPCR技术发展十分缓慢，这是由于，若使用传统的96孔板或者384孔板进行PCR扩增，需要数个多孔板同时进行扩增，不仅操作复杂，且实验样品和试剂的消耗量非常大。随着微流控技术的出现和近年来的高速发展，将微流控技术与dPCR技术结合使得灵敏度和精确度有了很大提高，迄今为止，已有Fluidigm、Thermo Fisher、Bio-Rad等多家公司相继推出了数字PCR产品，这些产品已经在单细胞分析、癌症早期诊断和产前诊断等研究领域显示出巨大的技术优势和商业前景。

但是，在相关技术中，基于微孔结构的dPCR芯片应用还存在一定问题。其技术难点就在于，样本如何分配到每个微孔当中，并且分配样本的整个过程需避免外界污染，通过微流控的方式可以使得流体操作完全在密闭的空间内进行。

为了解决上述问题，本公开实施例提供了一种微流控芯片检测卡盒，能够提升样本在微孔中分配均匀性。

图1所示为本公开实施例提供的微流控芯片检测卡盒的组装结构示意图；图2所示为本公开实施例提供的微流控芯片检测卡盒的分解结构示意图。

如图1和图2所示，本公开实施例提供的微流控芯片检测卡盒，包括：

板体组件100，所述板体组件100包括在垂直于该板体组件100的预定方向上分层设置的第一层样本流道10和第二层样本流道20、位于所述第一层样本流道10和所述第二层样本流道20之间的连通通道30、及连通至所述连通通道30上的负压通道40；及

微流控芯片200，所述微流控芯片200包括微孔阵列210，所述微流控芯片200设置在所述连通通道30内且将所述连通通道30在所述预定方向上分割出第一层腔室和第二层腔室，所述第一层腔室与所述第二层腔室之间通过所述微孔阵列210相通，其中所述第一层样本流道10和所述负压通道40连通至所述第一层腔室，所述第二层样本流道20连通至所述第二层腔室。

本公开实施例所提供的微流控芯片检测卡盒，其包括一板体组件100和设置于该板体组件100内部的微流控芯片200，该板体组件100内部设有分层的第一层样本流道10和第二层样本流道20，且第一层样本流道10和第二层样本流道20之间连通有连通通道30，该微流控芯片200设置于连通通道30且并连通通道30分隔出第一层腔室和第二层腔室，第一层腔室连通第一层样本流道10，第二层腔室连通至第二层样本流道20，且第一层腔室上还连通负压通道40。在上述设置中，第一层样本流道10可以用于进样，即作为样本液体进入通道，第二层样本流道20可以用于排样，即作为样本液体排出通道。在进行检测时，可将第二层样本流道20和第二层腔室内先充满样本液体，再由负压通道40向第一层腔室内提供负压，使得第二层腔室的样本液体在负压作用下经过微流控芯片200上的微孔阵列210进入第一层腔室，进而进入第一层样本流道10。这个过程中，通过负压作用使得样本液体通过微孔，可使得样本在微孔阵列210中的分配更加均匀。并且分配样本的整个过程，可通过微流控的方式使流体操作在密闭的空间内进行，可避免外界污染。此外，可使得进样及检测操作变得简便和便携，从而使dPCR检测技术可应用于更多更复杂的环境中。

在一些示例性的实施例中，如图1、图2和图3至图4所示，所述第二层样本流道20包括第一流道部分21和第二流道部分22，所述第一流道部分21包括在其延伸方向上相对的第一进液端211和第一出液端212，所述第二流道部分22包括在其延伸方向上相对的第二进液端221和第二出液端222，所述第一出液端212和所述第二进液端221分别连通至所述第二层腔室，以使所述第一流道部分21与所述第二流道部分22相通。

采用上述方案，第二层样本流道20在进样时需要充满所述第二层腔室以进一步地保证微孔内分配均匀性，将所述第二层样本流道20分为第一流道部分21和第二流道部分22，这样，当第一流道部分21进样后进入第二层腔室内，由于第二流道部分22的设置，该第二流道部分22上可设有的第二出液端222可使得第二层腔室内气压与大气相通进而使得样本液体容易进入第二层腔室，便于排出气泡，且当第二层腔室内样本液体充满第二流道部分22时则可表明第二层样本流道20内充满样本液体。

