CN210181001U - 一种离心式试剂盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种离心式试剂盘，包括基板，所述基板具有旋转中心，所述基板包括至少一组试验单元，所述试验单元包括至少两个腔室和设置于相邻所述腔室之间的堰结构，所述堰结构上设置有阀件；所述腔室到所述旋转中心的距离各不相等，距离所述旋转中心近的所述腔室为近端腔室，距离所述旋转中心远的所述腔室为远端腔室，当所述基板旋转转速达到预设转速时，所述阀件开启并将所述近端腔室内的试剂释放至相邻的所述远端腔室内。本实用新型的用于预埋试剂的离心式试剂盘，不仅可以同时预埋多种液体试剂和固体试剂的，而且可以使预埋试剂按照一定的顺序释放、复溶和/或反应，且结构简单，具备易于实施，制作成本低等优点。

Description

一种离心式试剂盘

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及微流控芯片领域，特别是涉及一种离心式试剂盘。

背景技术

微流控芯片最初被称为"芯片实验室"(lab-on-a-chip)和"微全分析系统"(micrototal analytical systems)，它是微流控技术(Microfluidics)实现的主要平台，可以把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。有着体积轻巧、使用样品及试剂量少，且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点的微流控芯片，在生物、化学、医学等领域有着巨大潜力，近年来已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。

专利CN105026931A提出了使用微流控产物囊袋组件在微流控芯片上预埋液体和/或干燥的试剂。然而，其所述的微流控产物囊袋组件的构造相当复杂，不便于加工；同时，囊袋中密封的试剂需要依靠外部匹配的机械制动构件(例如机械推送器、柱塞、辊等)所施加的机械力和/或按压力才得以释放。而且一般微流控芯片上微通道腔室的体积较小，要加工更小的囊袋组件并将囊袋组件固定在腔室内，操作困难，成本高；

同时，现如今的大多数微流控芯片大都是通过微阀、微泵和/或其他复杂的流体结构来控制流体在芯片中准确地流动。这种芯片的结构设计通常比较复杂，有时甚至因为芯片由多种结构部件组成、芯片中的流体结构的尺寸比较微小，而出现加工步骤繁琐、对加工精度要求高和芯片成本高等问题。

另外，微珠由于有着比表面积大、生物相容性好、亲和分离具有高选择性等优点，使得它作为一种热门的生物分子固定化载体，在核酸和蛋白质分离纯化方面得到了广泛的应用。通常，在微流控芯片中，生物功能化的微珠是以填充床(填充柱)的形式固定在芯片通道中。当样品溶液流经微珠填充床(填充柱)后，生物分子如核酸、蛋白质会结合到微珠表面，然后再经过洗涤、洗脱步骤，实现了从样品中分离纯化生物分子的目的。然而，由于微珠是以固定化填充床(填充柱)的形式参与生物分子结合反应，因此微珠在芯片通道中的填充质量会严重影响着对生物分子的捕获效率。同时，密堆积在一起的微珠由于空间位阻的影响而降低微珠的表面利用效率。当所使用的微珠比较细小如只有几微米时，一般很难将微珠固定在芯片通道。

因此，有人提出一种方案使微珠以分散相的形式参与生物分子结合反应，但是需要在完成结合反应后将微珠从反应溶液中分离出来。然而，在微流控芯片中，我们很难使用常规的固液分离技术如过滤、离心等办法。即使是使用带有磁性的或可被磁化的磁性微珠，以使得固液分离相对方便，但是我们需要提供具有磁性的外部控制装置，这会造成装置结构复杂，装置成本高，而且，我们还需要考虑磁性控制装置所产生的额外影响。

基于上述情况，我们有必要设计一种能够解决上述问题的离心式试剂盘。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种离心式试剂盘，不仅可以同时预埋多种液体试剂和固体试剂的，而且可以使预埋试剂按照一定的顺序释放、复溶和/或反应，且无需囊袋、囊袋刺穿装置、微泵、微阀、微细流体结构等辅助结构或辅助设备即可实现，具备易于实施，制作成本低等优点；而且不需要其他外部辅助设备即可以实现微珠与液体的分离。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种离心式试剂盘，包括基板，所述基板具有旋转中心，所述基板包括至少一组试验单元，所述试验单元包括至少两个腔室和设置于相邻所述腔室之间的堰结构，所述堰结构上设置有阀件；

