CN114534812A - 一种微流控系统及其微通道的定量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微流控系统及其微通道的定量装置，定量装置包括至少一个分支流道，分支流道的第一端连接有液体流入通道，分支流道的第二端连接有气体排出通道；分支流道上设有截止部和至少一处定量腔室，截止部位于分支流道靠近气体排出通道的一侧；截止部内填充有膨胀材料，膨胀材料可在吸收液体后膨胀至截止分支流道。本发明所提供的定量装置，利用截止部和定量腔室的设置，当定量腔室完成微流体的定量后，液体流入至截止部内，在膨胀材料的作用下，实现该分支流道的截止，液体无法继续向该分支流道输送，进而完成定量目的；该装置定量准确，可实现液体的稳定保存，在系统其他部分继续运行的条件下，避免发生漏液、渗出风险，可靠性高。

Description

一种微流控系统及其微通道的定量装置

技术领域

本发明涉及微流控设备领域，特别是涉及一种微通道的定量装置。此外，本发明还涉及一种包括上述微通道的定量装置的微流控系统。

背景技术

微流控技术，是指对毫米至微米尺度下的微体积流体进行合理操控，并实现相应功能的技术。

现有技术中，对微流体进行定量和分配的方法主要是通过微定量腔体的体积限定的方式和动力源+切换阀的方式进行的。微定量腔体的体积限定的方式，其原理是将液体通过外力离心或挤压，进入一个或多个微体积腔室内，微腔室的容积等于或小于液体的体积，通过微腔室的排列和重复设置，可实现液体的等量分配。动力源+切换阀的方式，即外加动力持续作用在待定量和分配的液体上，驱动液体发生位移，同时在流路中设置微流体切换阀，通过切换阀的开启/关闭控制流路的通/断，进而控制液体的移动方向，使其进入不同的腔室，完成液体的分配。

当采用微定量腔体的体积限定的方式进行微流体定量和切换时，其中一个问题在于，同一类的微定量腔体必须排列在同一离心半径上，液体首先进入一个预分配池，随后经二次离心进入定量微定量腔体内。这个过程需要利用不同转速进行离心，以实现气液交换和液体填充，对于设备的稳定性以及微流道结构设计和加工的要求较高。另外，当液体充满定量微腔后，下一步反应随即开始，即，流程是串行关系，而无法实现并行，整体反应结束时间受反应速度最慢孔的限制。

当采用动力源+切换阀的方式进行微流体定量和切换时，则需要通过大量的通道路分别与不同的微流道上的气阀层接口相连，并通过电磁阀的开闭控制气压，进而驱动微流体，造成控制方法复杂，且气体通道路与微流道之间的气密性需要重点关注。

因此，如何提高微通道的定量装置的可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微通道的定量装置，该微通道的定量装置能够有效的提高自身的可靠性，不易发生漏液、渗出的风险。本发明的另一目的是提供一种包括上述微通道的定量装置的微流控系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微通道的定量装置，包括至少一个分支流道，所述分支流道的第一端连接有液体流入通道，第二端连接有气体排出通道；所述分支流道上设有截止部和至少一处定量腔室，所述截止部位于所述分支流道靠近所述气体排出通道的一侧；所述截止部内设有膨胀材料，所述膨胀材料可在吸收液体后膨胀并截止所述分支流道。