在一些示例性的实施例中，如图1所示，所述第一出液端212与所述第二层腔室之间设有第一过渡腔213，所述第一过渡腔213从连接所述第一出液端212的一端向连接所述第二层腔室的一端内径逐渐增大；所述第二进液端221与所述第二层腔室之间设有第二过渡腔223，所述第二过渡腔223从连接所述第二进液端221的一端向连接所述第二层腔室的一端内径逐渐增大。通过设置所述第一过渡腔213和所述第二过渡腔223，可对样本液体从第一流道部分21进入所述第二层腔室、及从所述第二层腔室进入第二流道部分22时起到缓冲过渡的作用，更有利于排出气泡使得样本液体充满流道。

如图1和图5所示，示例性的，由于所述连通通道30需要连通第一层样本流道10和第二层样本流道20，当所述连通通道30与所述第二层样本流道20同层时，所述连通通道30在垂直于所述板体组件100上的深度会大于所述第一层样本流道10和所述第二层样本流道20，因此，所述第一过渡腔213和所述第二过渡腔223的深度可大于所述第二层样本流道。且所述第一过渡腔213从连接所述第一出液端212的一端向连接所述第二层腔室的一端深度逐渐变化，以在该第一过渡腔213内形成第一倾斜引导面214，且在所述第一倾斜引导面与所述第一出液端212的过渡位置具有第一圆弧倒角215，以利于流体流动，避免产生气泡，且不易留下死角。同样的，所述第二过渡腔223从连接所述第二出液端222的一端向连接所述第二层腔室的一端深度逐渐变化，以在第二过渡腔223内形成第二倾斜引导面224，且在所述第二倾斜引导面与所述第二进液端221的过渡位置具有第二圆弧倒角225，以利于流体流动，避免产生气泡，且不易留下死角。

在一些示例性的实施例中，如图2所示，所述板体组件100包括沿所述预定方向依次层叠的第一层板101、第二层板102和第三层板103，所述第一层板101包括相背设置的第一表面和与所述第一表面相背的第二表面，所述第一层样本流道10设置于所述第一层板101上；所述第二层板102包括与所述第二表面贴合的第三表面和与所述第三表面相背的第四表面，所述第二层样本流道20设置于所述第二层板102上；所述第三层板103包括与所述第四表面贴合的第五表面和与所述第五表面相背的第六表面；所述连通通道30设置于所述第一层板101和/或第二层板102上；所述负压通道40设置于所述第一层板101和/或所述第二层板102上。

采用上述方案，所述板体组件100是由三块板件层叠而成，在第一层板101上设置第一层样本流道，在第二层板102上设置第二层样本流道，便于加工形成分层的两层样本流道，且组装方便。当然可以理解的是，在实际应用中，所述板体组件100也可以是由一层板形成，或者还可以是由两层板或三层以上板件来组成，对此并不限定。

需要说明的是，在一些实施例中，所述负压通道40可以设置于第一层板101上，但是并不限于此，所述负压通道40也可以是设置在第二层板102上。

在一些实施例中，所述负压通道40设置在所述第二层板102上，但是并不限于此。例如，所述负压通道40还可以设置在第一层板101上、或者一部分设置于所述第一层板101上，另一部分设置在所述第二层板102上。

此外，在一些示例性的实施例中，如图3所示，在所述第二表面上设有第一沟道11，所述第一沟道11包括在其延伸方向上相对的第三进液端11c和第三出液端11d，所述第三进液端11c连通至所述第一层腔室，其中所述第三表面与所述第二表面贴合配合，以使所述第一沟道形成为所述第一层样本流道10。

采用上述方案，通过在第一层板101的第二表面上设置第一沟道11来形成所述第一样本流道，沟槽结构较易加工实现。当然可以理解的是，所述第一样本流道在其他实施例中也可以是设置在所述第一层板101的内部。

示例性的，所述第三进液端11c设有第一扩径段111，所述第一扩径段111的内径大于所述第一沟道11的内径，且所述第三进液端11c与所述第一层腔室通过所述第一扩径段111连通。