所述腔室到所述旋转中心的距离各不相等，距离所述旋转中心近的所述腔室为近端腔室，距离所述旋转中心远的所述腔室为远端腔室，当所述基板旋转转速达到预设转速时，所述阀件开启并将所述近端腔室内的试剂释放至相邻的所述远端腔室内。

具体地，操作时，将所述基板固定连接在离心设备上，所述离心设备驱动所述基板绕所述旋转中心自转。所述预设转速为使所述阀门开启时的转速，所述基板的旋转转速只有达到或超过所述预设转速时，所述阀门才开启以释放试剂。

优选的，所述旋转中心为设置在所述基板上的中心孔，所述中心孔安装在所述离心设备上。

优选的，所述基板的材料为具有低水蒸气透过率的材料。

具体地，所述基板的材料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、环烯烃共聚物、玻璃、硅中的任意一种。所述基板通过数控机床、激光设备制造，或者所述基板通过吹塑、注塑、热压中的任意一种成型加工方法制造。或者，所述基板的材料为本领域通用的其他材料，所述基板通过本领域通用的其他制造方法得到。本实用新型中对基板材料和基板制造方法不做特别限定。

所述腔室为开设在所述基板上的凹腔，所述腔室为具有一定深度的弧形、三角形、四边形或其他各种形状的多边形，也可以是本领域现有技术中使用的其他离心式试剂盘中包含的形状，本实用新型中对腔室的形状不做特别限定。

多个所述腔室可分别作为现有技术中离心式试剂盘中常用的腔室使用，如作为样品试剂储存、混合、溶解、反应、检测、加热等各种腔室使用。

作为一种优选的技术方案，所述试剂为预埋试剂，至少一个所述腔室内设置有预埋试剂。

具体地，所述预埋试剂是指在使用所述离心式试剂盘之前已经预先存储在所述腔室内的试剂。

作为一种优选的技术方案，所述基板呈圆盘形，所述试验单元沿所述基板的径向方向布置。

具体地，所述腔室沿所述基板的径向方向布置。

作为一种优选的技术方案，当所述阀件为多个时，多个所述阀件开启时的所述预设转速随着所述阀件与所述旋转中心的距离的增加而增大。

具体地，所述基板旋转转速逐渐增大时，靠近所述旋转中心的所述阀件先开启，远离所述旋转中心的阀件后开启，以使得所述腔室依次连通，所述腔室内的试剂按照一定的先后顺序释放、复溶和/或反应。

作为一种优选的技术方案，所述阀件包括薄膜，所述薄膜覆盖在所述腔室及所述堰结构上，所述薄膜密封所述腔室，所述堰结构处与薄膜的黏着力小于所述腔室其他部位与薄膜的黏着力。

具体地，所述薄膜本身具有一定的弹性，当所述基板旋转转速达到预设转速时，在离心力作用下，所述近端腔室内的所述试剂使所述薄膜与所述堰结构的密封处被剥离，所述堰结构处的薄膜发生形变而向上翘起，以实现相邻腔室的连通，所述试剂进入所述远端腔室内，而且所述薄膜与腔室其他部位的密封处不会被破坏。

优选的，所述薄膜覆盖在每一所述试验单元上，或者，所述薄膜覆盖在整个基板上。

作为一种优选的技术方案，所述阀件包括薄膜，所述堰结构的壁上设置有连通所述近端腔室和所述远端腔室的通孔，所述薄膜易撕裂地粘贴在所述通孔处，或者，所述薄膜固定安装在所述通孔处，所述薄膜上设置有易撕裂密封口。

具体地，当所述阀件为此种结构时，所述腔室上方设置有遮挡部，所述遮挡部防止所述基板转动时所述腔室内的试剂洒出，所述遮挡部为遮挡板或遮挡膜。当所述基板旋转转速达到预设转速时，在离心力作用下，所述近端腔室内的所述试剂使所述薄膜与所述通孔之间密封处被剥离，所述试剂进入所述远端腔室内，或者，所述近端腔室内的所述试剂使所述薄膜上的易撕裂密封口撕开，所述试剂进入所述远端腔室内。

