CN207507497U - 一种微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微流控芯片，包括基板、取样装置和盖设于基板下方的底盖，基板上设有进样腔、混匀腔、反应腔、第一试剂腔、第一储气腔、第一液体流道、第二液体流道、第三液体流道和第一气体流道；取样装置可拆卸安装于进样腔上，第一试剂腔通过第一液体流道和取样装置与进样腔连通，混匀腔的底部设有第一进液口，第一进液口通过第二液体流道与进样腔连通，混匀腔的上部设有第一进气口，第一进气口通过第一气体流道与第一储气腔连通，混匀腔通过第三液体流道与反应腔连通。本实用新型提供的微流控芯片能够将待检测样本液体充分混合均匀后再流入后续区域，提高了检测的准确率。

Description

一种微流控芯片

技术领域

本实用新型涉及芯片检测技术，尤其涉及一种微流控芯片。

背景技术

目前，微流控芯片又称芯片实验室(Lab on a Chip)，指的是一种在一块几平方厘米的芯片上构建的生物或化学实验室。它把生物和化学领域中所涉及的反应、分离、培养、分选、检测等基本操作单元分别做成微/纳米量级的构件，集成到一块很小的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规生物或化学实验室的各种功能。由于微流控芯片技术具有进样量小、集成度高、易实现自动化控制和高通量分析的特点，使得在微流控芯片上进行生化反应操作较常规的分析样品前处理更方便、快速、成本低廉。而且，高特异性的生化反应与微流控芯片强大的分离、检测能力相结合将显示出更为显著的优势，因此以药物筛选或生化样品分析为目的而进行的酶反应、免疫反应、PCR反应、酶联免疫分析(ELISA)如能在微流控芯片上实现，不仅将使样品处理时间大幅缩短、试剂和仪器成本大幅降低、检测分辨率和灵敏度显著提高。特别是进一步将纳米生物传感器引入芯片实验室之后，将大大缩小检测装置的体积，使便携和现场检测成为可能。

但是，现有的微流控芯片存在以下缺陷：

由于缺少混匀结构，难以将待检测样本液体有效自动混合均匀后输送至检测腔，因而检测的准确率不够理想。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种微流控芯片，其能够将待检测样本液体充分混合均匀后再流入后续区域，提高了检测的准确率。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种微流控芯片，包括基板、取样装置和盖设于所述基板下方的底盖，所述基板上设有进样腔、混匀腔、反应腔、第一试剂腔、第一储气腔、第一液体流道、第二液体流道、第三液体流道和第一气体流道；所述取样装置可拆卸安装于所述进样腔上，所述第一试剂腔通过所述第一液体流道和所述取样装置与所述进样腔连通，所述混匀腔的底部设有第一进液口，所述第一进液口通过所述第二液体流道与所述进样腔连通，所述混匀腔的上部设有第一进气口，所述第一进气口通过所述第一气体流道与所述第一储气腔连通，所述混匀腔通过所述第三液体流道与所述反应腔连通。

进一步地，所述微流控芯片还包括第二试剂腔和第三试剂腔，所述第二试剂腔和所述第三试剂腔均与所述反应腔连通。

进一步地，所述微流控芯片还包括第二储气腔和第二气体流道，所述第二储气腔通过所述第二气体流道与所述反应腔连通。

进一步地，所述反应腔的底部设有第二进液口，所述第二进液口通过所述第三液体流道与所述混匀腔连通，所述反应腔的上部设有第二进气口，所述第二进气口通过所述第二气体流道与所述第二储气腔连通。

进一步地，所述微流控芯片还包括第四液体流道和检测腔，所述反应腔通过所述第四液体流道与所述检测腔连通。

进一步地，所述第三液体流道和所述第四液体流道均为S形流道。

进一步地，所述第一试剂腔、第一储气腔、第二试剂腔、第二储气腔和第三试剂腔在所述基板的长度方向依次排列。

进一步地，所述第一试剂腔、第一储气腔、第二试剂腔、第二储气腔和第三试剂腔上均设有弹性腔壁。

进一步地，所述混匀腔的腔壁的顶部设有与外界连通的气孔。

进一步地，所述取样装置上设有样品入口和样品出口，所述第一液体流道一端与所述第一试剂腔连接，所述第一液体流道的另一端与所述样品入口连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

