CN117903928A - 多功能生物检测芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能生物检测芯片，包括多功能微流控芯片主体、光检测系统、高温区加热块、低温区加热块及给液系统；多功能微流控芯片主体包括多个用于检测和培养的流道腔，与各流道腔相连通的用于加料、混合、反应的混合腔，以及与各流道腔相连通的用于注入液体的注液腔；光检测系统对应设置于流道腔的底端；高温区加热块固定于流道腔一端；低温区加热块固定于流道腔的另一端。该多功能生物检测芯片将多种芯片的不同功能实现在一块芯片上，能够将多种芯片组所需要的多维空间缩减，将多种芯片组的不可靠性集中到一起，降低排查难度、替换难度、和其所产生的成本，将多种芯片整合到一起，搭载平台就可以小型化，便于携带及移动。
Description
技术领域
本发明涉及生物检测技术领域，尤其涉及一种多功能生物检测芯片，主要应用于医院、研究院、教学场合的核酸、病毒、疾病等检测。
背景技术
当今的生物芯片，有多种多样，功能各一且单一。比如细胞分选芯片，通常用于细胞的分离和分类。
微流控芯片，用于待检细胞物质的流动；微混合芯片，用于待检物质的混合；微反应芯片，用于待检物质的反应融合；细胞培养芯片，用于细胞物质的培养等。各种芯片，种类繁多功能单一。
要完成生物物质的检测，需要多组芯片的组合，对于空间的浪费极大，不易小型化、移动。各种高精密的芯片组合在一起，会整个系统失效，可靠性低。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种多功能生物检测芯片，将多种芯片的不同功能整合在一块芯片上，实现小型化、便于携带和移动的特点。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种多功能生物检测芯片，包括多功能微流控芯片主体、光检测系统、高温区加热块、低温区加热块及给液系统；
所述多功能微流控芯片主体包括多个用于检测和培养的流道腔，与各流道腔相连通的用于加料、混合、反应的混合腔，以及与各流道腔相连通的用于注入液体的注液腔，所述注液腔与给液系统相连；
所述光检测系统对应设置于流道腔的底端，用于对流道腔内的液体进行检测；
所述高温区加热块固定于流道腔一端，用于对流道腔一端进行高温加热；
所述低温区加热块固定于流道腔的另一端，用于对流道腔内的液体低温加热。
为了便于实现试剂样品的加样、混合、检测等操作，在本发明一较佳实施例中，所述多功能微流控芯片主体为一体成型结构，具有若干相平行的流道腔，所述流道腔两端分别固定有侧面封板，侧面封板上一体成型有连通流道腔及给液系统的注液腔，所述混合腔设置于流道腔顶端，混合腔顶端具有高于流道腔的加样口。
进一步地，为了便于试剂样品混合充分，所述混合腔内设置有能够控制流道腔、混合腔通断的磁阀，所述磁阀能够沿混合腔上下运动。
为了将流道腔划分为高温区及低温区，所述高温区加热块包括可拆卸连接的高温上加热块、高温下加热块，所述高温上加热块盖合于各流道腔顶端，所述高温下加热块盖合于各流道腔底端；
同样的，所述低温区加热块盖合于各流道腔顶端。
为了便于控温，所述光检测系统底端固定有低温区下加热块。
为了保证检测效果，所述光检测系统顶端内嵌入各流道腔底部。
本发明的有益效果是：该多功能生物检测芯片将多种芯片的不同功能实现在一块芯片上，能够将多种芯片组所需要的多维空间缩减，将多种芯片组的不可靠性集中到一起，降低排查难度、替换难度、和其所产生的成本，将多种芯片整合到一起，搭载平台就可以小型化，便于携带及移动。
附图说明
图1为本发明的多功能生物检测芯片的立体结构示意图；
图2为本发明的多功能生物检测芯片的爆炸图；
图3为本发明的多功能微流控芯片主体的立体结构示意图；
图4为本发明的多功能生物检测芯片使用时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
如图1所示的一种多功能生物检测芯片，包括多功能微流控芯片主体1、光检测系统2、高温区加热块4、低温区加热块5及给液系统3，多功能微流控芯片主体1的两端分别连接有给液系统3，多功能微流控芯片主体1上包裹有高温区加热块4、低温区加热块5，使得多功能微流控芯片主体1一端为高温区，另一端为低温区，而位于多功能微流控芯片主体1低温区的底端设置有光检测系统2。
具体地，结合图2、图3所示，所述多功能微流控芯片主体1包括多个用于检测和培养的流道腔11，与各流道腔11相连通的用于加料、混合、反应的混合腔10，以及与各流道腔11相连通的用于注入液体的注液腔6。