作为一种优选的技术方案，所述预埋试剂为液体试剂、固体试剂或其组合。

具体地，可以同时在一个所述试验单元中预先存储多种液体试剂或固体试剂，大大提高离心式试剂盘的适用性。所述近端腔室内的液体试剂进入所述远端腔室后，与远端腔室内的液体试剂和/或固体试剂混合、溶解、反应得到混合试剂，随着基板旋转转速的增大，所述混合试剂会进入下一远端腔室内。

作为一种优选的技术方案，多个所述堰结构处与所述薄膜的黏着力随着所述堰结构与所述旋转中心的距离的增加而增大。

作为一种优选的技术方案，多个所述堰结构的径向宽度随着所述堰结构与所述旋转中心的距离的增加而增大。

具体地，影响所述堰结构与所述薄膜的黏着力的因素众多，如堰结构的面积、薄膜的粘结强度、腔室的结构、堰结构的径向位置等，在其他因素不变的情况下，堰结构的径向宽度增加，则堰结构与薄膜的黏着力也将随之增大。所述堰结构的径向宽度是指从所述旋转中心朝向所述基板外边缘方向上堰结构的宽度。

作为一种优选的技术方案，所述堰结构的径向宽度为100μm～5mm。

进一步优选的，所述堰结构的径向宽度为500μm～2mm。

作为一种优选的技术方案，所述远端腔室的体积大于所述近端腔室的体积。

具体地，所述远端腔室的体积容量应该足够大，除可以容纳除所需要的预埋试剂外，还能容纳由所述近端腔室释放过来的试剂。

作为一种优选的技术方案，所述薄膜的材料为水蒸气透过率低的材料。

进一步优选的，所述薄膜的材料为铝箔复合材料和/或金属箔。

作为一种优选的技术方案，所述薄膜密封所述腔室包括：所述薄膜为具有胶水层的自粘性薄膜或压敏性薄膜，直接粘贴于所述腔室上以密封所述腔室。

具体地，在需要与所述基板和所述堰结构进行粘结的所述薄膜处设置有胶水层，而所述腔室对应的所述薄膜处无胶水层。

作为一种优选的技术方案，所述薄膜密封所述腔室包括：所述薄膜为无胶水层薄膜，通过热密封、激光焊接或超声焊接粘贴于所述腔室上以密封所述腔室。

作为一种优选的技术方案，所述腔室上设置有排气通道。

具体地，所述排气通道位于所述腔室靠近所述旋转中心的一端，以确保液体试剂不会流入所述排气通道中。所述排气通道被薄膜密封，所述排气通道设置有一穿刺部，可以通过穿刺设备刺穿所述穿刺部处的薄膜，使得所述腔室与大气连通，即所述腔室中压强与大气相同，以便于所述腔室内试剂的流动及连通。

优选的，所述排气通道远离所述腔室的一端靠近所述旋转中心，所述穿刺部位于所述排气通道远离所述腔室的一端。

优选的，所述排气通道的宽度为100μm～5mm。

优选的，所述排气通道的高度为100μm～5mm。

具体地，所述排气通道最大深度处高于所述腔室中的液面高度，以确保所述腔室中液体试剂不会从所述排气通道中溢出。

作为一种优选的技术方案，所述腔室之间设置有旁通道，所述旁通道连通两个所述腔室。

具体地，所述旁通道可连接相邻的或不相邻的所述腔室，所述旁通道被薄膜密封，所述旁通道连通所述腔室，可以使得所述腔室之间的气压相同，有利于所述腔室内试剂的流动及连通。

