CN210377185U - 一种多指标联检的控温检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多指标联检的控温检测装置，包括存储区和检测区，所述存储区包括待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池，所述检测区包括前端控温微流道、检测流道、检测芯片、后端控温微流道以及控温元件，所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池分别通过微阀门连接至前端控温微流道，所述前端控温微流道通过检测流道连接后端控温微流道，所述检测芯片设于检测流道内，所述控温元件设于装置底部。本实用新型能够通过存储区和检测区对检测流道内的液体进行动态控温，通过前端控温微流道和后端控温微流道在液流或气流的来回往复中实现稳定控温，控温效果显著且实用性高，可广泛应用于检测仪器技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测仪器技术领域，尤其是一种多指标联检的控温检测装置。
背景技术
术语解释：
标记物：标记待测的生物化学物质，与待测生物化学物质结合并能产生放射性、荧光、电流、磁场等可以被检测器检测的信号，从而间接反映待测生物化学物质的有无及其浓度的大小。
生物标志物：它是指可以标记系统、器官、组织、细胞及亚细胞结构或功能的改变或可能发生的改变的生化指标(通常指生物体中的各类分子)，具有非常广泛的用途。例如，在医学领域，生物标志物可用于疾病诊断(例如前列腺特异性抗原PSA可用于前列腺癌诊断)、判断疾病分期(例如恶性肿瘤的分期)或者用来评价新药或新疗法在目标人群中的安全性及有效性。
水污染物：使水质恶化的污染物质，大致可以从物理、化学、生物等方面将其划分为几类。物理方面主要是影响水体的颜色、浊度、温度、悬浮物含量和放射性水平等的污染物；化学方面主要是排入水体的各种化学物质，包括有无机无毒物质(酸、碱、无机盐类等)、无机有毒物质(重金属、氰化物、氟化物等)、耗氧有机物及有机有毒物质(酚类化合物、有机农药、多环芳烃、多氯联苯、洗涤剂等)；生物方面主要包括污水排放中的细菌、病毒、原生动物、寄生蠕虫及藻类大量繁殖等。
生物化学物质的反应活性通常跟所在液体或气体温度密切相关，除少数在较宽温度范围内不敏感的种类之外，绝大部分生物化学物质的检测需要在较窄的温度控制下进行，以保证检测的效率以及结果的稳定性。比如人体内的疾病标志物通常在人体温附近有较高的活性，水体内的生物污染物检测则在自然水体温度下进行比较好。另外，即使是测试同一种生物化学物质，由于测试仪器所在的环境温度难免会波动，如果没有合适的控温能力，则多次测试的重复性难以保证。
现有技术一般采用将控温元件直接置于反应腔底部进行控温的方案，以及在试管底部或内壁上进行控温的方案，这些静态控温方案中的液流或气流内部热交换效率较低，容易造成控温不够均匀；另外还有现有技术将整个装置置于恒温箱或水浴箱里进行控温的方案，这种装置体积大、不便携，实用性较低。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种控温效果显著且实用性高的多指标联检的控温检测装置。
本实用新型实施例提供了一种多指标联检的控温检测装置，包括存储区和检测区，所述存储区包括待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池，所述检测区包括前端控温微流道、检测流道、检测芯片、后端控温微流道以及控温元件，所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池分别通过微阀门连接至前端控温微流道，所述前端控温微流道通过检测流道连接后端控温微流道，所述检测芯片设于检测流道内，所述控温元件设于装置底部。
进一步，所述检测芯片包括多个检测单元。
进一步，所述检测流道的数量为一个或多个。
进一步，所述检测芯片的数量为一个或多个。
进一步，所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池的入口均连接至一个泵。
进一步，所述泵与待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池的入口之间设有阀门。
进一步，所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池的入口分别连接至不同泵。
进一步，所述检测流道以串联或并联方式排布。
进一步，所述前端控温流道、检测流道和后端控温流道以紧凑的方式排布。
上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型的实施例包括存储区和检测区，所述存储区包括待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池，所述检测区包括前端控温微流道、检测流道、检测芯片、后端控温微流道以及控温元件；本实用新型能够通过存储区和检测区对检测流道内的液体进行动态控温，避免了现有技术中静态控温方案的热交换不均匀的问题，通过前端控温微流道和后端控温微流道在液流或气流的来回往复中实现稳定控温，控温效果显著且实用性高。
