CN211014324U - 检测芯片及检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种检测芯片和检测系统,该检测芯片包括加样开口和至少一个检测分支结构。至少一个检测分支结构中的每个包括导流槽、检测部和反应膜;导流槽具有第一端和第二端,第一端与加样开口连通;检测部包括检测凹槽,检测凹槽与导流槽的第二端连通;反应膜容纳在检测凹槽中;检测凹槽被配置为允许对位于检测凹槽中的反应膜进行光学检测。该检测芯片可有助于实现自动化检测,并可有助于实现便于携带的检测装置。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种检测芯片及检测系统。
背景技术
微流控芯片技术把生物、化学和医学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块具有微米尺度微通道的芯片上,自动完成反应和分析的全过程。该过程所使用的芯片叫做微流控芯片,也可称为芯片实验室(Lab-on-a-chip)。微流控芯片技术具有样品用量少,分析速度快,便于制成便携式仪器,适用于即时、现场分析等优点,已广泛应用于生物、化学和医学等诸多领域。
实用新型内容
本公开至少一个实施例提供一种检测芯片,包括:加样开口,至少一个检测分支结构,其中,所述至少一个检测分支结构中的每个包括:导流槽,具有第一端和第二端,其中,所述第一端与所述加样开口连通;检测部,包括检测凹槽,其中,所述检测凹槽与所述导流槽的第二端连通;反应膜,容纳在所述检测凹槽中;其中,所述检测凹槽被配置为允许对位于所述检测凹槽中的所述反应膜进行光学检测。
例如,本公开至少一个实施例提供的检测芯片还包括:第一基板,具有相对的第一表面和第二表面,其中,所述加样开口为所述第一基板中的通孔,所述导流槽和所述检测凹槽形成在所述第一基板的第一表面;第二基板,层叠在所述第一基板的第一表面上且在对应于所述检测凹槽的位置允许进行所述光学检测。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述至少一个检测分支结构中的每个还包括吸水膜,所述吸水膜容纳在所述检测凹槽中,且与所述反应膜彼此至少部分层叠。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述吸水膜设置在所述反应膜的远离所述第二基板的一侧。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述吸水膜的液体存储量为10μL-50μL。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述检测部还包括至少部分围绕所述检测凹槽的导流凹槽,所述导流凹槽与所述检测凹槽连通;至少部分所述导流凹槽的高度小于所述检测凹槽的高度。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述导流凹槽包括呈斜坡状的导流壁,所述导流壁的一端与所述检测凹槽的侧表面相接。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述导流凹槽与所述检测凹槽的纵截面整体呈阶梯状。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述检测凹槽的高度为0.2mm-5mm,所述导流凹槽的最大高度与所述检测凹槽的高度的差值为0.1mm-1mm。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述导流凹槽的宽度为0.1mm-1mm。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述反应膜沿厚度方向处于压缩状态。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述检测部还包括贯穿所述第一基板且与所述检测凹槽连通的储液通孔。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述储液通孔连通所述检测凹槽的中心。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述储液通孔的直径为0.2mm-5mm。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述导流槽的高度为0.1mm-1.5mm,所述导流槽的宽度为0.1mm-2mm。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述导流槽的高度与所述导流槽的宽度的比值为1:1-10:1。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述导流槽的内壁具有亲水性。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述至少一个检测分支结构包括多个检测分支结构,所述多个检测分支结构沿所述加样开口的周边均匀分布。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述加样开口包括第一主体以及从所述第一主体向所述导流槽凸出的第一凸出部,所述第一凸出部与所述导流槽连通。