优选的，所述旁通道的两端分别连通所述腔室靠近所述旋转中心的一端，可避免所述腔室中的液体试剂进入所述旁通道中。

优选的，所述旁通道的宽度为100μm～5mm。

优选的，所述旁通道的高度为100μm～5mm。

具体地，所述旁通道最大深度处高于所述腔室中的液面高度，以确保所述腔室中液体试剂不会进入所述旁通道中。

作为一种优选的技术方案，所述旁通道内设置有防水透气膜。

具体地，所述防水透气膜具备气体可以透过，而液体不可以透过的特点。由此当所述腔室内的预埋试剂为液体试剂时，一方面，由于所述防水透气膜的隔离作用，可以防止相邻所述腔室内的预埋试剂在存储和/或运输过程中相互间交叉干扰；另一方面，又能确保相邻所述腔室内气压相同，有利于使用时液体试剂顺利从所述近端腔室进入到所述远端腔室中。即本改进的结构可以把不同类型的试剂(液体试剂和/或固体试剂)限制在不同的腔室中，不仅有利于预埋试剂的保存，而且更有利于试验单元的中试剂按照一定的先后顺序参与反应。

优选的，所述防水透气膜为膨体聚四氟乙烯膜。

优选的，所述防水透气膜设置在所述旁通道与所述腔室的连接端口处。

具体地，可以在所述旁通道与所述近端腔室的连接端口处设置所述防水透气膜，也可以是在所述旁通道与所述远端腔室的连接端口处设置所述防水透气膜，还可以是同时在所述旁通道与所述近端腔室的连接端口处及所述旁通道与所述远端腔室的连接端口处设置所述防水透气膜。

作为一种优选的技术方案，所述近端腔室内靠近所述堰结构的一端设置有斜坡结构。

具体地，所述斜坡结构可以减少所述近端腔室内试剂的残留量，并且可以使得试剂的释放转速降低，即所述预定转速降低。

优选的，所述斜坡结构的上端的高度不超出所述基板上表面。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型提供的离心式试剂盘，可以用于预埋试剂并释放试剂，其试验单元的腔室间设置有堰结构，并使用薄膜将腔室或者整个试验单元密封，通过设置堰结构处与薄膜的黏着力小于腔室其他部位与薄膜的黏着力，通过离心力即可使得堰结构处与薄膜的密封粘结先被破坏，而其他部位与薄膜仍保持密封状态，由此实现腔室间的连通，此腔室连通的方法结构制作简单，操作方便，流体流动过程无需另外设置复杂的微细流体结构(如小于或等于100μm的尺寸的微流道)、微阀、微泵等额外的结构或装置，因此比较容易加工、对加工精度要求不高，从而使得本实用新型的离心式试剂盘的加工成本比较低；

2、本实用新型提供的离心式试剂盘，通过离心力即可使得堰结构处与薄膜的粘结被破坏，而其他部位与薄膜仍保持密封状态，由此实现腔室间的连通，无需额外的机械穿刺结构；预埋试剂直接存放于腔室中，无需额外的囊袋、小袋包装等装置；

3、本实用新型提供的离心式试剂盘，通过排气通道和/或旁通道的设置，以及旁通道内设置防水透气膜，可以确保预埋试剂不会在存储和/或运输过程中相互间交叉干扰；在使用时试剂在各腔室间顺利流通，同时，通过交错使用排气通道和旁通道，可以使液体试剂和固体试剂能够按照一定的顺序同时预埋于同一试验单元中，提高了用于预埋试剂的离心式试剂盘的适用性；

4、本实用新型提供的离心式试剂盘，通过将各腔室按照径向远离圆心的方向排列，且堰结构与薄膜的密封沿着径向远离圆心的方向依次被破坏而使得各腔室沿着径向远离圆心的方向依次连通，以使得腔室内的预埋试剂按照一定的先后顺序释放、复溶和/或反应，从而完成整个检测分析过程。

5、本实用新型提供的离心式试剂盘，还可以用于过滤微珠，即微珠从溶液中分离，通过设置堰结构及阀件，不需要其他外部辅助设备，仅通过简单的离心运动便可实现微珠与液体的分离，即离心式试剂盘转动达到预设转速时，阀件开启，液体从腔室中流出，而微珠依然保留在腔室内；

6、本实用新型提供的离心式试剂盘，通过在近端腔室内靠近阀件的一端设置斜坡结构，可以减少近端腔室内液体的残留量，并且可以使得液体的释放转速降低。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中离心式试剂盘的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中离心式试剂盘另一视角的结构示意图；

图3是本实用新型试验单元处覆盖薄膜的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一中旁通道处的结构示意图；

