CN209327056U - 一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，包括样本采集装置和稀释加样装置，样本采集装置包括支撑管、定量气囊和定量采样器；稀释加样装置包括芯片嵌套块和稀释瓶，稀释瓶的顶部开设有瓶口，瓶口上密封有封闭膜，瓶口的外侧设有连接部；稀释瓶的底部开设有排液口，排液口的底端设有密封头，密封头与排液口的底端之间设有折断痕，芯片嵌套块的一侧开设有供微流控芯片的加样端插入的嵌套通道。本实用新型实现了样本定量取样，定量稀释及定量加样的全过程。操作简单，不仅避免了因多步操作造成的误差及结果偏移，同时提高了客户便捷操作的体验度。

Description

一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，尤其是涉及一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置。

背景技术

近年来，微流控芯片技术已经在生物、化学、医学等领域得以迅速发展。该技术可将样品制备、混合、反应、分离和分析在内的多种功能集成在面积很小的一块芯片上。具有样本消耗量小，集成度高，可实现高通量均相反应等优点，具有很强的技术先进性。

微流控免疫荧光技术是结合免疫学反应原理与微流控芯片结合的一项用于体外快速诊断试剂的新型技术。该技术以其分析速度快、精密度高等特点非常适用于即时、现场分析。

目前我公司免疫荧光平台采用的微流控芯片见申请号为CN201110132696.X的中国专利。基于该技术我公司目前已开发的血清淀粉样蛋白A(SAA)与C反应蛋白(CRP)联合检测试剂盒，主要用于医学领域细菌和病毒感染的鉴别诊断。该试剂盒的开发弥补了CRP单指标检测的不足，对于感染性疾病的诊断特别是早期诊断和鉴别诊断具有重要的价值。

但是该试剂盒因检测指标的浓度特点，目前存在的问题有：临床血液样本不能直接加样，需要进行稀释混匀，再吸取稀释后的样本进行加样，最终实现检测。该加样步骤较一步加样法繁琐，涉及取样、稀释和再取样的多环节操作，对于终端用户体验，必然加大了检测误差风险，降低了结果准确性的风险，同时不利于客户便捷使用。这与微流控免疫荧光技术的高精密度特点相冲突。

目前，对于样本稀释简化装置中，例如专利申请号为200910158166.5、201420635386.9、201520838642.9和201621269348.1的中国专利，大多只能够定量取样，经稀释后，加样步骤多为滴加式，不能实现准确定量的加样。

实用新型内容

因此，本实用新型旨在提出一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，以解决现有技术加样步骤繁琐、检测误差大、不能实现准确定量的加样、使用不便利的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，包括配套使用的样本采集装置和稀释加样装置，样本采集装置包括支撑管，支撑管的顶部设有定量气囊，定量气囊的下部伸入支撑管内并密封住支撑管的顶部，定量气囊的底端开设有排气孔，支撑管的下部密闭连接有固定支撑物，固定支撑物上设有定量采样器，定量采样器的下端超出支撑管的下端；

稀释加样装置包括芯片嵌套块和固定设于芯片嵌套块上的稀释瓶，稀释瓶内装有样本稀释液，稀释瓶的顶部开设有瓶口，瓶口上密封有封闭膜，瓶口的外侧设有连接部，当样本采集装置吸取待检测的样本后，连接部与支撑管的下部可拆卸密闭连接，定量采样器的下端戳破封闭膜插入到样本稀释液的液面以下；

稀释瓶的底部开设有排液口，排液口的底端设有密封头，密封头与排液口的底端之间设有折断痕，密封头与排液口通过折断痕可进行折断分离，芯片嵌套块的一侧开设有供微流控芯片的加样端插入的嵌套通道，嵌套通道的顶部与排液口相通，微流控芯片的加样端插入时，在微流控芯片的推动力的作用下，密封头折断，插入嵌套通道内后，微流控芯片的加样孔位于排液口的正下方。