所述多功能微流控芯片主体1为一体成型结构，具有若干相平行的流道腔11，流道腔11内为中空结构，内部流道贯穿流道腔11的两端，流道腔11的两端分别固定有侧面封板，侧面封板通过弹性体和超声波与流道腔11焊接密封，侧面封板上一体成型有连通流道腔11及给液系统3的注液腔6，注液腔6为L型结构，其顶端与给液系统3通过O型密封圈9密封连接，给液系统3与泵相连，所述混合腔10为圆柱状结构，设置于流道腔11顶端，作为加样区，混合腔10开口向上，其顶端具有高于流道腔11的加样口，通过加样口的水平位置高于流道腔11的设计使取出时液体不易溢出和打翻。
所述混合腔10内设置有能够控制流道腔11、混合腔10通断的磁阀7，磁阀7带有磁性能够在混合腔10内上下运动，产生涡流从而达到试剂样品混匀的目的；同时，磁阀7做往复运动时，可以切换流道腔11、混合腔10之间的通断。
所述光检测系统2对应设置于流道腔11低温区底端，光检测系统2顶端内嵌入各流道腔11底部，而流道腔11底部具有与其相配合的嵌槽12，光检测系统2具有多组光源，每组光源对应一个流道腔11，使光源端和检测端透过率敏感度更高。
所述高温区加热块4包括可拆卸连接的高温上加热块、高温下加热块，所述高温上加热块盖合于各流道腔11顶端，所述高温下加热块盖合于各流道腔11底端，高温上加热块、高温下加热块相配合能够将各流道腔11包裹，同样的，所述低温区加热块5盖合于各流道腔11顶端，能够将各流道腔11顶部包裹。高温区加热块4通过管路通道模式加热，将上下加热块异形设计，包裹住流道腔11进行加热，使加热更均匀。高温区加热块4、低温区加热块5将流道腔11分为高温区及低温区，而光检测系统2安装于低温区底端。各加热块采用半导体控制，在打开的瞬间降温，使用者不易烫伤。通过泵及给液系统3控制样本在加样区、高温区、低温区、检测区内停留或挪动，达到加样、扩增、即时检测的目的。
另外，光检测系统2底端固定有低温区下加热块8，光检测系统2与低温区下加热块8合并在一起，使其在加温过程中通过液体在不同的检测点的位置挪动，达到控温、检测同时进行，缩短了制程时间。
使用时，结合图4所示，移液枪13将待检物质（细胞/细菌、微生物、反应酶等）滴入多功能微流控芯片主体1的混合腔10中；
通过外置的电磁线圈的通断电，和磁性推杆作用，带动磁阀7上下运动，实现待检物质和酶的充分混合；
磁阀7接着往下移动，混合后的液体顺着流道进入流道腔11的高温区内；
流道腔11被高温区加热块4加热到一定温度，培养繁殖待检物质；
给液系统3外接泵类设备，注入液体，使得样品挪动至检测区域；
培养好的待检物质被光检测系统2检测，输出生物学上想要的结果。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“设有”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种多功能生物检测芯片，其特征在于：包括多功能微流控芯片主体、光检测系统、高温区加热块、低温区加热块及给液系统；
所述多功能微流控芯片主体包括多个用于检测和培养的流道腔，与各流道腔相连通的用于加料、混合、反应的混合腔，以及与各流道腔相连通的用于注入液体的注液腔，所述注液腔与给液系统相连；
所述光检测系统对应设置于流道腔的底端，用于对流道腔内的液体进行检测；
所述高温区加热块固定于流道腔一端，用于对流道腔一端进行高温加热；
所述低温区加热块固定于流道腔的另一端，用于对流道腔内的液体低温加热。
2.根据权利要求1所述的多功能生物检测芯片，其特征在于：所述多功能微流控芯片主体为一体成型结构，具有若干相平行的流道腔，所述流道腔两端分别固定有侧面封板，侧面封板上一体成型有连通流道腔及给液系统的注液腔，所述混合腔设置于流道腔顶端，混合腔顶端具有高于流道腔的加样口。
3.根据权利要求1或2所述的多功能生物检测芯片，其特征在于：所述混合腔内设置有能够控制流道腔、混合腔通断的磁阀，所述磁阀能够沿混合腔上下运动。
4.根据权利要求1所述的多功能生物检测芯片，其特征在于：所述高温区加热块包括可拆卸连接的高温上加热块、高温下加热块，所述高温上加热块盖合于各流道腔顶端，所述高温下加热块盖合于各流道腔底端。
5.根据权利要求1所述的多功能生物检测芯片，其特征在于：所述低温区加热块盖合于各流道腔顶端。
6.根据权利要求5所述的多功能生物检测芯片，其特征在于：所述光检测系统底端固定有低温区下加热块。
7.根据权利要求1或6所述的多功能生物检测芯片，其特征在于：所述光检测系统顶端内嵌入各流道腔底部。
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