图5是本实用新型试验单元中液体试剂在腔室间流动前的状态示意图；

图6是本实用新型试验单元中液体试剂在腔室间流动时的状态示意图；

图7是本实用新型试验单元中液体试剂在腔室间流动后的状态示意图；

图8是本实用新型实施例二中离心式试剂盘的结构示意图；

图9是本实用新型实施例二中排气通道处的结构示意图；

图10是本实用新型实施例三中离心式试剂盘的结构示意图；

图11是本实用新型实施例四中离心式试剂盘的结构示意图；

图12是本实用新型实施例四中试验单元处的剖视图；

图13是实施例五中磁珠分散液的标准曲线图。

图中：基板1，旋转中心2，腔室3，堰结构4，进样通道5，排气通道6，旁通道7，防水透气膜8，薄膜9，连接通道10，斜坡结构11；

样品腔室31，第一预埋腔室32，第二预埋腔室33，第三预埋腔室34，检测腔室35，第一流体腔室36、第二流体腔室37。

具体实施方式

现有的微流控芯片一般包含囊袋、机械制动构件、微阀、微泵、微细流体结构中的一种或几种，而这些部件具有要么结构复杂难以加工，要么占据较大空间、无法集成到小型芯片中，要么对加工精度要求比较高、制备成本较高等问题；而且，现有的微流控芯片一般无法直接用于从液体中分离微珠，特别是尺寸比较小如1μm微珠的分离；即使是使用带有磁性的或可被磁化的磁性微珠，可以使得固液分离相对方便，是我们需要提供具有磁性的外部控制装置，这会造成装置结构复杂，装置成本高，而且，我们还需要考虑磁性控制装置所产生的额外影响。

基于此，我们设计了一种能够解决上述技术问题的离心式试剂盘。下面结合附图1-13以及具体实施例对本实用新型的离心式试剂盘进行详细说明。

实施例一

如图1至图2所示，为本实用新型中一种离心式试剂盘的结构示意图，离心式试剂盘包括基板1，基板1具有旋转中心2，于本实施例中，基板1为圆盘形，基板1中心设置有中心孔，本实施例中中心孔即为基板的旋转中心2，可通过中心孔把离心式试剂盘安装在离心设备(图未示)上，基板1以环烯烃共聚物(COC/COP)为基材，通过注塑成型而得。

基板1包括至少一组试验单元(本实施例图示中只示出其中一组试验单元)。试验单元包括至少两个腔室3和设置于相邻腔室3之间的堰结构4，堰结构4上设置有阀件；腔室3到旋转中心2的距离各不相等，距离旋转中心2近的腔室3为近端腔室，距离旋转中心2远的腔室3为远端腔室，当基板1旋转转速达到预设转速时，阀件开启并将近端腔室内的试剂释放至相邻的远端腔室内。

于本实施例中，如图1至图2所示，试验单元包括样品腔室31、第一预埋腔室32、第二预埋腔室33、第三预埋腔室34、检测腔室35，上述腔室沿着基板1的径向方向布置并逐渐远离基板1的旋转中心2，腔室3间通过堰结构4隔开，多个堰结构4的径向宽度随着径向远离旋转中心2的方向逐渐增加，依次为：300μm、500μm、700μm、900μm。

值得说明的是，近端腔室和远端腔室并不是指某一固定位置的腔室，而是将两个相邻的腔室相对地称为近端腔室和远端腔室，例如，样品腔室31与第一预埋腔室32相邻，此时，样品腔室31为近端腔室，第一预埋腔室32为远端腔室，而对于同样相邻的第一预埋腔室32和第二预埋腔室33，此时，第一预埋腔室32为近端腔室，第二预埋腔室33为远端腔室。