采用上述技术方案，利用样本采集装置定量吸取样本后插入稀释加样装置上的稀释瓶中混匀，然后将微流控芯片的加样端插入嵌套通道中，按压样本采集装置顶部的定量气阀，在压力推动下，稀释后的样本便从稀释瓶底部流出，并准确定量的滴加到微流控芯片的加样孔内。该配套装置实现了样本定量取样，定量稀释及定量加样的全过程。通过简化操作环节，不仅避免了因多步操作造成的误差及结果偏移，同时提高了客户便捷操作的体验度。最终得以弥补SAA与CRP微流控免疫荧光联合检测试剂盒的不足。

进一步的，定量采样器为毛细管，毛细管的腔体容积为2-10μl，定量气囊的体积规格为30-100μl。

进一步的，定量气囊呈球形，材质为橡胶，底部设有上宽下窄的尖嘴部，尖嘴部伸入支撑管内，排气孔位于尖嘴部上且上下贯通尖嘴部，排气孔的直径从上到下逐渐缩小，排气孔顶端的直径为2mm，底端的直径为1mm。

进一步的，支撑管的管径上大下小，下部的外壁上设有外螺纹，连接部呈上下两端开口的圆筒状，连接部的内壁开设有与外螺纹相匹配的内螺纹，样本采集装置取样后，支撑管的下部与螺纹连接于连接部上。

进一步的，支撑管的下部设有保护盖，保护盖呈帽状，保护盖的内部设有与外螺纹相匹配的内螺纹，保护盖与支撑管的下部螺纹连接。

进一步的，封闭膜的材质为铝箔。

进一步的，排液口边缘的稀释瓶向下延伸形成呈倒置的圆台状的凸起，凸起的中心开设有贯穿凸起的排液通道，排液通道连通排液口和嵌套通道,排液口和排液通道的孔径为0.5-1mm。

通过采用上述技术方案，防止稀释后的液体样本随重力作用渗漏。

进一步的，稀释瓶的体积规格最大为2ml，稀释瓶和芯片嵌套块均呈长方体状，嵌套通道开设在芯片嵌套块的长边所在的侧壁上。

相对于现有技术，本实用新型所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置具有以下优势：

本实用新型对于需要稀释加样的检测指标，实现了样本定量取样，定量稀释及定量加样的全过程；通过简化操作环节，不仅避免了因多步操作造成的误差及结果偏移，同时提高了客户便捷操作的体验度；尤其对于本公司开发的SAA与CRP微流控免疫荧光联合检测试剂盒，本实用新型提供了该试剂盒的简易加样方式，不仅提高了检测结果的精准度，同时方便了用户使用。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置的样本采集装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置的稀释加样装置的立体图；

图3为本实用新型实施例所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置的稀释加样装置的剖视图。

附图标记说明：

1、支撑管；2、定量气囊；3、排气孔；4、固定支撑物；5、定量采样器；6、尖嘴部；7、保护盖；8、芯片嵌套块；9、稀释瓶；10、样本稀释液；11、瓶口；12、封闭膜；13、连接部；14、排液口；15、密封头；16、折断痕；17、嵌套通道；18、凸起；19、排液通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，结合图1和图2所示，包括配套使用的样本采集装置和稀释加样装置。如图1所示，样本采集装置包括支撑管1，支撑管1的顶部设有球形的定量气囊2。可根据需要设置不同体积规格的定量气囊2，优选地，定量气囊2的体积规格为30-100μl。定量气囊2由橡胶类材料制成，定量气囊2的下部伸入支撑管1内密封住支撑管1的顶部，底端开设有排气孔3。支撑管1的下部密闭连接有固定支撑物4，固定支撑物4上竖直设有定量采样器5，定量采样器5为毛细管，优选地，毛细管的腔体容积为2-10μl，定量采样器5实现了样本定量取样。定量采样器5的下端超出支撑管1的下端。定量气囊2施以外力后，定量气囊2挤压排出的气体与最终检测所需稀释后样本的体积呈正相关，相关系数为0.9，即稀释后样本排出体积＝0.9*气囊体积。