附图说明
图1为本实用新型的一种多指标联检的控温检测装置的第一结构示意图；
图2为本实用新型的一种多指标联检的控温检测装置的第二结构示意图；
图3为本实用新型的一种多指标联检的控温检测装置的第三结构示意图；
图4为本实用新型的一种多指标联检的控温检测装置的第四结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型实施例提供了一种多指标联检的控温检测装置，包括存储区和检测区，所述存储区包括待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池，所述检测区包括前端控温微流道、检测流道、检测芯片、后端控温微流道以及控温元件，所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池分别通过微阀门连接至前端控温微流道，所述前端控温微流道通过检测流道连接后端控温微流道，所述检测芯片设于检测流道内，所述控温元件设于装置底部。
其中，待测样品注入存储池，用于存储待测样品；
试剂存储池，用于存储试剂；
标记物存储池，用于拥存储标记物；
清洗液存储池，用于存储清洗液；
本实用新型的多指标联检的控温检测装置中，通过电源驱动所有其它单元进行工作；由后台控制电脑(例如工控主机或者个人计算机)来控制微泵微阀的运作，以及控制控温元件和芯片检测单元进行恒温检测；
通过温度传感器实时探测反应区温度，并将探测得到的数据反馈给控制电脑，以使得控制电脑调节控温元件的输出；控温元件可以是加热器等装置。
待温度稳定后，芯片检测单元检测待测物的浓度并将检测结果反馈给控制电脑，输出检测结果。
进一步作为优选的实施方式，所述检测芯片包括多个检测单元。
进一步作为优选的实施方式，所述检测流道的数量为一个或多个。
进一步作为优选的实施方式，所述检测芯片的数量为一个或多个。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池的入口均连接至一个泵。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述泵与待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池的入口之间设有阀门。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池的入口分别连接至不同泵。
进一步作为优选的实施方式，所述检测流道以串联或并联方式排布。
进一步作为优选的实施方式，所述前端控温流道、检测流道和后端控温流道以紧凑的方式排布。
下面结合说明书附图，详细描述本实用新型的具体技术方案：
本实用新型的装置包括存储区和检测区。
所述存储区包括独立的待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池，每个存储池都与前端的泵相连，并经后端独立的开关控制阀门与检测区的微流道相连。
所述检测区由前段控温微流道、检测流道和芯片，后端控温微流道以及置于底下的控温元件组成。检测区后端控温微流道末端经阀门与一废液存储池相连。
所述检测区有一至多个检测流道和检测芯片，检测芯片的表面修饰可用于捕获待测生物化学物质，检测芯片上有一至多个检测单元，可同时检测一至多种生物化学物质。
所述检测流道和检测芯片可以以串联或并联的方式与前后端控温微流道连接，芯片上的多个检测单元按照设定的方式分布，各个检测单元可以做不同的表面修饰以检测不同的生物化学物质。
所述控温元件既可以控制温度升高，也可以控制温度降低，有较宽的可控恒温范围以适应不同待测样本的最佳反应温度。
实施例1：
如图1所示，本实施例的生物标志物恒温检测装置中存储区和检测区的结构示意图，图1中的附图标记含义如下：11-14为驱动各个液体池中液体进入微流道的微泵，21为试剂存储池，22为待测样品注入存储池，23为标记物溶液存储池，24为清洗液存储池，31-35为控制各液体池的微阀门，41为前端控温微流道，42为后端控温微流道，43为检测区微流道，51为检测芯片，52为检测芯片上的检测单元，6为控温元件，7为废液存储池。
本实施例的多指标联检的控温检测装置的工作原理如下：
1)首先使所有液体池的微阀门31-35全部处于关闭状态，将待测样品溶液、试剂液、清洗液以及标记物溶溶液分别注入对应的存储池并密封，启动控温元件使达到预设温度并保持一段时间。
2)打开试剂存储池微阀门31以及废液存储池阀门51，启动微泵11以设定的速率将试剂泵入并依次抵达前控温流道41、检测区流道43、以及后控温流道42末端，然后控制微泵倒吸使试剂回流至后控温流道前端，如此循环往复数十次以达到如下几个目的：充分润湿和冲刷洗净流道，激活检测区芯片表面使之准备好捕获待测生物标志物，使液流达到预设的温度并保持稳定。
