CN206965757U - 基于微流控技术的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于微流控技术的检测装置，所述检测装置包括第一盘片，所述第一盘片具有多个检测单元，检测单元包括检测槽、废液槽；第二盘片，所述第二盘片设置在所述第一盘片的下方；所述第二盘片具有多个磁力单元，所述磁力单元与检测单元的数量相等，所述磁力单元包括限位槽和第一磁力件；所述限位槽的走向与所述第二盘片的径向间的夹角为锐角，所述第一磁力件设置在所述限位槽内；第二磁力件，所述第二磁力件固定在所述限位槽的临着所述第二盘片的圆心的端部的外侧；所述第二磁力件与所述第二盘片保持相对静止。本实用新型具有灵敏度高、检测时间短等优点。

Description

基于微流控技术的检测装置

技术领域

本实用新型涉及微流控，特别涉及基于微流控技术的检测装置。

背景技术

微流控技术是指使用数十到数百微米的管道处理或操纵微流体的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。

离心微流控是以微机电技术为依托，将化学分析的采样、预处理、衍化、混合及检测等过程中涉及的阀、流动管道、混合反应器、加样、分离、检测等部件集成到CD形状的盘片上，以离心力为液流的驱动力，实现对液流检测分析的微流控体系。利用离心转速控制的原理，便可以通过程序轻易的控制实验的操作流程，对于检测人员只需要加入试剂，运行程序，便可以完成整个实验的流程得到实验结果。

化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay，CLIA)是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合，用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶和药物等的检测分析技术。为了改善抗原抗体包被的疏失通常使用磁珠作为载体，将磁珠注入到反应池内反应进行包被，通过磁铁来操控磁珠的释放来实现分离。

化学发光免疫分析包括两个部分，即免疫反应系统和化学发光分析系统。化学发光系统是利用化学发光物质经过催化剂的催化和氧化剂的氧化，形成一个激发态的中间体，当这种激发态的中间体回到稳定的基态时发射出光子，利用发光信号测定仪测量光量子产量。免疫反应系统是将发光物质直接标记在抗原或者抗体上。用酶作用于发光底物。

微流控离心式磁性粒子的操纵，可以解决上述化学发光等项目中的磁珠的操纵问题，通过混合震荡的方式对于上述中清洗环节是很好的方式，清洗的更加彻底。

申请号CN201410669355.X的专利提供了一种离心式磁性粒子操纵与检测装置及其运作方法，操作的方式是磁铁将磁珠吸成一团并在溶液中周期性移动来完成抗原抗体结合、清洗及底物显色等步骤。该方案的主要不足为：

磁铁始终将磁珠吸成一团，丧失了分散性；在清洗和底物反应阶段，靠上下磁铁的移动来带动磁珠移动从而实现混合，混合效果不佳，且效率偏低、耗时长。更重要的是在清洗的环节，分散不佳，会造成清洗的效果偏差会有残留的反应物没有清洗掉，造成结果失真。

实用新型内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种灵敏度高、检测时间短的基于微流控技术的检测装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于微流控技术的检测装置，所述基于微流控技术的检测装置包括第一盘片，所述第一盘片具有多个检测单元，检测单元包括检测槽、废液槽；所述基于微流控技术的检测装置进一步包括：

第二盘片，所述第二盘片设置在所述第一盘片的下方；所述第二盘片具有多个磁力单元，所述磁力单元与检测单元的数量相等，所述磁力单元包括限位槽和第一磁力件；所述限位槽的走向与所述第二盘片的径向间的夹角为锐角，所述第一磁力件设置在所述限位槽内；

第二磁力件，所述第二磁力件固定在所述限位槽的临着所述第二盘片的圆心的外侧；所述第二磁力件与所述第二盘片保持相对静止。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1.在离心力和磁性吸引力的作用下实现不同时间段磁铁出现在不同的位置，实现磁珠的分散与聚集；

磁珠分散的效果主要体现在发光强度高和流程时间短。由于混合充分，在孵育阶段、清洗阶段和底物反应阶段都可以缩短相应的时间，也即缩短了检测时间，分散后抗原抗体结合效率高会增强相同体系下的光强值，从而提高灵敏度；

2.在孵育阶段、清洗阶段和底物反应阶段都通过电机带动盘片正反转搅拌的方式将磁珠分散(磁铁远离磁珠)，从而实现均相反应。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本实用新型实施例1的第二盘片的结构简图。

具体实施方式

图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

本实用新型实施例的基于微流控技术的检测装置的结构简图，所述基于微流控技术的检测装置包括：

第一盘片，所述第一盘片设置在第二盘片的上方，第二盘片具有多个检测单元，检测单元包括检测槽、废液槽；第一盘片的结构和功能是现有技术，具体可参见CN201410669355.X的专利申请；

图1示意性地给出了本实用新型实施例的第二盘片的结构简图，如图1所示，所述第二盘片包括：

多个磁力单元，所述磁力单元与检测单元的数量相等，所述磁力单元包括限位槽2和第一磁力件4；所述限位槽的走向与所述第二盘片的径向间的夹角为锐角，所述第一磁力件设置在所述限位槽内；