于本实施例中，样品腔室31上设置有进样通道5和排气通道6，第二预埋腔室33和第三预埋腔室34之间设置有旁通道7。

于本实施例中，如图4所示，旁通道7内设置有防水透气膜8，防水透气膜8为膨体聚四氟乙烯膜。

于本实施例中，如图3所示，阀件包括薄膜9，薄膜9覆盖在腔室3及堰结构4上，薄膜9密封腔室3，堰结构4处与薄膜9的黏着力小于腔室3其他部位与薄膜9的黏着力。于本实施例中，薄膜9的材料为水蒸气透过率低的材料。本实施例中使用带有胶水层的自粘性铝箔复合材料薄膜9将整个试验单元密封。其中，各个腔室3正上方所对应的铝箔复合材料薄膜9无胶水层；进样通道5的顶端处与排气通道6的顶端处的正上方所对应的薄膜9位置带有彩色标记，以便后续使用。

于本实施例中，第一预埋腔室32、第二预埋腔室33、第三预埋腔室34内的预埋试剂分别为液体试剂、冻干试剂球一、冻干试剂球二。

当需要进行试验时，使用尖锐的工具如注射器针头将进样通道5的顶端处与排气通道6的顶端处的带有彩色标记的薄膜9位置刺穿，然后向样品腔室31中加入液体样品。通过旋转固定在离心设备上的基板1并使转速达到第一预设转速，达到第一预设转速时薄膜9与位于样品腔室31与第一预埋腔室32之间的堰结构4剥离，可以使得样品腔室31中的液体样品进入到第一预埋腔室32，与其中的液体试剂混合、反应，如图5至图7所示。同样地，随后通过逐渐增大离心设备上的基板1的转速并使转速依次达到第二预设转速、第三预设转速，达到第二预设转速时薄膜9与位于第一预埋腔室32与第二预埋腔室33之间的堰结构4剥离，达到第三预设转速时薄膜9与位于第二预埋腔室33与第三预埋腔室34之间的堰结构4剥离，可以使得来自试验单元上游的第一预埋腔室32的液体反应液，先后流进第二预埋腔室33与第三预埋腔室34，与对应腔室中的冻干试剂发生反应。最后，当反应完成的液体样品和预埋试剂进入到检测腔室35后，可以使用检测装置(图未示)对其中的样品含量进行分析测定。

实施例二

如图8至图9所示，为本实用新型中另一种离心式试剂盘的结构示意图，本实施例是在实施例一基础上的进一步改进，作为本实施例的一种改进，本实施例与实施例一的不同之处在于：第一预埋腔室32上设置有排气通道6，排气通道6的顶端处的正上方所对应的薄膜9位置带有彩色标记，以便后续使用；检测腔室35内预先存放有冻干试剂球三。

当需要进行试验时，使用尖锐的工具如注射器针头将进样通道5的顶端处、排气通道6的顶端处的带有彩色标记的薄膜9位置刺穿，然后向样品腔室31中加入液体样品。通过增大固定在离心设备上的基板1的转速，可以使得样品进入到第一预埋腔室31，与其中的液体试剂混合、反应。同样地，随后通过继续增大离心设备上的基板1的转速，可以使得来自试验单元上游的第一预埋腔室32的液体反应液，先后流进第二预埋腔室33与第三预埋腔室34，与对应腔室中的冻干试剂发生反应。最后，当液体样品和预埋试剂进入到检测腔室35后，会使其中的冻干试剂三复溶、参与反应，然后可以使用检测装置(图未示)对其中的样品含量进行分析测定。

实施例三

如图10所示，为本实用新型中一种离心式试剂盘的结构示意图，本实施例是在实施例一基础上的进一步改进，作为本实施例的一种改进，本实施例与实施例一的不同之处在于：第二预埋腔室33上设置有排气通道6，排气通道6的顶端处的正上方所对应的薄膜位置带有彩色标记，以便后续使用，第一预埋腔室32和第三预埋腔室34之间设置有旁通道7；第一预埋腔室32内预先存放有冻干试剂球一、第二预埋腔室33内预先存放有液体试剂、第三预埋腔室34内预先存放有冻干试剂球二、检测腔室35内预先存放有液体试剂。