3)停止微泵11，关闭试剂存储池微阀门31，打开待测样品存储池微阀门32，启动微泵12将待测样品液泵入并以设定的速率作循环往复流动，同时前述试剂被推入废液池。在此期间样品液温度达到恒定并与检测区的芯片表面充分接触，当中的待测生物标志物被芯片检测单元特异性捕获。
4)停止微泵12，关闭待测样品存储池微阀门32，打开清洗存储池微阀门34，启动微泵14将部分清洗液泵入，充分清洗非特异性吸附在微流道或检测芯片上的残留生物分子，同时前述样品液被推入废液池。
5)停止微泵14，关闭清洗液存储池微阀门34，打开标记物溶液存储池微阀门33，启动微泵13将标记物溶液泵入并以设定的速率作循环往复流动，同时前述清洗液被推入废液池。在此期间标记物溶液温度达到恒定并与检测区的芯片表面充分接触，所述标记物预先经过表面修饰，仅能够被固定在芯片检测单元上的待测生物标志物特异性捕获，没有待测生物标志物的表面则不能捕获标记物。
6)检测芯片检测到标记物并将其在检测单元表面的密度转化成电信号读出，标记物表面密度亦即代表了待测生物标志物的浓度，由此完成检测。
实施例2：
如图2所示，本实施例的生物标志物恒温检测装置中存储区和检测区的结构示意图，图2中的附图标记含义如下：1为驱动各个液体池中液体进入微流道的微泵，21为试剂存储池，22为待测样品注入存储池，23为标记物溶液存储池，24为清洗液存储池，31-35为控制各液体池的微阀门，36-39为连接微泵的阀门，41为前控温微流道，42为后控温微流道，43为检测区微流道，51为检测芯片，52为检测芯片上的检测单元，6为控温元件，7为废液存储池。
本实施例的多指标联检的控温检测装置的工作原理如下：
1)首先使所有微阀门31-39全部处于关闭状态，将待测样品溶液、试剂液、清洗液以及标记物溶溶液分别注入对应的存储池并密封，启动控温元件使达到预设温度并保持一段时间。
2)打开试剂存储池前后微阀门31、36，以及废液存储池阀门51，启动微泵1以设定的速率将试剂泵入并依次抵达前控温流道41、检测区流道43、以及后控温流道42末端，然后控制微泵倒吸使试剂回流至后控温流道前端，如此循环往复数十次以达到如下几个目的：充分润湿和冲刷洗净流道，激活检测区芯片表面使之准备好捕获待测污染物，使液流达到预设的温度并保持稳定。
3)停止微泵1，关闭试剂存储池前后微阀门31、36，打开待测样品存储池前后微阀门32、37，启动微泵1将待测样品液泵入并以设定的速率作循环往复流动，同时前述试剂被推入废液池。在此期间样品液温度达到恒定并与检测区的芯片表面充分接触，当中的待测污染物被芯片检测单元特异性捕获。
4)停止微泵1，关闭待测样品存储池前后微阀门32、37，打开清洗存储池前后微阀门34、39，启动微泵1将部分清洗液泵入，充分清洗非特异性吸附在微流道或检测芯片上的残留污染物分子，同时前述样品液被推入废液池。
5)停止微泵1，关闭清洗液存储池前后微阀门34、39，打开标记物溶液存储池前后微阀门33、38，启动微泵1将标记物溶液泵入并以设定的速率作循环往复流动，同时前述清洗液被推入废液池。在此期间标记物溶液温度达到恒定并与检测区的芯片表面充分接触，所述标记物预先经过表面修饰，仅能够被固定在芯片检测单元上的待测污染物特异性捕获，没有待测污染物的表面则不能捕获标记物。
6)检测芯片检测到标记物并将其在检测单元表面的密度转化成电信号读出，标记物表面密度亦即代表了待测污染物的浓度，由此完成检测。
本实用新型的实施例1和实施例2的区别在于：
1、实施例1中的待测物为表征人体生理或病理特征的生物标志物，而实施例2待测物为水体中的生物污染物。
2、实施例1多个检测单元以并联的方式连接，而实施例2为串联型。
3、实施例1启用多个微泵来单独控制液流，而实施例2仅用1个微泵通过多个阀门进行切换。
另外，控温区域的检测芯片可以串联，如图3和图4所示，控温区域的检测芯片也可以是并联；检测芯片和检测区微流道可以是一个或多个，每个检测芯片上的单元可以是一个或多个，微流道U型循环次数不限于附图所示。
微流道的排布可以是U型，也可以是迂回圆弧型(如图3和图4所示)等各种紧凑排布形式，多个装置可以在z方向堆叠排布以进一步提高空间利用率。本实用新型的控温检测装置还可以多个堆叠起来一起使用。
图3中的附图标记的含义如下：11-14为驱动各个液体池中液体进入微流道的微泵，21为试剂存储池，22为待测样品注入存储池，23为标记物溶液存储池，24为清洗液存储池，31-35为控制各液体池的微阀门，41为前端控温微流道，42为后端控温微流道，43为检测区微流道，51为检测芯片，52为检测芯片上的检测单元，6为控温元件，7为废液存储池。
图4中的附图标记的含义如下：11-14为驱动各个液体池中液体进入微流道的微泵，21为试剂存储池，22为待测样品注入存储池，23为标记物溶液存储池，24为清洗液存储池，31-35为控制各液体池的微阀门，41为前端控温微流道，42为后端控温微流道，43为检测区微流道，51为检测芯片，52为检测芯片上的检测单元，6为控温元件，7为废液存储池。
综上所述，相较于现有技术，本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型实现了检测区前后环绕式(浸润式)的温度控制方案，保证了检测时的温度稳定性和一致性；