优选地，所述定量腔室内填充有吸附部件。

优选地，所述定量腔室内设有反应试剂或反应体系。

优选地，所述定量腔室内填充有吸附部件，且所述吸附部件内预设有反应试剂或反应体系。

优选地，所述分支流道的个数为至少两个。

优选地，不同所述分支流道的定量腔室内填充有设有不同反应试剂或反应体系的吸附部件。

优选地，至少两个所述分支流道的第二端连接至同一所述气体排出通道。

优选地，各所述分支流道的第二端均连接至同一所述气体排出通道，且所述气体排出通道上连接有可向所述分支流道内提供负驱动的驱动装置。

优选地，所述膨胀材料包括吸水树脂、海藻酸钠、水凝胶、明胶、胶原中的至少一种。

优选地，所述液体流入通道上连接有可推动所述液体流向各所述分支流道的驱动部件；各所述分支流道的第二端分别连接有相同或不同的所述气体排出通道。

优选地，所述截止部为设置在所述分支流道上的凹槽，所述凹槽内可设置所述膨胀材料。

优选地，所述分支流道在靠近所述凹槽位置的截面积小于靠近所述定量腔室位置的截面积，且所述凹槽的容积小于所述定量腔室的容积。

优选地，各所述分支流道的第一端连接至同一所述液体流入通道，且至少两个所述分支流道在竖直方向上的高度不同。

优选地，各所述分支流道的第一端连接至同一所述液体流入通道，至少两个所述分支流道的高度相同；

并且，高度相同的各所述分支流道距离所述液体流入通道的距离相同、截面积不同；或者，高度相同的各所述分支流道的截面积相同、距离所述液体流入通道的距离不同。

本发明还提供一种微流控系统，包括上述任意一项所述的微通道的定量装置。

本发明所提供的微通道的定量装置，包括至少一个分支流道，所述分支流道的第一端连接有液体流入通道，所述分支流道的第二端连接有气体排出通道；所述分支流道上设有截止部和至少一处定量腔室，所述截止部位于所述分支流道靠近所述气体排出通道的一侧；所述截止部内填充有膨胀材料，所述膨胀材料可在吸收液体后膨胀至截止所述分支流道。本发明所提供的微通道的定量装置，利用所述截止部和所述定量腔室的设置，当所述定量腔室完成微流体的定量后，液体流入至所述截止部内，在所述膨胀材料的作用下，实现该所述分支流道的截止效果，液体无法继续向该分支流道输送，进而完成定量目的；该装置定量准确，可实现液体的稳定保存，在系统其他部分继续运行的条件下，有效避免发生漏液、渗出的风险，可靠性高。

在一种优选实施方式中，各所述分支流道的第一端连接至同一所述液体流入通道，且至少两个所述分支流道在竖直方向上的高度不同。上述设置，可在重力的作用下，完成一个所述分支流道的定量后，液体自动进入下一个高度更高的所述分支流道中，当完成一个所述分支流道中所述定量腔室的定量后，即可进行对应的检测或反应，不会影响下一个所述分支流道的定量工作，有效提高效率。

本发明所提供的微流控系统设有上述微通道的定量装置，由于所述微通道的定量装置具有上述技术效果，因此，设有该微通道的定量装置的微流控系统也应当具有相应的技术效果。

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为本发明所提供的微通道的定量装置第一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示微通道的定量装置的定量过程示意图；

图3为本发明所提供的微通道的定量装置第二种具体实施方式的定量过程示意图；

图4为本发明所提供的微通道的定量装置第三种具体实施方式的结构示意图；

图5为本发明所提供的微通道的定量装置第四种具体实施方式的定量过程示意图；

图6为本发明所提供的微通道的定量装置第五种具体实施方式的定量过程示意图；

其中：液体流入通道-1；分支流道-2；定量腔室-3；截止部-4；截止台阶-4-1；气体排出通道-5；板体-6；微流体-7；吸附部件-8。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种微通道的定量装置，该微通道的定量装置能够有效的提高自身的可靠性，不易发生漏液、渗出的风险。本发明的另一核心是提供一种包括上述微通道的定量装置的微流控系统。

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。

请参考图1至图6，图1为本发明所提供的微通道的定量装置第一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示微通道的定量装置的定量过程示意图；图3为本发明所提供的微通道的定量装置第二种具体实施方式的定量过程示意图；图4为本发明所提供的微通道的定量装置第三种具体实施方式的结构示意图；图5为本发明所提供的微通道的定量装置第四种具体实施方式的定量过程示意图；图6为本发明所提供的微通道的定量装置第五种具体实施方式的定量过程示意图。

在该实施方式中，微通道的定量装置包括至少一个分支流道2，分支流道2的第一端连接有液体流入通道1，分支流道2的第二端连接有气体排出通道5；即分支流道2的一端输入液体，液体包括但不限于反应液、洗液、废液，分支流道2的另一端排出气体；进一步，分支流道2上设有截止部4和至少一处定量腔室3，定量腔室3用于接收并容纳确定容量的液体，在每一条分支流道2内，定量腔室3可以是1个或多个，且与同一液体流入通道1相连的不同分支流道2，各自包含的定量腔室3数目可以是不同的；截止部4位于分支流道2靠近气体排出通道5的一侧，即微流体7会先行流动至定量腔室3的位置，然后流动至截止阀的位置；截止部4内填充有膨胀材料，膨胀材料可在吸收液体后膨胀至截止分支流道2，进而阻止微流体7进一步流入该分支流道2内，而是流入其他分支流道2，继续进行定量操作，已经完成定量的分支流道2，便可以先行进行检测。