上述技术方案提供的微流控芯片，当按压第一试剂腔时，第一试剂腔中的第一试剂经第一液体流道进入取样装置，并推动取样装置内的待检测样本依次经进样腔、第二液体通道从混匀腔底部的第一进液口进入混匀腔，而后第一试剂也紧随待测样本依次经进样腔、第二液体通道从混匀腔底部的第一进液口进入混匀腔。在第一试剂进入混匀腔之前，待检测样本与第一试剂之间存在一段空气柱的间隔，当待检测样本和第一试剂从混匀腔底部进入混匀腔，通过液体从下而上的翻涌和空气柱的上浮形成对流实现待检测样本和第一试剂的混匀，使得待检测样本和第一试剂有效混合均匀后流入反应腔，而后再流入检测腔，有效提高了检测的准确率。

附图说明

图1为本实用新型提供的微流控芯片的结构示意图；

图2为图1中微流控芯片的部分爆炸示意图。

图中：10、基板；101、进样腔；102、混匀腔；1021、第一进液口；1022、第一进气口；103、反应腔；1031、第二进液口；1032、第二进气口；104、第一试剂腔；105、第一储气腔；106、第一液体流道；107、第二液体流道；108、第三液体流道；109、第二试剂腔；110、第三试剂腔；111、第二储气腔；112、第四液体流道；113、检测腔；20、取样装置；21、样品入口；22、样品出口；30、底盖。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参照图1-2，本实用新型实施例提供的微流控芯片，包括基板10、取样装置20和盖设于基板10下方的底盖30，基板10上设有进样腔101、混匀腔102、反应腔103、第一试剂腔104、第一储气腔105、第一液体流道106、第二液体流道107、第三液体流道108和第一气体流道(未标示)；取样装置20可拆卸安装于进样腔101上，第一试剂腔104通过第一液体流道106和取样装置20与进样腔101连通，混匀腔102的底部设有第一进液口1021，第一进液口1021通过第二液体流道107与进样腔101连通，混匀腔102的上部设有第一进气口1022，第一进气口1022通过第一气体流道与第一储气腔105连通，混匀腔102通过第三液体流道108与反应腔103连通。

上述实施例的微流控芯片，当按压第一试剂腔104时，第一试剂腔104中的第一试剂经第一液体流道106进入取样装置20，并推动取样装置20内的待检测样本依次经进样腔101、第二液体流道107从混匀腔102底部的第一进液口1021进入混匀腔102，而后第一试剂也紧随待测样本依次经进样腔101、第二液体流道107从混匀腔102底部的第一进液口1021进入混匀腔102。在第一试剂进入混匀腔102之前，待检测样本与第一试剂之间存在一段空气柱的间隔，当待检测样本和第一试剂从混匀腔102底部进入混匀腔102，通过液体从下而上的翻涌和空气柱的上浮形成对流实现待检测样本和第一试剂的混匀，使得待检测样本和第一试剂有效混合均匀后流入反应腔，而后再流入检测腔，有效提高了检测的准确率。

作为优选的实施方式，微流控芯片还包括第二试剂腔109和第三试剂腔110，第二试剂腔109和第三试剂腔110均与反应腔103连通。微流控芯片还包括第二储气腔111和第二气体流道(未标示)，第二储气腔111通过第二气体流道与反应腔103连通。第一试剂腔104、第一储气腔105、第二试剂腔109、第二储气腔111和第三试剂腔110上均设有弹性腔壁。微流控芯片还包括第四液体流道112和检测腔113，反应腔103通过第四液体流道112与检测腔113连通。反应腔103的底部设有第二进液口1031，第二进液口1031通过第三液体流道108与混匀腔102连通，反应腔103的上部设有第二进气口1032，第二进气口1032通过第二气体流道与第二储气腔111连通，当第二试剂或第三试剂以及从混匀腔102中流入的液体从反应腔103底部进入反应腔103，通过液体从下而上的翻涌形成对流实现反应腔103内液体的充分混匀或反应后流入检测腔113，有效提高了检测的准确率。

