CN210385907U - 用于多指标检测的微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于多指标检测的微流控芯片，其包括硬质基材，以及覆盖在所述硬质基材表面的纸质膜材，所述纸质膜材表面设置有检测液加样孔，所述检测液加样孔连接有多个微流控单元，每个微流控单元均包括反应液加样孔和检测孔，所述检测液加样孔、检测孔、反应液加样孔依次排列在一条直线上，所述检测液加样孔与检测孔之间印刷有检测液微流孔道，使所述检测液加样孔与检测孔连通；所述反应液加样孔从两侧出发分别对称印刷有第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道，所述第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道均与所述检测液微流孔道汇合并连通所述检测孔。本实用新型能够同时进行多种不同的项目检测，工作效率高。

Description

用于多指标检测的微流控芯片

技术领域

本实用新型涉及微流控芯片技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种用于多指标检测的微流控芯片。

背景技术

微流控芯片由微通道在芯片上形成网络，以可控微流体贯穿整个系统并完成各种生物和化学过程的一种技术。由于具备低消耗、易集成、高通量和分析速度快等优点，微流控芯片已广泛应用于化学、生物、医学等领域，并且已开始从实验室研究阶段开始逐步向商品化应用发展。纸芯片由于纸特有的纤维结构，可塑性强，可以通过对纸芯片处理将不同的区域隔离开，并且在同一纸芯片上设计多个检测区域，纸芯片是通过毛细现象实现流体的运输的，如何通过对通道的设计，从而实现对流体运行轨迹的有效控制是十分重要的。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种用于多指标检测的微流控芯片，其能够同时进行多种不同项目的检测，另外通过对微流控孔道的特殊设计，实现了对流体运动轨迹的有效控制。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种用于多指标检测的微流控芯片，包括：

硬质基材，以及覆盖在所述硬质基材表面的纸质膜材；所述纸质膜材表面设置有检测液加样孔，所述检测液加样孔连接有多个微流控单元，每个微流控单元均包括反应液加样孔和检测孔，所述检测液加样孔、检测孔、反应液加样孔依次排列在一条直线上，所述检测液加样孔与检测孔之间印刷有检测液微流孔道，使所述检测液加样孔与检测孔连通；所述反应液加样孔从两侧出发分别对称印刷有第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道，所述第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道均与所述检测液微流孔道汇合并连通所述检测孔。

优选的是，所述微流控单元有四个，四个微流控单元均匀对称的设置在所述检测液加样口四周。

优选的是，所述第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道的两端分别与所述反应液加样孔、所述检测液微流孔道连接，并围成六边形结构。

优选的是，由所述反应液加样孔至所述检测液微流孔道，所述第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道的宽度和深度逐渐减小。

优选的是，所述检测液微流孔道、第一反应液微流孔道、第二反应液微流孔道的印刷材料为PDMS。

优选的是，所述检测液微流孔道包括直线微流孔道和弯曲微流孔道，所述直线微流孔道直接连通所述检测液加样孔与检测孔，所述弯曲微流孔道由所述检测液加样孔出发，通过多次弯折后与所述直线微流孔道汇合，并与所述检测孔连通。

优选的是，所述直线微流孔道的进口端，以及所述弯曲微流孔道的进口端和出口端均设置有微截流阀。

优选的是，所述微截流阀为橡胶柱，所述直线微流孔道的进口端，以及所述弯曲微流孔道的进口端和出口端均设置有与所述橡胶柱匹配的孔，所述孔贯通所述检测液微流孔道、纸质膜材和硬质基材上表面。

优选的是，所述第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道与所述检测液微流孔道连接处，位于所述弯曲微流孔道与所述直线微流孔道汇合处下游。

本实用新型至少包括以下有益效果：

第一、本实用新型在纸基膜材上印刷的方式制作纸质微流控芯片，无需外置驱动依靠自身层析力流动，成本低，结构简单，且可设置有多个微流控单元，能够同时对样品进行多种不同的指标项目检测，使用方便，工作效率高；

第二、本实用新型设计独特的检测液微流孔道和反应液微流孔道，实现对流体运行轨迹的有效控制，使样品和反应液得到缓冲后汇合，并流至检测孔进行检测，保证了检测结果的准确性；

第三、本实用新型在所述直线微流孔道和弯曲微流孔道上设置微截流阀，当加入样品量过多时，打开弯曲微流孔道上的微截流阀，样品流经弯曲微流孔道，使其得到缓冲；当加入样品量过少时，可打开直线微流孔道上的截流阀，样品流经直线微流孔道，防止因样品量过小，影响反应和检测。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的一种技术方案的结构示意图；

图2为本实用新型的微流控单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。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。术语“横向”、“纵向”、“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，并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。