具体的，该微通道的定量装置可用于微流体7的定量和分支流道2的截止，可加工在特定的板体6上，包括一个液体流入通道1，至少一个分支流道2，分支流道2上设有至少一个定量腔室3和至少一个截止部4，还包括至少一个气体排出通道5；分支流道2供液体由液体流入通道1流入定量腔室3内，液体流入通道1，设置在分支流道2的前端，其上游可以是本领域人员所熟知的储液腔、样本处理腔、反应腔等结构或其配套结构，这些上游结构与液体流入通道1相连，通过液体流入通道1，用于向定量腔室3输送液体；液体流入通道1可重复使用，即所有从上游流出的液体均可通过同一个液体流入通道1；在一些情况下，液体流入通道1的上游与外界提供的正向压力相连，用于向液体流入通道1内的液体，以及液体流入通道1后端的结构内待输送的液体提供正向驱动力。在一些情况下，具体是指在液体流入通道1上游与外界提供的正向压力相连，气体排出通道5下游可以不与外部动力源的接口连接，可以与各分支流道2一一对应，也可汇合为1个或多个，仅作为各流道末端的气体出口，保证气压平衡。

在一种具体实施方式中，上述板体6包括上板和下板，下板设置有凹槽，凹槽构成通道、流道、截止部4、腔室等，上板底面压紧密封在下板上；当然可以采用其他的加工方式，例如3D打印该通道结构，或采用三层板的设置方式等。

进一步，截止部4用于接收完成液体定量后多余的液体，并对相应的分支流道2进行截止。具体而言，当液体经液体流入通道1进入相应的分支流道2及定量腔室3，且完成定量腔室3充盈后，此时分支流道2仍受外部驱动装置或驱动部件的驱动，液体继续向定量腔室3下游移动。

优选的，分支流道2在靠近凹槽位置的截面积小于靠近定量腔室3位置的截面积，且凹槽的容积小于定量腔室3的容积；凹槽靠近定量腔室3的位置，以使得定量腔室3在被填充后，后续流入该分支流道2的多余液体能够在尽可能短的时间内完整对于该分支流道2的封闭，即节约试剂的消耗。

具体的，截止部4设置在定量腔室3的下游，凹槽放置膨胀材料，截止腔体与定量腔室3的距离尽可能接近，且与截止部4的进、出口相连的分支流道2的两部分中的，各自的至少一部分的截面积为整条流道中的最小处，如图1所示，可以通过在分支流道2上靠近截止部4的位置设置截止台阶4-1来实现，以使得定量腔室3在被填充后，后续流入该分支流道2的多余液体能够在尽可能短的时间内完成对于该分支流道2的截止，即节约试剂的消耗；

更进一步，气体排出通道5设置在分支流道2的末端，其上游与截止部4的出口相连，其下游为与外部动力源的接口，能够提供负压的驱动装置连接。气体排出通道5的作用是将外部动力源提供的驱动力通过截止部4、定量腔室3、分支流道2，传导至液体流入通道1，用以将液体驱动至对应的分支流道2；优选的，当采用负压的驱动装置作为驱动力时，液体流入通道1的上游可以不设置正向压力的驱动力；当然，负压与正压也可以同时设置。

本发明所提供的微通道的定量装置，利用截止部4和定量腔室3的设置，当定量腔室3完成微流体7的定量后，液体流入至截止部4内，在膨胀材料的作用下，实现该分支流道2的截止效果，液体无法继续向该分支流道2输送，进而完成定量目的；该装置定量准确，定量后的液体如果作为废液或暂存液时，可实现液体的稳定保存，在系统其他部分继续运行的条件下，有效避免发生漏液、渗出的风险，可靠性高。