第二磁力件3，所述第二磁力件固定在所述限位槽的临着所述第二盘片的圆心的外侧，如限位槽的靠近圆心的端部的外侧。

上述微流控技术的检测装置的工作过程为：

初始阶段：在第二磁力件的吸引下，第一磁力件处于所述限位槽内临着第二盘片的圆心的端部的位置，远离第一盘片上的检测槽；

孵育阶段：第一盘片和第二盘片进入低速模式，第一磁力件被第二磁力件吸附在所述限位槽内临着所述圆心的端部的位置，也即第一磁力件和第二磁力件之间的吸引力提供了第一磁力件旋转所需的向心力；

第一盘片正反转，分散的磁珠在限位槽内来回运动，样本、磁珠抗体和酶免抗体混合孵育；

清洗阶段：清洗液进入检测槽内，第一盘片和第二盘片进入低速模式，第一磁力件被第二磁力件吸附在所述限位槽内临着所述圆心的端部的位置；

第一盘片正反转，分散的磁珠在检测槽内来回运动，并被清洗液清洗；

排废阶段：第一盘片和第二盘片进入高速模式，第一磁力件和第二磁力件之间的吸引力不足以提供了第一磁力件高速旋转所需的向心力，第一磁力件被甩至所述限位槽内远离所述圆心的端部的位置，从而吸附住检测槽内的磁珠；

检测槽内的液体进入废液槽内；

反应阶段：底物进入检测槽内，第一盘片和第二盘片进入低速的模式，第一磁力件被第二磁力件吸附在所述限位槽内临着所述圆心的端部的位置；

第一盘片正反转，分散的磁珠在检测槽内来回运动，并与所述底物反应。

可见，在上述孵育阶段、清洗阶段和反应阶段的整个过程中，第二磁力件吸附住第一磁力件，使得第一磁力件和第二磁力件间保持相对静止。

实施例2：

根据本实用新型实施例1的基于微流控技术的检测装置的应用例。

在该应用例中，第一盘片具有6个检测单元，相对应地，第二盘片具有6个限位槽，限位槽呈直线状，两端呈半圆形；第一磁力件采用永磁铁，第二磁力件为6个(与检测单元数量相等)，分别固定在所述第二盘片上并呈弧形，与所述限位槽的端部形状匹配，并采用永磁铁；所述第二磁力件在驱动下的旋转半径相同，第二磁力件和限位槽(即第二盘片)间保持相对静止。

在检测装置的工作过程中，在清洗阶段中，加入清洗液后，旋转的第二盘片急停，第一磁力件滑到在限位槽内临着所述圆心的端部的位置，并被所述第二磁力件吸引。

实施例3：

根据本实用新型实施例1的基于微流控技术的检测装置的应用例。

在该应用例中，第一盘片具有6个检测单元，相对应地，第二盘片具有6个限位槽，限位槽呈直线状；第一磁力件采用永磁铁，6个第二磁力件(与检测单元数量相等)连接在一起形成环形，并采用永磁铁；检测装置还包括第三盘片，第三盘片设置在第一盘片和第二盘片之间，第二磁力件固定在第三盘片上，在电机驱动下，第一盘片、第二盘片和第三盘片一起转动，也即第一盘片、第二盘片、第三盘片间保持相对静止。

在检测装置的工作过程中，在清洗阶段中，加入清洗液后，旋转的第二盘片急停，第一磁力件滑到在限位槽内临着所述圆心的端部的位置，并被所述第二磁力件吸引。

上述实施例仅是示例性地给出了第二磁力件采用永磁铁的情况，当然，第二磁力件还可以采用铁磁性材料。

Claims (6)

1.一种基于微流控技术的检测装置，所述基于微流控技术的检测装置包括第一盘片，所述第一盘片具有多个检测单元，检测单元包括检测槽、废液槽；其特征在于：所述基于微流控技术的检测装置进一步包括：

第二盘片，所述第二盘片设置在所述第一盘片的下方；所述第二盘片具有多个磁力单元，所述磁力单元与检测单元的数量相等，所述磁力单元包括限位槽和第一磁力件；所述限位槽的走向与所述第二盘片的径向间的夹角为锐角，所述第一磁力件设置在所述限位槽内；

第二磁力件，所述第二磁力件固定在所述限位槽的临着所述第二盘片的圆心的端部的外侧；第二磁力件与所述第二盘片保持相对静止。

2.根据权利要求1所述的基于微流控技术的检测装置，其特征在于：所述第二磁力件在驱动下的旋转半径相同。

3.根据权利要求1所述的基于微流控技术的检测装置，其特征在于：所述第二磁力件组合为环形。

4.根据权利要求3所述的基于微流控技术的检测装置，其特征在于：所述检测装置进一步包括：

第三盘片，所述第二磁力件固定在所述第三盘片上；所述第三盘片与所述第二盘片保持相对静止。

5.根据权利要求1所述的基于微流控技术的检测装置，其特征在于：所述第一磁力件采用磁铁，所述第二磁力件采用磁铁或铁磁性材料。

6.根据权利要求1所述的基于微流控技术的检测装置，其特征在于：所述第二磁力件与所述检测单元的数量相等。