CN210079551U - 微流控芯片及其胶塞防回流结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微流控芯片及其胶塞防回流结构。胶塞防回流结构包括微流控流道以及防回流结构；防回流结构包括呈倒U形设置的防回流流路，该防回流流路包括能够抬升流体输送高度的流体输入管、能够降低流体输送高度的流体输出管；所述防回流结构包括上端具有嵌台的基体以及能够嵌装在嵌台中的胶塞；流体输入管、流体输出管均贯穿基体设置，胶塞具有U形空心管；胶塞与基体能够拼接形成倒U形设置的防回流流路。因此，本实用新型尤其适用于采用多层单层芯片通过键合方式叠层为芯片整体结构的微流控芯片，便于通过基体上的流体输入管或者流体输出管直接向与其连通的腔室中注入试剂，无需在单层芯片中提前预置。便于批量生产。

Description

微流控芯片及其胶塞防回流结构

技术领域

本实用新型涉及一种微流控芯片及其胶塞防回流结构。

背景技术

免疫侧向层析诊断技术作为一种稳定和实用的技术适合在多样的即时检验（POCT）或者现场使用。在免疫层析反应系统中，由于系统原因导致CV大，无法达到精确定量。而基于微流控技术的免疫诊断方法，可以有效地避免上述问题。

微流控又分被动式和主动式两种。其中：被动式微流控需要毛细血管力来达到液体向前的侧向层析。但是由于不同样本特别是全血样本的粘稠度不同，导致液体流速无法统一。主动式微流控可以有效避免上述问题，可以给向前的推力，使液体均匀的向前流动，避免因为不同流速导致的测试值差异。主动式微流控的动力有离心力驱动、电润湿驱动、压力驱动（电解泵、压缩气体泵、化学分解泵、直接气压差驱动），但是如果要达到随意控制液体流动的目的，不但要有推动力，还要有阀门控制，还要有防回流结构免得液体因为压力去除而回流。

申请人经过多年的研究，提出了一种主动微流控芯片，如中国专利申请201721237825.0、中国专利申请201710878470.1等，并且针对其中的进样腔，提供了具体结构，如中国专利申请201710377142.3。对于上述的各文件中涉及的微流控芯片，申请人在实际应用过程中，发现以下不足：

在生产过程中，目前市面上的层状微流控芯片，一般都是先包被好抗体，然后尽快将各层芯片键合组装，否则可能影响包被抗体的质量，而且键合过程也可能影响包被抗体的质量，造成检测结果不准确。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种微流控芯片的胶塞防回流结构，其能够在微流控芯片的各层芯片通过键合的方式叠层拼装后，再进行抗体的包被，解决了现有技术中，需要先包被好抗体，再通过键合的方式叠层制造微流控芯片这一生产过程可能造成包被抗体的质量下降，如，抗体损坏、抗体污染等情况；从而影响检测准确度。而且芯片键合时可能出现残次品，造成包被抗体的浪费，生产成本增加。

为实现上述的技术目的，本实用新型将采取如下的技术方案：

一种微流控芯片的胶塞防回流结构，包括微流控流道以及安装在微流控流道上的防回流结构；微流控流道在防回流结构的安装位置处具有断点；防回流结构包括呈倒U形设置的防回流流路，该防回流流路包括能够抬升流体输送高度的流体输入管、能够降低流体输送高度的流体输出管；所述防回流结构包括基体以及胶塞；其中：基体的上端具有嵌台；流体输入管、流体输出管均贯穿基体设置，且流体输入管的上端、流体输出管的上端均穿过基体的嵌台敞口设置，而流体输入管的下端与防回流结构安装位置处前端的微流控流道连通，流体输出管的下端与防回流结构安装位置处后端的微流控流道连通；胶塞包括塞头以及设置在塞头上的连接管a、连接管b；连接管a、塞头、连接管b能够连通形成一U形空心管；连接管a能够与流体输入管上端配装成一体，连接管b能够与流体输出管上端配装成一体；塞头外形与嵌台的形状匹配，且塞头能够嵌装在嵌台中，并与基体的上端面齐平；流体输入管的上端通过胶塞的U形空心管与流体输出端的上端连通。