结合图2和图3所示，稀释加样装置包括芯片嵌套块8和固定设于芯片嵌套块8上的稀释瓶9，稀释瓶9和芯片嵌套块8均呈长方体状。稀释瓶9内装有一定体积的样本稀释液10，样本稀释液10的体积可根据稀释倍数适当调整，稀释瓶9的体积规格最大为2ml。稀释瓶9的顶部开设有瓶口11，瓶口11上密封有封闭膜12，用以封闭稀释瓶9内的液体，封闭膜12的材质为铝箔。瓶口11的外侧设有与支撑管1的下部可拆卸密闭连接的连接部13，连接部13与支撑管1的下部可拆卸密闭连接时，定量采样器5的下端戳破封闭膜12插入到样本稀释液10的液面以下。轻轻晃动稀释加样装置，样本便能够在稀释瓶9内充分混匀。

稀释瓶9的底部开设有排液口14，排液口14的底端设有密封头15，密封头15与排液口14的底端之间设有折断痕16，密封头15与排液口14通过折断痕16可进行折断分离。芯片嵌套块8的一侧开设有供微流控芯片的加样端插入的嵌套通道17，嵌套通道17开设在芯片嵌套块8的长边所在的侧壁上。嵌套通道17的顶部与排液口14相通，微流控芯片的加样端插入时，在微流控芯片的推动力的作用下，密封头15折断，插入嵌套通道17内后，微流控芯片的加样孔位于排液口14的正下方。通过手指按压定量气囊2，一定量的稀释后的待检测样本从排液口14流出，最终滴在微流控芯片的加样孔内。

如图1所示，定量气囊2呈球形，材质为橡胶，底部设有上宽下窄的尖嘴部6，尖嘴部6伸入支撑管1内。排气孔3位于尖嘴部6上且上下贯通尖嘴部6，排气孔3的直径从上到下逐渐缩小，排气孔3顶端的直径为2mm，底端的直径为1mm，防止样本稀释液10晃动混匀过程中回流到定量气囊2内。

支撑管1的管径上大下小，用于固定连接顶部的定量气囊2和底部的定量采样器5。支撑管1的下部的外壁上设有外螺纹，支撑管1的下部设有保护盖7，保护盖7呈帽状，保护盖7的内部设有与外螺纹相匹配的内螺纹，保护盖7与支撑管1的下部螺纹连接。保护盖7隔绝外部污染，保护定量采样器5。取下保护罩吸取待检测样本后，支撑管1的下部和稀释加样装置密闭连接。连接部13呈上下两端开口的圆筒状，连接部13的内壁开设有与外螺纹相匹配的内螺纹，支撑管1的下部与螺纹连接于连接部13上。

如图3所示，排液口14边缘的稀释瓶9向下延伸形成呈倒置的圆台状的凸起18，凸起18的中心开设有贯穿凸起18的排液通道19，排液通道19连通排液口14和嵌套通道17。排液口和排液通道的孔径为0.5-1mm，如此设置，防止稀释后的液体样本随重力作用渗漏。凸起18用以引流液体，使之能够准确滴加到微流控芯片的加样孔。

工作原理：以SAA与CRP微流控免疫荧光联合检测试剂盒为例，取样前，将样本采集装置(见图1)和稀释加样装置(见图2和图3)放于工作台上。拿取样本采集装置，取下保护盖7，定量采样器5的下端接触到样本的液面，利用毛细作用力使样本进入毛细管内并完全充满管腔，吸取5ul待检测样本。手持支撑管1，定量采样器5垂直插入稀释加样装置的瓶口11内，这时定量采样器5的尖端戳破稀释瓶9上的封闭膜12插入到样本稀释液10的液面以下。旋转支撑管1，使得支撑管1外壁的外螺纹与稀释加样装置的连接部13的内螺纹紧密契合，形成一个连通的密闭腔。用手轻轻晃动，待检测样本与样本稀释液10充分混匀。

取微流控芯片，将微流控芯片的加样端插入到稀释加样装置的嵌套通道17内，插入过程中，在微流控芯片的推动力的作用下，密封头15被折断，这时排液通道19与外界连通。按压样本采集装置顶部的定量气囊2，稀释瓶9内的一定体积的液体从排液通道19流出，在凸起18的引流作用下，液体最终滴加在微流控芯片的加样孔内，从而形成微流控芯片免疫反应的全过程。