当需要进行试验时，使用尖锐的工具如注射器针头将进样通道5的顶端处、排气通道6的顶端处的带有彩色标记的薄膜9位置刺穿，然后向样品腔室31中加入液体样品。通过增大固定在离心设备上的基板1的转速，可以使得样品进入到第一预埋腔室32，使其中的冻干试剂复溶、反应。随后，通过继续增大离心设备上的基板1的转速，可以使得反应液进入到第二预埋腔室33中，与其中的液体试剂发生反应。同样地，通过继续增大离心设备上的基板1的转速，可以使得反应液进入到第三预埋腔室34内，进行进一步的反应。最后，当液体样品和预埋试剂进入到检测腔室35后，完成最后一步反应，然后可以使用检测装置(图未示)对其中的样品含量进行分析测定。

实施例四

如图11至12所示，为本实用新型的一种离心式试剂盘的结构示意图，离心式试剂盘包括基板1，基板1具有旋转中心2，于本实施例中，基板1为圆盘形，基板1中心设置有中心孔，本实施例中中心孔即为基板1的旋转中心2，可通过中心孔把离心式试剂盘安装在离心设备(图未示)上，基板1以环烯烃共聚物(COC/COP)为基材，通过注塑成型而得。

基板1包括至少一组试验单元(本实施例图示中只示出其中一组试验单元)。试验单元包括至少两个腔室3和设置于相邻腔室3之间的堰结构4，堰结构4上设置有阀件；腔室3到旋转中心2的距离各不相等，距离旋转中心2近的腔室3为近端腔室，距离旋转中心2远的腔室3为远端腔室，当基板1旋转转速达到预设转速时，阀件开启并将近端腔室内的试剂释放至相邻的远端腔室内。

于本实施例中，如图11所示，试验单元包括第一流体腔室36、第二流体腔室37，上述腔室沿着基板1的径向方向布置并逐渐远离基板1的旋转中心2，第一流体腔室36为近端腔室，第二流体腔室37为远端腔室，其间通过堰结构4隔开，堰结构4的径向宽度为0.1～5mm。

于本实施例中，试验单元还包括连接通道10，连接通道10沿基板1径向方向设置在第二流体腔室37与堰结构4之间，连接通道10与第二流体腔室37连通。

于本实施例中，第一流体腔室36内靠近堰结构4的一端设置有斜坡结构11，即斜坡结构11位于第一流体腔室36的出口端。斜坡结构11从第一流体腔室36的底表面开始延伸，但其高度不高于基板1的上表面，本实施例中斜坡结构11比基板1上表面低0.01～5mm。

于本实施例中，第一流体腔室36和第二流体腔室37上均设置有排气通道6。

于本实施例中，阀件包括薄膜(图未示)，薄膜覆盖在腔室3及堰结构4上，薄膜密封腔室3，堰结构4处与薄膜的黏着力小于腔室3其他部位与薄膜的黏着力。于本实施例中，薄膜的材料为水蒸气透过率低的材料。本实施例中使用带有胶水层的自粘性铝箔复合材料薄膜将整个试验单元密封。其中，各个腔室3正上方所对应的铝箔复合材料薄膜无胶水层。

本实施例中，堰结构4的径向宽度为0.8mm，斜坡结构11上端比基板1上表面低0.8mm。为了便于实验观察，本实施例选择直径为1微米的Dynal Myone SA-T1磁珠(简称为SA-T1磁珠)作为研究对象。实验时，使用缓冲液(10mM PBS(pH＝7.2))将SA-T1磁珠配置成浓度为0.2μg/μL的分散液。然后，准确移取100μL磁珠分散液于第一流体腔室36中，并使用铝箔薄膜将整个试验单元密封。在这里，铝箔薄膜是根据试验单元的尺寸定制的，并且除第一流体腔室36、第二流体腔室37、排气通道6、连接通道10所在位置的正上方所对应的薄膜位置处没有胶水层外，而其他位置含有胶水层。

把离心式试剂盘固定在离心设备(图未示)上，通过旋转基板1至预设转速即液体释放转速5000rpm时，第一流体腔室36中的液体会使得第一流体腔室36与第二流体腔室37之间的堰结构4与薄膜剥离，并从第一流体腔室36的出口流出，经连接通道10流入第二流体腔室37；而SA-T1磁珠却被截留在第一流体腔室36的出口附近处。这样，通过这种简单的离心式试剂盘便可以实现固体微珠与液体之间的分离。