作为本实用新型的进一步改进，胶塞的连接管a通过插入流体输入管上端而与流体输入管配装成一体；胶塞的连接管b通过插入流体输出管上端而与流体输出管配装成一体。

作为本实用新型的进一步改进，流体输入管上端通过插入胶塞连接管a，而与胶塞连接成一体；流体输出管上端通过插入胶塞的连接管b，而与胶塞连接成一体。

作为本实用新型的进一步改进，微流控流道设置于下层芯片，基体设置于中层芯片；中层芯片上方具有上层芯片；上层芯片具有能够同时露出流体输入管上端、流体输出管上端的通孔，胶塞的两个侧臂能够穿过该通孔后，分别与流体输入管上端、流体输出管上端对应连接；上层芯片、中层芯片、下层芯片通过键合的方式从上到下依次层叠。

本实用新型的另一技术目的是提供一种微流控芯片，具有上述的胶塞防回流结构。

根据上述的技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：

本实用新型将防回流结构设置成基体和嵌装在基体上端面的胶塞两个部分；因此，生产时无需在单层芯片的腔体中包被抗体或者预置试剂后再将各单层芯片叠层拼装，只需要将腔体前端或后端的防回流装置设置成胶塞防回流结构，然后先将各单层芯片叠层拼装后，再通过与腔体连通的胶塞防回流结构中流体输入管/流体输出管注入试剂，比如包被抗体/抗原溶液，经过温育、清洗、封闭过程，经真空干燥箱抽干，最后配装上胶塞。这种生产方式适用于批量生产，有效地提高生产效率；另外，这种生产方式基本不会影响包被抗体的质量。再有，生产时可以先键合生产芯片，根据业务量需要及检测项目，再决定封装抗体。同时，先键合芯片再包被抗体，便于节约生产成本。

附图说明

图1是本实用新型所述防回流结构的示意图；

图1中：1-上层芯片；2-中层芯片；3-下层芯片；41-胶塞；42-通孔；43-防回流流路；44-微流控流道。

图2是应用本实用新型的一种单通道微流控芯片的立体结构示意图；

图3是应用本实用新型的一种多指标微流控芯片的立体结构示意图；

图4是应用本实用新型的一种单指标微流控芯片的立体结构示意图；

图2-4中：4-防回流结构；5-进样腔；6-定量反应腔；7-总控阀门；8-导电橡胶微阀；9-外接液路接口；10-混匀腔；11-质控腔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)。

如图1至4所示，本实用新型所述的微流控芯片的胶塞防回流结构，包括微流控流道44以及安装在微流控流道44上的防回流结构4；微流控流道44在防回流结构4的安装位置处具有断点；防回流结构4包括呈倒U形设置的防回流流路43，该防回流流路43包括能够抬升流体输送高度的流体输入管、能够降低流体输送高度的流体输出管；所述防回流结构4包括基体以及胶塞41；其中：基体的上端具有嵌台；流体输入管、流体输出管均贯穿基体设置，且流体输入管的上端、流体输出管的上端均穿过基体的嵌台敞口设置，而流体输入管的下端与防回流结构4安装位置处前端的微流控流道44连通，流体输出管的下端与防回流结构4安装位置处后端的微流控流道44连通；胶塞41包括塞头以及设置在塞头上的连接管a、连接管b；连接管a、塞头、连接管b能够连通形成一U形空心管；连接管a能够与流体输入管上端配装成一体，连接管b能够与流体输出管上端配装成一体；塞头外形与嵌台的形状匹配，且塞头能够嵌装在嵌台中，并与基体的上端面齐平；流体输入管的上端通过胶塞41的U形空心管与流体输出端的上端连通。

其中：胶塞41的连接管a通过插入流体输入管上端而与流体输入管配装成一体；胶塞41的连接管b通过插入流体输出管上端而与流体输出管配装成一体。

或者流体输入管上端通过插入胶塞连接管a，而与胶塞连接成一体；流体输出管上端通过插入胶塞的连接管b，而与胶塞连接成一体。

对于三层式微流控芯片，微流控流道44设置于下层芯片3，基体设置于中层芯片2；中层芯片上方具有上层芯片1；上层芯片具有能够同时露出流体输入管上端、流体输出管上端的通孔42，胶塞的两个侧臂能够穿过该通孔42后，分别与流体输入管上端、流体输出管上端对应连接；上层芯片、中层芯片、下层芯片通过键合的方式从上到下依次层叠。