采用上述方案，所述第一扩径段111的内径大于第一沟道11的内径，也就是说，第一扩径段111会大于第一沟道11的进液端的口径，这样，第一扩径段111的设置可以扩大样本第一沟道11的进液范围，便于第一层腔室的样本溶液流入所述第一沟道11内。优选的，所述第一扩径段111的扩径尺寸与所述第一扩径段111所连接的所述连通通道30的一侧侧壁的尺寸相同，即图中第一扩径段111的扩径尺寸d1等于或略小于所述连通通道30的第一侧壁的尺寸d2。

示例性的，在所述第二表面上还设有第二沟道12，所述第二沟道12包括在其延伸方向上相对的负压端和连接端，所述负压端设有贯通所述第一表面和所述第二表面的负压孔A，所述连接端连通至所述第一层腔室，所述第三表面与所述第二表面贴合配合，以使所述第二沟道12形成为所述负压通道40。

采用上述方案，通过在第二表面上设置第二沟槽12来形成所述第二层样本流道，沟槽结构较易加工实现。当然可以理解的是，所述第二层样本流道在其他实施例中也可以是设置在所述第一层板101的内部。

示例性的，所述连接端连接有第二扩径段13，所述第二扩径段13的内径大于所述第二沟道12的内径，且所述连接端与所述第二层腔室通过所述第二扩径段13连通。

采用上述方案，所述第二扩径段13的内径大于第二沟道12的内径，也就是说，第二扩径段13会大于第二沟道12的进液端的口径，这样，第二扩径段13的设置可以扩大第二沟道12的进气范围，便于第一层腔室形成均匀的负压环境。优选的，所述第二扩径段13的扩径尺寸与所述第二扩径段13所连接的所述连通通道30的一侧侧壁的尺寸匹配，即图3中第二扩径段13的扩径尺寸d1等于或略小于所述连通通道30的第一侧壁的尺寸d2。

示例性的，所述第四表面上设有第三沟道和第四沟道，所述第四表面与所述第五表面贴合配合，以使所述第三沟道形成为所述第一流道部分21，所述第四沟道形成为所述第二流道部分22，所述第三沟道在其延伸方向上相对的两端分别为所述第一进液端211和所述第一出液端212，所述第四沟道在其延伸方向上相对的两端分别为所述第二进液端221和所述第二出液端222。

采用上述方案，通过在第二层板102的第四表面上设置第三沟槽和第四沟道来形成所述第二样本流道，沟槽结构较易加工实现。当然可以理解的是，所述第二样本流道在其他实施例中也可以是设置在所述第二层板102的内部。

示例性的，所述第二层板102上还设有贯通所述第三表面与所述第四表面的第一样本入口E，所述第一样本入口E与所述第一沟道连通，且所述第三表面上设有与所述第一流道部分的第一进液端211；所述第一层板101上设有贯通所述第一表面与所述第二表面的第二样本入口B，所述第一样本入口E与所述第二样本入口B在所述第二层板102上的正投影至少部分重合。

采用上述方案，位于中间层的第二层样本流道20可通过位于第一层板101的第一表面上的第二样本入口B进入，便于进样操作。

示例性的，所述第二表面上还设有废液池槽40，所述第三出液端11d和所述第二出液端222均连通至所述废液池槽40，所述第一层板101上还设有贯通所述第一表面与所述废液池槽的废液出口C。

采用上述方案，所述第一层样本流道10和所述第二层样本流道20都可以连通至所述废液池槽40，便于将第一层样本流道10和第二层样本流道20内多余的样本液体排出。示例性的，在所述第二层板的第三表面上设有贯通所述第二层样本流道的第二出液端222贯通的出液口F，该出液口F与所述废液池槽40连通。

示例性的，如图所示，在所述废液出口C的外围设有由所述第一表面向内凹陷形成的凹陷腔60。当不需要废液出口C打开时，可通过封口胶封闭废液出口C，若废液出口C处有溢出的液体，会导致封口胶不易粘贴固定，而上述设置，所述废液出口C外围凹陷设置，可使得废液出口C处的溢出液容置在该凹陷腔60内而与封口胶保持一定避免溢出溶液对封口胶粘性影响。且示例性的，所述废液出口C位于所述凹陷腔60的中心，且所述凹陷腔60可以呈从边缘向中心凹陷深度逐渐增大的倒锥形，以利于溢出液流回所述废液出口C。