在上述各实施方式的基础上，定量腔室3内填充有吸附部件8。

也就是说，定量腔室3实现液体定量的方法，可以通过腔室体积限定，也可以通过非腔室体积限定实现；通过腔室体积限定，即设置特定容积和结构的定量腔体，该定量腔体的形状、开口大小设计，需要使其能够与相应的正压或负压驱动力的大小匹配，在对应表面特性的材料上，能够使其被液体完全充盈，即实现定量功能，同时，在定量腔室3被填充满后，后续流入该分支流道2的多余液体流向下游微流道截止结构；非腔室体积限定，指在定量腔室3内设置可以定量吸收液体的吸附部件8，液体进入定量腔室3后，与定量吸收液体的吸附部件8首先充分接触并被其固定，当定量吸收液体的吸附部件8达到饱和后，多余液体流向下游截止部4；吸附部件8，对液体的吸收是可逆的，即，其中吸附的液体可以通过特定条件，如，离心，挤压等方式，被再次释放，具体而言，吸附部件8可能的材料包括但不限于吸水棉、海绵。

在上述各实施方式的基础上，吸附部件8内预设有反应试剂或反应体系；反应体系为多种反应试剂的组合，例如PCR反应体系。即吸附部件8中还可以预浸泡、预包埋可与流入定量腔室3的液体混合、结合或发生反应的反应试剂或反应体系。当然，也可以不设置吸附部件8，直接由其他试剂固定方式，如喷点、打印，或放置冻干球等，在腔室内设置反应试剂。需要说明的是，定量腔室3内还可以不设置吸附部件8，定量腔室3内也没有任何其他试剂。

在上述各实施方式的基础上，分支流道2的个数为至少两个。上述设置，当定量后的液体作为反应液时，其在完成定量后即可立即独立开始下一步反应，而无需等待所有定量腔体均完成液体分配；在反应结果需要进行信号读出时，相应地降低了检测设备的设置成本，即，同一个检测装置按顺序逐个扫描各个参加反应的定量腔室3，即可保证每个定量腔室3的反应时间相同，而不需并行设置多个检测装置。

在上述各实施方式的基础上，不同分支流道2的定量腔室3内填充有具有不同反应试剂或反应体系的吸附部件8，以实现不同的反应需求，提高多样性设计要求。具体的，利用具有该定量装置的检测盘或卡盒进行生化反应及检测时，由于平行设置有多条分支流道2，因而可在各分支流道2内预置不同的反应试剂或反应体系，用以进行高通量、多指标检测。

在上述各实施方式的基础上，至少两个分支流道2的第二端连接至同一气体排出通道5。优选的，各分支流道2的第二端均连接至同一气体排出通道5，且气体排出通道5上连接有可向分支流道2内提供负驱动的驱动装置。上述设置，在具有多个分支流道2时，当上一级分支流道2完成定量并被截止后，自动开始填充下一级通道，微流体7可仅受同一个外部动力源的驱动而实现多定量腔室3的分配；使得与该结构配套使用的设备结构简单，仅需通过一个接口向微流道内提供正向驱动力或负向驱动力，而无需设置多个动力源或多个切换控制模块；当提供正向驱动力时，应当将动力源连接在液体流入通道1上，即各分支流道2连接至同一个液体流入通道1。

在上述各实施方式的基础上，膨胀材料包括吸水树脂、海藻酸钠、水凝胶、明胶、胶原中的至少一种。具体的，在截止部4中，设置有特定规格的膨胀材料，膨胀材料，是未接触流道内液体时为粉末状或块状，在截止部4内不影响外部动力源输出的作用于流道内液体的驱动力，而在遇到定量腔室3溢出的多余液体时，可迅速发生交联反应或溶胀反应而体积增大，且对定量腔室3中的液体性质不产生影响的物质，包括但不限于，吸水树脂丙烯酸钠盐、海藻酸钠、水凝胶、明胶、胶原等的一种或几种。发生交联或溶胀反应的膨胀材料，其体积变大，充满截止部4，阻挡来源于外部动力源的压力传递，进而实现对该分支流道2的截止。

在上述各实施方式的基础上，液体流入通道1上连接有可推动液体流向各分支流道2的驱动部件，即提供正压的动力源；各分支流道2的第二端分别连接有相同或不同的气体排出通道5。