图2公开了一种单通道微流控芯片，其应用了本实用新型所述的胶塞防回流结构，包括芯片本体，芯片本体上设置有外接液路接口9、进样腔5、定量反应腔6、废液腔、质控腔11；外接液路接口9通过外接流体输送通道与定量反应腔6的一个进样接口连接；进样腔5通过样本输送通道与定量反应腔6的另一个进样接口连接，定量反应腔6的出口端通过流体输出通道与废液腔连接；质控腔11设置在定量反应腔6与废液腔之间，且质控腔11内预设有质控检测试剂。质控腔11与定量反应腔6之间的微流控流道44上安装有第一防回流装置，质控腔11与废液腔之间的微流控流道44上依次通过第二防回流装置、导电橡胶微阀8连接；第一防回流装置、第二防回流装置均为胶塞防回流结构。因此，本实施例中，定量反应腔6、质控腔11预置的试剂，均可以在芯片键合叠层后，通过各自对应的胶塞防回流结构注入，而无需在先预置后，再键合叠层封装。

图3是应用本实用新型的一种多指标微流控芯片，包括芯片本体，所述芯片本体上设置有外接液路接口9、一个进样腔5、若干个定量反应腔6、一个废液腔；所述芯片本体上还设置有若干个混匀腔10，且外接液路接口9具有若干个；外接液路接口9的数目、混匀腔10的数目以及定量反应腔6的数目一一对应设置：其中：各定量反应腔6依次串联，包括首个定量反应腔6、尾部定量反应腔6以及处于首个定量反应腔6、尾部定量反应腔6之间的若干个中部定量反应腔6；每一个定量反应腔6均通过外接流体输送支路与外接液路接口9连接，且处于定量反应腔6、外接液路接口9之间的外接流体输送支路上依次设置有胶塞防回流结构4、混匀腔10。因此，本实用新型中，混匀腔10、定量反应腔6中的试剂，均可以在芯片键合叠层后，通过各自对应的胶塞防回流结构的连接管道注入，而无需在先预置后，再键合叠层封装。

图4是应用本实用新型的一种单指标微流控芯片，包括芯片本体，所述芯片本体上设置有外接液路接口9、进样腔5、定量反应腔6、废液腔、混匀腔10、质控腔11，外接液路接口9依次通过混匀腔10、第一胶塞防回流结构与定量反应腔6连接，定量反应腔6依次通过第二胶塞防回流结构、质控腔11、第三胶塞防回流结构、导电橡胶微阀8与废液腔连接。因此，本实用新型中，本发明各腔室预置的试剂，均可以在芯片键合叠层后，通过各自对应的胶塞防回流结构注入，而无需在先预置后，再键合叠层封装。

Claims (5)

1.一种微流控芯片的胶塞防回流结构，包括微流控流道以及安装在微流控流道上的防回流结构；微流控流道在防回流结构的安装位置处具有断点；防回流结构包括呈倒U形设置的防回流流路，该防回流流路包括能够抬升流体输送高度的流体输入管、能够降低流体输送高度的流体输出管；其特征在于，所述防回流结构包括基体以及胶塞；其中：

基体的上端具有嵌台；

流体输入管、流体输出管均贯穿基体设置，且流体输入管的上端、流体输出管的上端均穿过基体的嵌台敞口设置，而流体输入管的下端与防回流结构安装位置处前端的微流控流道连通，流体输出管的下端与防回流结构安装位置处后端的微流控流道连通；

胶塞包括塞头以及设置在塞头上的连接管a、连接管b；连接管a、塞头、连接管b能够连通形成一U形空心管；

连接管a能够与流体输入管上端配装成一体，连接管b能够与流体输出管上端配装成一体；塞头外形与嵌台的形状匹配，且塞头能够嵌装在嵌台中，并与基体的上端面齐平；

流体输入管的上端通过胶塞的U形空心管与流体输出端的上端连通。

2.根据权利要求1所述的胶塞防回流结构，其特征在于，胶塞的连接管a通过插入流体输入管上端而与流体输入管配装成一体；胶塞的连接管b通过插入流体输出管上端而与流体输出管配装成一体。

3.根据权利要求1所述的胶塞防回流结构，其特征在于，流体输入管上端通过插入胶塞连接管a，而与胶塞连接成一体；流体输出管上端通过插入胶塞的连接管b，而与胶塞连接成一体。

4.根据权利要求2或3所述的胶塞防回流结构，其特征在于，微流控流道设置于下层芯片，基体设置于中层芯片；中层芯片上方具有上层芯片；上层芯片具有能够同时露出流体输入管上端、流体输出管上端的通孔，胶塞的两个侧臂能够穿过该通孔后，分别与流体输入管上端、流体输出管上端对应连接；上层芯片、中层芯片、下层芯片通过键合的方式从上到下依次层叠。

5.一种微流控芯片，其特征在于，具有权利要求1至4任一权利要求中所述的胶塞防回流结构。

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