按压上述实施例微流控芯片的第一储气腔105的弹性腔壁，挤压第一储气腔105中的气体，气体经过第一气体流道和第一进气口1022进入混匀腔102，并推动混匀腔102中的液体通过第三液体流道108流入反应腔103。根据实际需要按压第二试剂腔109或第三试剂腔110使得第二试剂或第三试剂进入反应腔103与从混匀腔102中流入的液体混匀或反应。反应腔103中的液体经反应或进一步混匀后，按压第二储气腔111的弹性腔壁，挤压第二储气腔111中的气体，气体经过第二气体流道进入反应腔103，并推动反应腔103中的液体通过第四液体流道112流入检测腔113，待测溶液充满检测腔113。待测溶液充满检测腔时，能够保证入射光能穿过待测溶液，通过透射法和散射法中的至少一种方法检测得到待测成分含量。由于通过透射法和散射法中的至少一种方法检测得到待测成分含量属于现有技术，在此不再赘述。

作为优选的实施方式，第三液体流道108和第四液体流道112均为S形流道，这样能够使混匀腔102中的液体在流入反应腔103之前进一步混匀，或使反应腔103中的液体在流入检测腔113之前进一步混匀或反应。第一试剂腔104、第一储气腔105、第二试剂腔109、第二储气腔111和第三试剂腔110在基板10的长度方向依次排列。取样装置20上设有样品入口21和样品出口22，第一液体流道106一端与第一试剂腔104连接，第一液体流道106的另一端与样品入口21连接。样品入口21与第一液体流道106的出口相对应，样品出口22与第二液体流道107的入口相对应。

作为优选的实施方式，混匀腔102的腔壁的顶部设有与外界连通的气孔(未标示)。气孔在芯片检测设备的辅助下在打开和关闭的状态下切换，待检测样本和第一试剂进入混匀腔102时，气孔为打开状态；混匀腔102中的液体从混匀腔102流出至反应腔103时，气孔为关闭状态；即有液体进入混匀腔102时，打开气孔，将混匀腔102中的气体通过气孔排出；混匀腔102中的液体从混匀腔102流出时，气孔为关闭状态，则按压第一储气腔105的弹性腔壁，使得第一储气腔105中的气体进入混匀腔102，由于混匀腔102气孔关闭，内部气压变大从而将内部的液体推至反应腔103。可以理解地，反应腔103的腔壁的顶部也设有与外界连通的气孔，其作用与原理与混匀腔102的气孔相同，在此不再赘述。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括基板、取样装置和盖设于所述基板下方的底盖，所述基板上设有进样腔、混匀腔、反应腔、第一试剂腔、第一储气腔、第一液体流道、第二液体流道、第三液体流道和第一气体流道；所述取样装置可拆卸安装于所述进样腔上，所述第一试剂腔通过所述第一液体流道和所述取样装置与所述进样腔连通，所述混匀腔的底部设有第一进液口，所述第一进液口通过所述第二液体流道与所述进样腔连通，所述混匀腔的上部设有第一进气口，所述第一进气口通过所述第一气体流道与所述第一储气腔连通，所述混匀腔通过所述第三液体流道与所述反应腔连通。

2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，还包括第二试剂腔和第三试剂腔，所述第二试剂腔和所述第三试剂腔均与所述反应腔连通。

3.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，还包括第二储气腔和第二气体流道，所述第二储气腔通过所述第二气体流道与所述反应腔连通。

4.如权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述反应腔的底部设有第二进液口，所述第二进液口通过所述第三液体流道与所述混匀腔连通，所述反应腔的上部设有第二进气口，所述第二进气口通过所述第二气体流道与所述第二储气腔连通。

5.如权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，还包括第四液体流道和检测腔，所述反应腔通过所述第四液体流道与所述检测腔连通。

6.如权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，所述第三液体流道和所述第四液体流道均为S形流道。

7.如权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一试剂腔、第一储气腔、第二试剂腔、第二储气腔和第三试剂腔在所述基板的长度方向依次排列。

8.如权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一试剂腔、第一储气腔、第二试剂腔、第二储气腔和第三试剂腔上均设有弹性腔壁。

9.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述混匀腔的腔壁的顶部设有与外界连通的气孔。

10.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述取样装置上设有样品入口和样品出口，所述第一液体流道一端与所述第一试剂腔连接，所述第一液体流道的另一端与所述样品入口连接。