在上述各实施方式的基础上，截止部4为设置在分支流道2上的凹槽，凹槽内可设置膨胀材料。凹槽可以位于分支流道2的上侧或者下侧，当然也可以位于分支流道2的左侧或右侧，该左侧和右侧，是指在板体6垂直方向上的左侧和后侧；优选的，膨胀材料优选设置在下侧的凹槽内；当然，在其他的实施方式中，截止部4的位置也可以无需凹槽或仅在分支流道2上侧或下侧设置凹槽均可。优选将膨胀材料设置在下侧的凹槽内，即与定量腔室3同侧的凹槽内，是为了保证膨胀材料的位置更加稳定，当在气体排出通道5上提供负压时，膨胀材料在凹槽的限制下，不容易被吸走，可有效防止粉末材料被分散，保证膨胀截止效果。

在上述各实施方式的基础上，各分支流道2的第一端连接至同一液体流入通道1，且至少两个分支流道2在竖直方向上的高度不同。这里需要说明的是，分支流道2是指设有定量腔室3和截止部4的部分。上述设置，可在重力的作用下，完成一个分支流道2的定量后，液体自动进入下一个高度更高的分支流道2中，当完成一个分支流道2中定量腔室3的定量后，即可进行对应的检测或反应，不会影响下一个分支流道2的定量工作，有效提高效率。

优选的，每个分支流道2的截面积与液体流入通道1的截面积一致，或略大于液体流入通道1的截面积，以保证每个定量腔室3在开启状态下，能够完全和充分地容纳由液体流入通道1流入的液体；分支流道2是一次性使用的，即，当液体流入一条分支流道2，并由定量腔室3完成定量，且流路被截止部4截止后，该分支流道2中即不再流入其他液体。当分支流道2有多个时，各个分支流道2平行排列，高度不同，最低位置的为第一分支流道2，液体首先进入第一分支流道2，第二分支流道2高于第一分支流道2，液体在第一分支流道2及其后端的定量腔室3被截止后，进入第二分支流道2。以此类推。

当然，在其他实施方式中，各分支流道2的第一端连接至同一液体流入通道1，至少两个分支流道2的高度相同；高度相同的各分支流道2距离液体流入通道1的距离相同、截面积不同。也就是说，除了利用重力作为分支流道2流入顺序不同的方式外，还可以利用各分支流道2距离液体流入通道1的距离相同、截面积不同的方式来实现。

或者，各分支流道2的第一端连接至同一液体流入通道1，至少两个分支流道2的高度相同；高度相同的各分支流道2的截面积相同、距离液体流入通道1的距离不同。也就是说，除了利用重力作为分支流道2流入顺序不同的方式外，还可以利用各分支流道2截面积相同、距离液体流入通道1的距离不同的方式来实现。

这里需要说明的是，当各分支流道2的高度均相同时，可以通过将板体6水平放置来实现，当板体6水平放置时，优选在定量腔室3内设置吸附部件8，以避免液体直接流动至截止阀的位置。

实施例一

如图1和图2所示，微通道的定量装置包括有1个液体流入通道1，3个分支流道2，各分支流道2的高度不同，具体可以通过将板体6竖直或者倾斜设置来实现；每个分支流道2对应一个定量腔室3，一个截止部4，该实施例中还包含1个气体排出通道5；当外部提供的驱动力经气体排出通道5，近似平均地分配至每条分支流道2，并作用于液体流入通道1，驱动液体进入该结构中，当液体到达分支流道2处时，此时由于驱动力的大小不足以驱动液体克服自身重力通过位置更高的分支流道2进入该分支流道2对应的定量腔室3，因此液体首先通入高度最低的第一分支流道2，直至充满第一分支流道2中的定量腔室3，随后液体受驱动力作用继续移动，溢出定量腔室3，与截止部4接触，截止部4中的膨胀材料遇到液体后迅速发生溶胀或交联反应，体积膨胀，进而阻断驱动力通过该分支流道2的传输，实现该分支流道2的截止；此时驱动力仅可经由位置更高的第二、第三分支流道2作用于液体流入通道1并驱动液体，液体进入第二分支流道2，并如前述过程，填充第二分支流道2中的定量腔室3。