如图1-2所示，本实用新型提供一种用于多指标检测的微流控芯片，包括：

硬质基材，以及覆盖在所述硬质基材表面的纸质膜材；所述纸质膜材表面设置有检测液加样孔100，所述检测液加样孔100连接有多个微流控单元101，每个微流控单元101均包括反应液加样孔102和检测孔103，所述检测液加样孔100、检测孔103、反应液加样孔102依次排列在一条直线上，所述检测液加样孔100与检测孔103之间印刷有检测液微流孔道104，使所述检测液加样孔100与检测孔103连通；所述反应液加样孔102从两侧出发分别对称印刷有第一反应液微流孔道105和第二反应液微流孔道106，所述第一反应液微流孔道105和第二反应液微流孔道106均与所述检测液微流孔道104汇合并连通所述检测孔103。本实用新型在硬质基材上覆盖纸质膜材，纸质膜材表面设置有排列在一条直线上的检测液加样孔100、检测孔103、反应液加样孔102，同时在纸基膜材上印刷检测液微流孔道104和第一反应液微流孔道105、第二反应液微流孔道106，所述检测液微流孔道104连接所述检测液加样孔100和检测孔103，所述第一反应液微流孔道105、第二反应液微流孔道106的两端分别与所述反应液加样孔102、所述检测液微流孔道104连接，所述检测孔103、反应液加样孔102和检测液微流孔道104、第一反应液微流孔道105、第二反应液微流孔道106组成一个微流控单元101，所述检测液加样孔100可同时连接多个微流控单元101。使用时，向检测液加样孔100内加入样品，反应液加样孔102内加入反应液，样品和反应液依靠自身层析力作用，分别沿检测液微流孔道104、第一反应液微流孔道105、第二反应液微流孔道106向所述检测孔103流动，二者在检测孔103汇合并对样品进行检测，不同的反应液可对样品进行不同的指标检测。本实用新型在纸基膜材上印刷的方式制作纸质微流控芯片，无需外置驱动依靠自身层析力流动，成本低，结构简单，且可设置有多个微流控单元101，能够同时对样品进行多种不同的指标项目检测，使用方便，工作效率高；另外本实用新型设计独特的检测液微流孔道104和反应液微流孔道，实现对流体运行轨迹的有效控制，使样品和反应液得到缓冲后汇合，并流至检测孔103进行检测，保证了检测结果的准确性。

在另一种技术方案中，如图1所示，所述微流控单元101有四个，四个微流控单元101均匀对称的设置在所述检测液加样口四周。本实用新型在所述检测液加样口的上、下、左、右分别设置微流控单元101，不同微流控单元101的反应液加样口添加不同的反应液，可同时对样品进行四种不同的指标检测，使用方便，工作效率大幅度提高。

在另一种技术方案中，所述第一反应液微流孔道105和第二反应液微流孔道106的两端分别与所述反应液加样孔102、所述检测液微流孔道104连接，并围成六边形结构。所述第一反应液微流孔道105和第二反应液微流孔道106对称设置在所述检测孔103和反应液加样孔102连线的两侧，并在同一位置与所述检测液微流孔道104汇合，使反应液通过第一反应液微流孔道105和第二反应液微流孔道106，得到缓冲后流入所述检测孔103对样品进行检测，设置反应液微流孔道控制反应液的流动轨迹，同时控制反应液的量，防止因反应液过多导致检测结果不准确。

在另一种技术方案中，由所述反应液加样孔102至所述检测液微流孔道104，所述第一反应液微流孔道105和第二反应液微流孔道106的宽度和深度逐渐减小。所述第一反应液微流孔道105和第二反应液微流孔道106的宽度和深度逐渐减小，从而有效控制进入所述检测孔103的反应液的量，保证检测的准确性。

在另一种技术方案中，所述检测液微流孔道104、第一反应液微流孔道105、第二反应液微流孔道106的印刷材料为PDMS。本实用新型将纸质膜材粘贴在硬质基材表面，放置于丝印机上按照设计好的印刷图案将制作的微流孔道的材料印刷在纸质膜材上，用于制作微流孔道的材料为PDMS，其在印刷时呈液态，印刷后呈固态，可实现对流体运行轨迹的有效控制。