验证本实用新型所述的一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样配套装置的性能。以SAA与CRP微流控免疫荧光联合检测试剂盒为例。分别取CRP企业内控品1mg/L、10mg/L、100mg/L，SAA企业内控品1ng/ml、10ng/ml、50ng/ml。采用本新型所述装置，分别对企业内控品进行5μL取样，1：200倍稀释以及35μL定量加样。每个浓度点设10个重复。检测结果如表1和表2所示：

表1 CRP的检测结果

表2 SAA的检测结果

由表1和表2可知，本实用新型所述的一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样配套装置，具有较高的检测准确性，检测的偏差和CV在可接受的范围内，表明本实用新型性能优异，可靠稳定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，其特征在于：包括配套使用的样本采集装置和稀释加样装置，样本采集装置包括支撑管(1)，支撑管(1)的顶部设有定量气囊(2)，定量气囊(2)的下部伸入支撑管(1)内并密封住支撑管(1)的顶部，定量气囊(2)的底端开设有排气孔(3)，支撑管(1)的下部密闭连接有固定支撑物(4)，固定支撑物(4)上设有定量采样器(5)，定量采样器(5)的下端超出支撑管(1)的下端；

稀释加样装置包括芯片嵌套块(8)和固定设于芯片嵌套块(8)上的稀释瓶(9)，稀释瓶(9)内装有样本稀释液(10)，稀释瓶(9)的顶部开设有瓶口(11)，瓶口(11)上密封有封闭膜(12)，瓶口(11)的外侧设有连接部(13)，当样本采集装置吸取待检测的样本后，连接部(13)与支撑管(1)的下部可拆卸密闭连接，定量采样器(5)的下端戳破封闭膜(12)插入到样本稀释液(10)的液面以下；

稀释瓶(9)的底部开设有排液口(14)，排液口(14)的底端设有密封头(15)，密封头(15)与排液口(14)的底端之间设有折断痕(16)，密封头(15)与排液口(14)通过折断痕(16)可进行折断分离，芯片嵌套块(8)的一侧开设有供微流控芯片的加样端插入的嵌套通道(17)，嵌套通道(17)的顶部与排液口(14)相通，微流控芯片的加样端插入时，在微流控芯片的推动力的作用下，密封头(15)折断，插入嵌套通道(17)内后，微流控芯片的加样孔位于排液口(14)的正下方。

2.根据权利要求1所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，其特征在于：定量采样器(5)为毛细管，毛细管的腔体容积为2-10μl，定量气囊(2)的体积规格为30-100μl。

3.根据权利要求1或2所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，其特征在于：定量气囊(2)呈球形，材质为橡胶，排气孔(3)的边缘向下延伸形成上宽下窄的尖嘴部(6)，尖嘴部(6)伸入支撑管(1)内，尖嘴部(6)的内径从上到下逐渐缩小，尖嘴部(6)顶端的内径为2mm，底端的内径为1mm。

4.根据权利要求1或2所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，其特征在于：支撑管(1)的管径上大下小，下部的外壁上设有外螺纹，连接部(13)呈上下两端开口的圆筒状，连接部(13)的内壁开设有与外螺纹相匹配的内螺纹，样本采集装置取样后，支撑管(1)的下部与螺纹连接于连接部(13)上。

5.根据权利要求4所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，其特征在于：支撑管(1)的下部设有保护盖(7)，保护盖(7)呈帽状，保护盖(7)的内部设有与外螺纹相匹配的内螺纹，保护盖(7)与支撑管(1)的下部螺纹连接。

6.根据权利要求1或2所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，其特征在于：封闭膜(12)的材质为铝箔。

7.根据权利要求1或2所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，其特征在于：排液口(14)边缘的稀释瓶(9)向下延伸形成呈倒置的圆台状的凸起(18)，凸起(18)的中心开设有贯穿凸起(18)的排液通道(19)，排液通道(19)连通排液口(14)和嵌套通道(17)，排液口(14)和排液通道(19)的孔径为0.5-1mm。

8.根据权利要求1或2所述的用于微流控芯片的定量取样及稀释加样的配套装置，其特征在于：稀释瓶(9)的体积规格最大为2ml，稀释瓶(9)和芯片嵌套块(8)均呈长方体状，嵌套通道(17)开设在芯片嵌套块(8)的长边所在的侧壁上。