实施例二

如图3所示，在定量腔室3中设置有定量吸收液体的吸附部件8，当一定量的液体进入第一分支流道2的定量腔室3后，被吸附部件8捕获固定，直至吸附部件8达到饱和，多余的液体溢出并与截止部4接触，截止部4中的膨胀材料遇到液体后迅速发生溶胀或交联反应，体积膨胀，进而阻断驱动力通过该分支流道2的传输，实现该分支流道2的截止。此时驱动力仅可经由位置更高的第二、第三分支流道2作用于液体流入通道1并驱动液体，液体进入第二分支流道2，并如前述过程，填充第二分支流道2中的定量腔室3。

实施例三

如图4所示，在微通道的定量装置中，在同一条分支流道2中，可以对应有数量不同的定量腔室3，且不同分支流道2中，定量腔室3的数量可以相同，也可以不同；当在一条分支流道2内设置多个定量腔室3时，其可产生的有益效果为，在需要对定量腔室3内发生反应的信号进行多次平行测定，以保证数据真实稳定时，可通过多个平行的定量腔室3来实现检测结果的平行对比。

实施例四

如图5所示，微通道的定量装置包括1个液体流入通道1，3个分支流道2，每个分支流道2对应一个定量腔室3，一个截止部4，该实施例中还包含1个气体排出通道5，作为一种优选方案，在定量腔室3中设置有定量吸收液体的吸附部件8。其中3个分支流道2为水平设置，即各分支流道2布置在同一个水平面上，液体在各条分支流道2间流动时不存在重力差异，差异在于各条分支流道2距离液体流入通道1的距离不相同，第一分支流道2距离液体流入通道1最近，第三分支流道2距离液体流入通道1最远，第二分支流道2介于第一、第三分支流道2之间。在受到同一动力源的驱动时，液体等速流向各个分支通道，由于分支流道2与液体入口的距离差异，导致试剂流入定量腔室3完成填充、进而流入截止部4的时间或先后顺序不同。但在上一级通道被其对应的截止部4截止后，余下的分支通道内液体流速会由于驱动力的增加而的到提升，最终实现分别填充和截止。

实施例五

如图6所示，微通道的定量装置包括1个液体流入通道1，2个分支流道2，每个分支流道2对应一个定量腔室3，一个截止部4，该实施例中还包含1个气体排出通道5，作为一种优选方案，在定量腔室3中设置有定量吸收液体的吸附部件8。其中2个分支流道2为水平设置，距离液体流入通道1距离相等，且液体在各条分支流道2间流动时不存在重力差异，差异在于各条分支流道2的截面积不同，在受到同一动力源的驱动时，液体等速流向各个分支通道，由于各条分支流道2的截面积不同，导致试剂流入定量腔室3完成填充、进而流入截止部4的时间或先后顺序不同。但在截面积最小的分支流道2被其对应的截止部4截止后，余下的分支通道内液体流速会由于驱动力的增加而得到提升，最终实现分别填充和截止。

当然，也可以将分支流道2与液体流入通道1的距离，与分支流道2的截面积同时有差异的，能够满足液体在同一驱动力的前提下，有顺序的进入各分支流道2的方式均可。

以上实施例，均可通过对分支流道2的设置，实现液体对定量腔室3填充的时、序可控性，在定量腔室3内发生生化反应，且反应结果需要进行信号读出，如，光信号检测时，这种时、序的可控性可以相应地降低检测设备的设置成本，即，同一个检测装置按顺序逐个扫描各个定量腔室3，即可保证每个定量腔室3在相同的反应时间进行检测，而不需并行设置多个检测装置。该定量装置中的板体6，优选为光学透明的材料，即定量截止的结构设置在光学透明的材料上，如PMMA、PC、PS、PP、玻璃等，通过本领域人员熟知的成型工艺，如注塑、加加工等，以及相关的封装工艺，如热压，胶粘等，形成相关结构和腔体。在每个定量腔室3内，预置有定量吸收液体的吸附部件8，在其中可预置荧光染料等试剂，当流入的液体中含有可与荧光染料结合的物质，在定量腔室3内二者发生结合。此时外部设置的荧光激发和检测模块，按照定量腔室3的填充顺序，逐一按顺序扫描各定量腔室3，即可实现各定量腔室3在相同反应时间内的分别检测。