示例性的，如图2所示，所述废液池槽40包括相连通的第一槽体部分41和第二槽体部分42，所述第一槽体部分41的深度小于所述第二槽体部分42的深度，所述废液出口C连通至所述第二槽体部分42上，且所述第三出液端11d和所述第二出液端222均连通至所述第一槽体部分41。

采用上述方案，所述废液池槽40的第一槽体部分41和第二槽体部分42之间形成台阶结构，这样，当从样本流道进入废液池槽40的液体可先充满第一槽体部分41再进入第二槽体部分42，这样可以进一步地保证进样时液体充满样本流道内。

示例性的，所述第二出液端222位于所述第三出液端11d的靠近所述第二槽体部分42的一侧。

采用上述方案，由于第二层样本流道20先充满样本，然后第二层样本流道20内的样本液体再经微流控芯片200进入第一层样本流道10，因此，第二层样本流道20的出液端(即第二出液端222)设置在第一层样本流道10的出液端(即第三出液端11d)的靠近第二槽体部分42的位置，这样可以避免由第二层样本流道20排出至废液池槽40内的液体阻碍第一层样本流道10内的液体流入废液池槽40内。

示例性的，所述第一层样本流道10上设有用于控制所述第一层样本流道10导通或截止的出口阀50。

采用上述方案，通过设置所述出口阀50，在第二层样本流道20内进样以及在负压作用下将所述样本充满第一层腔室时，可通过所述出口阀50截止所述第一层样本流道10，保证第一层腔室的负压环境，有利于样本充满第二层样本流道20和第一层腔室。

示例性的，所述第一层样本流道10包括在其延伸方向上包括断开的第三流道部分10a和第四流道部分10b，所述第三流道部分10a连通至所述第一层腔室；所述出口阀50包括：

贯通所述第一表面与所述第三流道部分10a的第一出口D1；

贯通所述第一表面与所述第四流道部分10b的第二出口D2；及

设置于所述第一出口D1与所述第二出口D2之间的引导槽51。

采用上述方案，所述出口阀50可通过封口胶等封闭所述第一出口D1和所述第二出口D2截止第一层样本流道10，暴露所述第一出口D1和所述第二出口D2时，则液体可从第一出口D1经所述引导槽51进入所述第二出口D2，实现所述第一层样本流道10的导通。

示例的，所述引导槽51从靠近所述第一出口D1的一侧向靠近所述第二出口D2的一侧宽度逐渐减小，例如图1所示大致呈水滴形，这样的设置，便于将第一出口D1的液体溢出后收集并引导流向第二出口D2。

示例性的，所述引导槽51的槽底从所述第一出口D1向所述第二出口D2逐渐向下倾斜。这样的设置，便于将第一出口D1的液体溢出后引导流向第二出口D2。

示例性的，所述第二层板102上设有贯通所述第三表面与所述第四表面的贯通槽，所述贯通槽在所述预定方向上由所述第一表面和所述第五表面封闭形成为所述连通通道30。

采用上述方案，所述连通通道30可由在第二层板102上设置的贯通槽来形成，加工方便，且设计巧妙，可以满足第一层板101的第二表面上的第一层样本流道10与第二层板102的第四表面上的第二层样本流道20连通的需求。

示例性的，所述贯通槽在靠近所述第一层板101的一端外周边沿设有沉槽31；

所述微流控芯片200的四周边缘设置在所述沉槽31与所述第一层板101之间。

采用上述方案，所述微流控芯片200设置在所述贯通槽内且四周边缘位于沉槽31内，这样，可以使得所述微流控芯片200固定在所述贯通槽内且其上表面可不凸出于所述第二层板102的第三表面，以利于所述第一层板101的第二表面与所述第三表面贴合密封所述贯通通及所述第一沟道11。

示例性的，所述微流控芯片检测卡盒还包括：

设置于所述微流控芯片200与所述第一层板101之间的第一弹性垫61，所述第一弹性垫61与所述微流控芯片200在所述第一层板101上的正投影重合，且围绕在所述微孔阵列210的外围；及

设置于所述微流控芯片200与所述沉槽31的槽底之间的第二弹性垫62，所述第二弹性垫62与所述微流控芯片200在所述第一层板101上的正投影重合，且围绕在所述微孔阵列210的外围。