2、本实用新型设定了微通道，使得装置体积小便携，控温和检测功耗低、待测物用量少利用率高；
3、本实用新型的结构易于设计为堆积型多层结构，检测通量高可同时检测多个样品，多重检测能力强每个检测芯片可设置多个检测单元检测多种不同的生化物质。
4、通过控制液流在检测区前后两端控温流道之间来回往复地流动，保证了液流温度的稳定，液流中待测物的活性在检测中得到控制，从而保证了检测的重复性和一致性。
5、本实用新型提供一种动态的控温解决方案，避免静态控温方案里面热交换不均匀的问题，拥有前控温微流道和后控温微流道在液流或气流来回往复中实现稳定控温的方案。
6、本实用新型的微流控技术提供了一种小型集成的、低功耗、节省待测物用量并且具有多重检测能力的检测方案。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种多指标联检的控温检测装置，其特征在于：包括存储区和检测区，所述存储区包括待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池，所述检测区包括前端控温微流道、检测流道、检测芯片、后端控温微流道以及控温元件，所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池分别通过微阀门连接至前端控温微流道，所述前端控温微流道通过检测流道连接后端控温微流道，所述检测芯片设于检测流道内，所述控温元件设于装置底部。
2.根据权利要求1所述的一种多指标联检的控温检测装置，其特征在于：所述检测芯片包括多个检测单元。
3.根据权利要求1所述的一种多指标联检的控温检测装置，其特征在于：所述检测流道的数量为一个或多个。
4.根据权利要求1所述的一种多指标联检的控温检测装置，其特征在于：所述检测芯片的数量为一个或多个。
5.根据权利要求1所述的一种多指标联检的控温检测装置，其特征在于：所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池的入口均连接至一个泵。
6.根据权利要求5所述的一种多指标联检的控温检测装置，其特征在于：所述泵与待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池的入口之间设有阀门。
7.根据权利要求1所述的一种多指标联检的控温检测装置，其特征在于：所述待测样品注入存储池、试剂存储池、标记物存储池和清洗液存储池的入口分别连接至不同泵。
8.根据权利要求1所述的一种多指标联检的控温检测装置，其特征在于：所述检测流道以串联或并联方式排布。
9.根据权利要求1所述的一种多指标联检的控温检测装置，其特征在于：所述前端控温流道、检测流道和后端控温流道以紧凑的方式排布。
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| CN201921184299.5U CN210377185U (zh) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | 一种多指标联检的控温检测装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921184299.5U CN210377185U (zh) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | 一种多指标联检的控温检测装置 |
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|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921184299.5U Active CN210377185U (zh) | 2019-07-24 | 2019-07-24 | 一种多指标联检的控温检测装置 |
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| Country | Link |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113385244A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-14 | 江苏溢康辰医疗科技有限公司 | 一种主动式微流控芯片及其应用方法 |
| CN113522387A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-22 | 江苏溢康辰医疗科技有限公司 | 一种双向主动微流控芯片及其应用方法 |
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2019
- 2019-07-24 CN CN201921184299.5U patent/CN210377185U/zh active Active
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