当然，也可以对各条分支流道2的位置关系、尺寸等不做任何限制，液体受到自液体流入通道1上游，外界提供的正向压力，或气体排出通道5下游，外部动力源提供的负压驱动，自由、无选择性地进入各分支流道2。分别完成对定量腔室3的填充。由于驱动力一直存在，当其中一条或几条分支流道2及定量腔室3被填充，截止部4阻断对应流道后，剩余分支流道2内的液体将被加速驱动，最终实现全部定量腔室3的填充和流道的截止。但相较于前述实施例，各流道的填充顺序不可控，相应地，各个定量腔室3内的反应发生先后顺序也不可控，因此，当由外部检测装置对定量腔室3进行检测时，难以实现反应时间和检测时间的可控性，仅作为一种可选方案，并非优选方案。

除了上述微通道的定量装置以外，本发明还提供了一种包括上述微通道的定量装置的微流控系统，该微流控系统的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。

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。

以上对本发明所提供的微通道的定量装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (15)

1.一种微通道的定量装置，其特征在于，包括至少一个分支流道(2)，所述分支流道(2)的第一端连接有液体流入通道(1)，第二端连接有气体排出通道(5)；所述分支流道(2)上设有截止部(4)和至少一处定量腔室(3)，所述截止部(4)位于所述分支流道(2)靠近所述气体排出通道(5)的一侧；所述截止部(4)内设有膨胀材料，所述膨胀材料可在吸收液体后膨胀并截止所述分支流道(2)。

2.根据权利要求1所述的微通道的定量装置，其特征在于，所述定量腔室(3)内填充有吸附部件(8)。

3.根据权利要求1所述的微通道的定量装置，其特征在于，所述定量腔室(3)内设有反应试剂或反应体系。

4.根据权利要求1所述的微通道的定量装置，其特征在于，所述定量腔室(3)内填充有吸附部件(8)，且所述吸附部件(8)内预设有反应试剂或反应体系。

5.根据权利要求1所述的微通道的定量装置，其特征在于，所述分支流道(2)的个数为至少两个。

6.根据权利要求5所述的微通道的定量装置，其特征在于，不同所述分支流道(2)的定量腔室(3)内填充有设有不同反应试剂或反应体系的吸附部件(8)。

7.根据权利要求1所述的微通道的定量装置，其特征在于，至少两个所述分支流道(2)的第二端连接至同一所述气体排出通道(5)。

8.根据权利要求7所述的微通道的定量装置，其特征在于，各所述分支流道(2)的第二端均连接至同一所述气体排出通道(5)，且所述气体排出通道(5)上连接有可向所述分支流道(2)内提供负驱动的驱动装置。

9.根据权利要求1所述的微通道的定量装置，其特征在于，所述膨胀材料包括吸水树脂、海藻酸钠、水凝胶、明胶、胶原中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的微通道的定量装置，其特征在于，所述液体流入通道(1)上连接有可推动所述液体流向各所述分支流道(2)的驱动部件；各所述分支流道(2)的第二端分别连接有相同或不同的所述气体排出通道(5)。

11.根据权利要求1所述的微通道的定量装置，其特征在于，所述截止部(4)为设置在所述分支流道(2)上的凹槽，所述凹槽内可设置所述膨胀材料。

12.根据权利要求11所述的微通道的定量装置，其特征在于，所述分支流道(2)在靠近所述凹槽位置的截面积小于靠近所述定量腔室(3)位置的截面积，且所述凹槽的容积小于所述定量腔室(3)的容积。

13.根据权利要求1至12任意一项所述的微通道的定量装置，其特征在于，各所述分支流道(2)的第一端连接至同一所述液体流入通道(1)，且至少两个所述分支流道(2)在竖直方向上的高度不同。

14.根据权利要求1至12任意一项所述的微通道的定量装置，其特征在于，各所述分支流道(2)的第一端连接至同一所述液体流入通道(1)，至少两个所述分支流道(2)的高度相同；

并且，高度相同的各所述分支流道(2)距离所述液体流入通道(1)的距离相同、截面积不同；或者，高度相同的各所述分支流道(2)的截面积相同、距离所述液体流入通道(1)的距离不同。

15.一种微流控系统，包括微通道的定量装置，其特征在于，所述微通道的定量装置为权利要求1至14任意一项所述的微通道的定量装置。

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