实施例五

本实施例的离心式试剂盘的结构与实施例四相同，并采用相同的方法在相同结构的离心式试剂盘上将磁珠与液体分离开。不同的是，在本实施例中，磁珠与液体分离后，流进第二流体腔室37中的液体被收集，然后使用分光光度法在610nm波长处测试其吸光度OD值(记为测试组)。

作为空白对照，在本实施例中测试了缓冲液10mM PBS的OD值。为了计算出残留在液体中的相对磁珠量，本实施例配制了一系列已知浓度(0.001μg/μL、0.002μg/μL、0.003μg/μL、0.004μg/μL、0.005μg/μL、0.006μg/μL、0.007μg/μL)的磁珠分散液，然后在610nm波长处测试OD值并绘制成标准曲线，如图所示。

图13是根据已知浓度磁珠分散液所测得的标准曲线。表1是通过收集第二流体腔室37中的液体，然后使用分光光度法在610nm波长处测试所得的OD值。假设第一流体腔室36中的液体完全流进第二流体腔室37且被收集(即100μL)，那么通过计算可知，在测试组1至测试组5中，磁珠的被截留在第一流体腔室36中的相对含量分别为19.90μg、19.82μg、19.86μg、19.83μg和19.86μg。由于初始加入到第一流体腔室36中的磁珠量为20μg，因此可知通过本实用新型的离心式试剂盘可以高效地将微珠与液体分离。

表1流体腔室14中的回收液体所测得的OD值

编号	空白对照	测试组1	测试组2	测试组3	测试组4	测试组5
							OD值	0.034	0.043	0.049	0.046	0.048	0.046

本实用新型未涉及的部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

最后应说明的是：在本实用新型的描述中，技术术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等表示方向或位置关系是基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述和理解本实用新型的技术方案，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (14)

1.一种离心式试剂盘，包括基板，其特征在于，所述基板具有旋转中心，所述基板包括至少一组试验单元，所述试验单元包括至少两个腔室和设置于相邻所述腔室之间的堰结构，所述堰结构上设置有阀件；

所述腔室到所述旋转中心的距离各不相等，距离所述旋转中心近的所述腔室为近端腔室，距离所述旋转中心远的所述腔室为远端腔室，当所述基板旋转转速达到预设转速时，所述阀件开启并将所述近端腔室内的试剂释放至相邻的所述远端腔室内。

2.根据权利要求1所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述试剂为预埋试剂，至少一个所述腔室内设置有所述预埋试剂。

3.根据权利要求1所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述基板呈圆盘形，所述试验单元沿所述基板的径向方向布置。

4.根据权利要求1所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，当所述阀件为多个时，多个所述阀件开启时的所述预设转速随着所述阀件与所述旋转中心的距离的增加而增大。

5.根据权利要求1所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述阀件包括薄膜，所述薄膜覆盖在所述腔室及所述堰结构上，所述薄膜密封所述腔室，所述堰结构处与薄膜的黏着力小于所述腔室其他部位与薄膜的黏着力。

6.根据权利要求2所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述预埋试剂为液体试剂、固体试剂或其组合。

7.根据权利要求5所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，多个所述堰结构处与所述薄膜的黏着力随着所述堰结构与所述旋转中心的距离的增加而增大。

8.根据权利要求5所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，多个所述堰结构的径向宽度随着所述堰结构与所述旋转中心的距离的增加而增大。

9.根据权利要求5所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述薄膜的材料为铝箔复合材料和/或金属箔。

10.根据权利要求5所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述薄膜密封所述腔室包括：

所述薄膜为具有胶水层的自粘性薄膜或压敏性薄膜，直接粘贴于所述腔室上以密封所述腔室；和/或者，

所述薄膜为无胶水层薄膜，通过热密封、激光焊接或超声焊接粘贴于所述腔室上以密封所述腔室。

11.根据权利要求1所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述腔室上设置有排气通道。

12.根据权利要求1所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述腔室之间设置有旁通道，所述旁通道连通两个所述腔室。

13.根据权利要求12所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述旁通道内设置有防水透气膜。

14.根据权利要求1所述的一种离心式试剂盘，其特征在于，所述近端腔室内靠近所述堰结构的一端设置有斜坡结构。

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