在另一种技术方案中，如图1和2所示，所述检测液微流孔道104包括直线微流孔道107和弯曲微流孔道108，所述直线微流孔道107直接连通所述检测液加样孔100与检测孔103，所述弯曲微流孔道108由所述检测液加样孔100出发，通过多次弯折后与所述直线微流孔道107汇合，并与所述检测孔103连通。所述检测液微流孔道104包括直线微流孔道107和弯曲微流孔道两种，样品加入检测液加样孔100内口，可通过直线微流孔道107直接流入检测孔103，也可通过弯曲微流孔道，增加流通路径，从而控制样品的流动轨迹。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述直线微流孔道107的进口端，以及所述弯曲微流孔道108的进口端和出口端均设置有微截流阀109。设置所述微截流阀109，可控制样品的流动轨迹，当样品量充足时，打开弯曲微流孔道108上的微截流阀109，关闭直线微流孔道107上的微截流阀109，样品流经弯曲微流孔道108，流通路径增长使样品得到缓冲；当加入样品量过少时，可打开直线微流孔道107上的截流阀，关闭弯曲微流孔道108上的微截流阀109，样品直接由直线微流孔道107流入所述检测孔103，防止因样品量过小，影响反应和检测。

在另一种技术方案中，所述微截流阀109为橡胶柱，所述直线微流孔道107的进口端，以及所述弯曲微流孔道108的进口端和出口端均设置有与所述橡胶柱匹配的孔，所述孔贯通所述检测液微流孔道104、纸质膜材和硬质基材上表面。所述硬质基材的上表面，对应所述直线微流孔道107的进口端，以及所述弯曲微流孔道108的进口端和出口端，设置有孔，所述孔的孔径与所述微流孔道的直径相同，所述孔贯穿纸质膜材和检测液微流孔道104，每个孔配套设置有与其相匹配的橡胶柱，所述橡胶柱的直径与孔的直径相同，所述橡胶柱的高度略大于孔的高度，将橡胶柱填入孔内，可阻碍样品流动，当将所述直线微流孔道107的进口端处的孔用橡胶柱填入时，样品由所述弯曲微流孔道108流入所述检测孔103，当将所述弯曲微流孔道108的进口端和出口端处的孔用橡胶柱装填时，样品将由所述直线微流孔道107直接流入检测孔103，从而控制样品的流动轨迹。

在另一种技术方案中，所述第一反应液微流孔道105和第二反应液微流孔道106与所述检测液微流孔道104连接处，位于所述弯曲微流孔道108与所述直线微流孔道107汇合处下游。如此设置所述第一反应液微流孔道105和第二反应液微流孔道106，确保反应液流入所述检测孔103，而不受所述弯曲微流孔道108与所述直线微流孔道107上微截流阀109的影响，保证检测结果的准确性。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.用于多指标检测的微流控芯片，其特征在于，包括：硬质基材，以及覆盖在所述硬质基材表面的纸质膜材；所述纸质膜材表面设置有检测液加样孔，所述检测液加样孔连接有多个微流控单元，每个微流控单元均包括反应液加样孔和检测孔，所述检测液加样孔、检测孔、反应液加样孔依次排列在一条直线上，所述检测液加样孔与检测孔之间印刷有检测液微流孔道，使所述检测液加样孔与检测孔连通；所述反应液加样孔从两侧出发分别对称印刷有第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道，所述第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道均与所述检测液微流孔道汇合并连通所述检测孔。

2.如权利要求1所述的用于多指标检测的微流控芯片，其特征在于，所述微流控单元有四个，四个微流控单元均匀对称的设置在所述检测液加样口四周。

3.如权利要求1所述的用于多指标检测的微流控芯片，其特征在于，所述第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道的两端分别与所述反应液加样孔、所述检测液微流孔道连接，并围成六边形结构。

4.如权利要求1所述的用于多指标检测的微流控芯片，其特征在于，由所述反应液加样孔至所述检测液微流孔道，所述第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道的宽度和深度逐渐减小。

5.如权利要求1所述的用于多指标检测的微流控芯片，其特征在于，所述检测液微流孔道、第一反应液微流孔道、第二反应液微流孔道的印刷材料为PDMS。

6.如权利要求1所述的用于多指标检测的微流控芯片，其特征在于，所述检测液微流孔道包括直线微流孔道和弯曲微流孔道，所述直线微流孔道直接连通所述检测液加样孔与检测孔，所述弯曲微流孔道由所述检测液加样孔出发，通过多次弯折后与所述直线微流孔道汇合，并与所述检测孔连通。

7.如权利要求6所述的用于多指标检测的微流控芯片，其特征在于，所述直线微流孔道的进口端，以及所述弯曲微流孔道的进口端和出口端均设置有微截流阀。

8.如权利要求7所述的用于多指标检测的微流控芯片，其特征在于，所述微截流阀为橡胶柱，所述直线微流孔道的进口端，以及所述弯曲微流孔道的进口端和出口端均设置有与所述橡胶柱匹配的孔，所述孔贯通所述检测液微流孔道、纸质膜材和硬质基材上表面。

9.如权利要求6所述的用于多指标检测的微流控芯片，其特征在于，所述第一反应液微流孔道和第二反应液微流孔道与所述检测液微流孔道连接处，位于所述弯曲微流孔道与所述直线微流孔道汇合处下游。

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