采用上述方案，所述第一弹性垫61和所述第二弹性垫62可起到将所述微流控芯片200固定在所述连通通道30内，且保证所述微流控芯片200与所述第二表面之间的密封性及所述微流控芯片200与所述沉槽31之间的密封性。示例性的，所述第一弹性垫61和所述第二弹性垫62均为围绕在所述微孔阵列210外围的环形垫片。

示例性的，所述第一弹性垫61和所述第二弹性垫62可以选用双面胶，起到粘贴固定及密封作用。

此外，在一些实施例中，如图1和图2所示，所述第一层样本流道10和所述负压通道40可分别连通至所述第一层腔室的相对两侧，且所述第一扩径段111在所述第二层板102上正投影与所述第一弹性垫61重合，所述第二扩径段13在所述第二层板102上的正投影在所述第一弹性垫61的环形内侧。

采用上述方案，由于所述第一层腔室内样本液体需要从所述第一扩径段111进入所述第二层样本流道20，所述第一扩径段111的尺寸可以做到最大，可与环形的第一弹性垫61的侧边长度一致。所述第二扩径段13需要供给负压，其可设置于第一弹性垫61的环形内侧，因此，所述第一扩径尺寸可大于所述第二扩径段13的扩径尺寸。

示例性的，所述微流控芯片200包括第六表面与第七表面，所述微孔阵列210的微孔贯通所述第六表面与所述第七表面，且所述第六表面和/或所述第七表面设有疏水层；和/或所述微孔阵列210的微孔内设有亲水层。

采用上述方案，所述微流控芯片200的表面设有疏水层，微孔内设有亲水层，可以更有利于样本液体进入微孔，进一步提高微孔阵列210中样本分配均匀性。

示例性的，所述微孔阵列210的孔间距为20～50μm；和/或所述微流控芯片200的厚度为0.3～0.5mm。发明人经研究发现，这样的设置，该微流控芯片200在采用上述结构参数设定时，可以起到对样本的流量等限制，更有利于样本分配至每个微孔内。当然可以理解的是，在实际应用中，根据样本的不同，微流控芯片200的具体结构参数可以不限于此。

此外，一些实施例中，所述微流控芯片200可以为玻璃或硅基芯片。当然可以理解的是，对于所述微流控芯片200的具体选材不限定。

此外，一种实施例中，所述板体组件100中相邻两层板之间可以通过激光焊接、耐热胶膜或者超声焊接等封装方式进行固定封装。

需要说明的是，一些实施例中，所述微流控芯片200尺寸可以为1cm*1cm大小，放置于所述连通通道30内，该连通通道30即为所述微流控芯片200的检测区域。

还需要说明的是，一些实施例中，所述第二层样本流道20的空间尺寸可以为30～50ul。这样更有利于样本液体的在微流控芯片20020中的分配均匀性。

当然可以理解的是，在其他实施例中，所述第二层样本流道20的空间不限于此。作为一种示例性的实施例中，所述微流控芯片检测卡盒的卡盒厚度尺寸可以为5.5mm，长宽尺寸为50*32mm。

以图1和图2所示的微流控芯片检测卡盒结构为例，该卡盒在装配时，

首先，可通过所述第一弹性垫61和所述第二弹性垫62将所述微流控芯片200固定于所述连通通道30内；

然后，将所述第一层板101覆盖在所述第二层板102的第三表面上，并通过激光焊接、耐热胶膜或者超声焊接等任意合适的封装方式固定；

最后，将所述第三层板103通过耐热胶膜等任意合适的方式封装固定于所述第二层板102的下表面，以得到所述微流控芯片检测卡盒。

为了更为清楚地说明本公开实施例提供的微流控芯片检测卡盒，以下介绍本公开实施例提的微流控芯片检测卡盒的一种示例性的操作过程。

以图1和图2所示的实施例提供的微流控芯片检测卡盒为例，其检测操作过程可以如下：

1)检测操作前的封口操作；

其中，在检测操作之前，可通过封口膜封闭所述第二样本入口B、所述负压孔A、所述第一出口D1、所述第二出口D2及所述废液出口C；

2)样本进入操作；

其中，可揭开第二样本入口B和废液出口C的封口膜，将预混好的样本液体(可采用移液枪等)加入至该卡盒，此时样本液体通过第二样本入口B进入至第二层样本流道20内，待样本液体从所述废液出口C流出且第二层样本流道20内完全填充满样本液体时，停止加样；此时由于微流控芯片200表面疏水层存在、及出口阀50的第一出口D1和第二出口D2未打开，样本液体只能填充第二层样本流道20；

3)样本分配操作：

其中，可揭开负压孔A的封口膜，通过所述负压孔A给予所述负压通道40一定负压(例如，可通过100ul的移液枪压下压头对准负压孔A，逐渐抬起移液枪压头以给与腔道内部一定负压)，此时位于第二层腔室(即微流控芯片200下方)的样本液体在负压作用下，逐渐通过微孔阵列210进入到第一层腔室(即微流控芯片200上方)，待第一层样本流道10明显填充完成后，停止负压；

4)油相封闭操作：

其中，将油相氟化液或矿物油等油封液体通过移液枪等工具注入所述第二样本入口B，填充完所述微流控芯片200下方的第二层腔室后，第二层样本流道20内多余的样本液体和油封液体通过所述出液通道被挤压到废液池；封口膜将所述第二样本入口B封闭，揭开第一出口D1和第二出口D2的封口膜，此时通过移液枪等油封液体注入负压孔A，使得油封液体进入到所述微流控芯片200上方的上腔室，并逐渐将多余的样本液体冲出至废液池槽40，完成油相封闭操作后，用封口膜将废液出口C封闭；

5)反应及检测操作：

其中，可将该微流控芯片200放置于热循环仪中进行扩增反应；完成循环反应后，将卡盒插入到阅读仪中，通过所述第三层板103观测微流控芯片200内部的微孔信号。

本公开实施例提供的微流控芯片检测卡盒，可以为单细胞分析、癌症早期诊断和产前诊断等领域提供诊疗辅助检测手段。

有以下几点需要说明：

(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。

(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种微流控芯片检测卡盒，其特征在于，包括：

板体组件，所述板体组件包括在垂直于该板体组件的预定方向上分层设置的第一层样本流道和第二层样本流道、位于所述第一层样本流道和所述第二层样本流道之间的连通通道、及连通至所述连通通道上的负压通道；及

微流控芯片，所述微流控芯片包括微孔阵列，所述微流控芯片设置在所述连通通道内且将所述连通通道在所述预定方向上分割出第一层腔室和第二层腔室，所述第一层腔室与所述第二层腔室之间通过所述微孔阵列相通，其中所述第一层样本流道和所述负压通道连通至所述第一层腔室，所述第二层样本流道连通至所述第二层腔室。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第二层样本流道包括第一流道部分和第二流道部分，所述第一流道部分包括在其延伸方向上相对的第一进液端和第一出液端，所述第二流道部分包括在其延伸方向上相对的第二进液端和第二出液端，所述第一出液端和所述第二进液端分别连通至所述第二层腔室，以使所述第一流道部分与所述第二流道部分相通。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第一出液端与所述第二层腔室之间设有第一过渡腔，所述第一过渡腔从连接所述第一出液端的一端向连接所述第二层腔室的一端内径逐渐增大；

所述第二进液端与所述第二层腔室之间设有第二过渡腔，所述第二过渡腔从连接所述第二进液端的一端向连接所述第二层腔室的一端内径逐渐增大。

4.根据权利要求2所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述板体组件包括沿所述预定方向依次层叠的：

第一层板，所述第一层板包括相背设置的第一表面和与所述第一表面相背的第二表面，所述第一层样本流道设置于所述第一层板上；

第二层板，所述第二层板包括与所述第二表面贴合的第三表面和与所述第三表面相背的第四表面，所述第二层样本流道设置于所述第二层板上；及

第三层板，所述第三层板包括与所述第四表面贴合的第五表面和与所述第五表面相背的第六表面；其中，

所述连通通道设置于所述第一层板和/或第二层板上；

所述负压通道设置于所述第一层板和/或所述第二层板上。

5.根据权利要求4所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

在所述第二表面上设有第一沟道，所述第一沟道包括在其延伸方向上相对的第三进液端和第三出液端，所述第三进液端连通至所述第一层腔室，其中所述第三表面与所述第二表面贴合配合，以使所述第一沟道形成为所述第一层样本流道。

6.根据权利要求5所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第三进液端设有第一扩径段，所述第一扩径段的内径大于所述第一沟道的内径，且所述第三进液端与所述第一层腔室通过所述第一扩径段连通。

7.根据权利要求4所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

在所述第二表面上还设有第二沟道，所述第二沟道包括在其延伸方向上相对的负压端和连接端，所述负压端设有贯通所述第一表面和所述第二表面的负压孔，所述连接端连通至所述第一层腔室，所述第三表面与所述第二表面贴合配合，以使所述第二沟道形成为所述负压通道。

8.根据权利要求7所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述连接端连接有第二扩径段，所述第二扩径段的内径大于所述第二沟道的内径，且所述连接端与所述第二层腔室通过所述第二扩径段连通。

9.根据权利要求4所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第四表面上设有第三沟道和第四沟道，所述第四表面与所述第五表面贴合配合，以使所述第三沟道形成为所述第一流道部分，所述第四沟道形成为所述第二流道部分，所述第三沟道在其延伸方向上相对的两端分别为所述第一进液端和所述第一出液端，所述第四沟道在其延伸方向上相对的两端分别为所述第二进液端和所述第二出液端。

10.根据权利要求5所述微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第二层板上还设有贯通所述第三表面与所述第四表面的第一样本入口，所述第一样本入口与所述第一沟道连通，且所述第一层板上设有贯通所述第一表面与所述第二表面的第二样本入口，所述第一样本入口与所述第二样本入口在所述第二层板上的正投影至少部分重合。

11.根据权利要求5所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第二表面上还设有废液池槽，所述第三出液端和所述第二出液端均连通至所述废液池槽，所述第一层板上还设有贯通所述第一表面与所述废液池槽的废液出口。

12.根据权利要求11所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

在所述废液出口的外围设有由所述第一表面向内凹陷形成的凹陷腔。

13.根据权利要求11所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述废液池槽包括相连通的第一槽体部分和第二槽体部分，所述第一槽体部分的深度小于所述第二槽体部分的深度，所述废液出口连通至所述第一槽体部分上，且所述第三出液端和所述第二出液端均连通至所述第一槽体部分。

14.根据权利要求13所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第二出液端位于所述第三出液端的靠近所述第二槽体部分的一侧。

15.根据权利要求4所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第一层样本流道上设有用于控制所述第一层样本流道导通或截止的出口阀。

16.根据权利要求15所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第一层样本流道在其延伸方向上包括断开的第三流道部分和第四流道部分，所述第三流道部分连通至所述第一层腔室；所述出口阀包括：

贯通所述第一表面与所述第三流道部分的第一出口；

贯通所述第一表面与所述第四流道部分的第二出口；及

设置于所述第一出口与所述第二出口之间的引导槽。

17.根据权利要求16所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述引导槽的槽底从所述第一出口向所述第二出口逐渐向下倾斜。

18.根据权利要求4所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述第二层板上设有贯通所述第三表面与所述第四表面的贯通槽，所述贯通槽在所述预定方向上由所述第一表面和所述第五表面封闭形成为所述连通通道。

19.根据权利要求18所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述贯通槽在靠近所述第一层板的一端外周边沿设有沉槽；

所述微流控芯片的四周边缘设置在所述沉槽与所述第一层板之间。

20.根据权利要求19所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述微流控芯片检测卡盒还包括：

设置于所述微流控芯片与所述第一层板之间的第一弹性垫，所述第一弹性垫与所述微流控芯片在所述第一层板上的正投影重合，且围绕在所述微孔阵列的外围；及

设置于所述微流控芯片与所述沉槽的槽底之间的第二弹性垫，所述第二弹性垫与所述微流控芯片在所述第一层板上的正投影重合，且围绕在所述微孔阵列的外围。

21.根据权利要求1所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，

所述微流控芯片包括第六表面与第七表面，所述微孔阵列的微孔贯通所述第六表面与所述第七表面，且所述第六表面和/或所述第七表面设有疏水层；和/或所述微孔阵列的微孔内设有亲水层。

22.根据权利要求1至21任一项所述的微流控芯片检测卡盒，其特征在于，所述微孔阵列的孔间距为20～50μm；和/或所述微流控芯片的厚度为0.3～0.5mm。