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述第一主体的直径为1mm-10mm。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述反应膜为圆形,或者所述反应膜为多边形,且所述多边形的一个角与所述导流槽的第二端直接连通。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述反应膜包括膜主体以及从所述膜主体向所述导流槽凸出的第二凸出部,所述第二凸出部的至少部分位于所述导流槽中;所述膜主体与所述检测凹槽的形状相同,为圆形。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述检测凹槽的直径为3mm-15mm,所述反应膜的直径等于或小于所述检测凹槽的直径。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述第二基板在对应于所述检测凹槽的位置具有检测通孔。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述第二基板不透光;或者,所述检测芯片还包括遮光层,所述遮光层覆盖所述第二基板远离所述第一基板的表面,且暴露所述检测通孔。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述检测通孔的直径为2mm-10mm。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述第一基板的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚碳酸酯中的一种或多种。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述第二基板的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述第一基板与所述第二基板通过键合、焊接、粘结或卡接的方式结合。
例如,本公开至少一个实施例提供的检测芯片还包括粘结层;其中,所述粘结层位于所述第一基板和所述第二基板之间且被用于使所述第一基板和所述第二基板结合,所述粘结层包括对应于所述检测凹槽的开口。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述反应膜包括基体材料以及分布在所述基体材料中的检测试剂,所述基体材料包括玻璃纤维、棉纤维或玻璃纤维和棉纤维的复合纤维。
例如,本公开至少一个实施例提供的检测芯片还包括:第一基板,具有相对的第一表面和第二表面,其中,所述加样开口为所述第一基板中的通孔,所述导流槽和所述检测凹槽形成在所述第一基板的第一表面;第二基板,层叠在所述第一基板的第一表面上,并且在对应于所述检测凹槽的位置具有检测通孔,以允许通过所述检测通孔进行所述光学检测;所述至少一个检测分支结构包括多个检测分支结构,所述多个检测分支结构沿所述加样开口的周边均匀分布。
例如,本公开至少一个实施例提供的检测芯片还包括:第一基板,具有相对的第一表面和第二表面,其中,所述加样开口为所述第一基板中的通孔,所述检测凹槽形成在所述第一基板的第一表面,所述导流槽形成在所述第一基板的第二表面;第二基板,层叠在所述第一基板的第一表面上且在对应于所述检测凹槽的位置允许进行所述光学检测;第三基板,层叠在所述第一基板的第二表面上且密封所述加样开口和所述导流槽。
例如,本公开至少一个实施例提供的检测芯片还包括:第一基板,具有相对的第一表面和第二表面,其中,所述加样开口、所述导流槽和所述检测凹槽形成在所述第一基板的第一表面,所述加样开口为所述第一基板中的非通孔;第二基板,层叠在所述第一基板的第一表面上且暴露所述加样开口,并在对应于所述检测凹槽的位置允许进行所述光学检测。
例如,本公开至少一个实施例提供的检测芯片还包括光学校准分支结构;其中,所述光学校准分支结构和所述至少一个检测分支结构并列设置;所述光学校准分支结构包括光路检测区,所述光路检测区被配置为进行光学校准。
例如,本公开至少一个实施例提供的检测芯片还包括加样凸出部;其中,所述加样凸出部从所述第一基板的第一表面沿远离所述第二基板的方向突出,所述加样凸出部的一端与所述加样开口相接。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测芯片中,所述第一基板包括第一凹口,所述第二基板包括与所述第一凹口对应的第二凹口,所述第一凹口和所述第二凹口被用于固定所述检测芯片。
本公开至少一个实施例还提供一种检测系统,包括:检测装置和本公开任一实施例所述的检测芯片;检测装置配置为通过所述检测部对所述检测凹槽中的所述反应膜进行检测。
例如,在本公开至少一个实施例提供的检测系统中,所述检测装置包括:光源,配置为向所述反应膜发光;光电检测装置,配置为接收从所述光源发出且被所述反应膜反射的光。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。
图1A和图1B分别为本公开至少一实施例提供的一种检测芯片的正面透视图和背面透视图;
图2A和图2B分别为图1A和图1B中所示的检测芯片的爆炸图;
图3A和图3B分别为图1A和图1B所示的检测芯片的第一基板的正面透视图和背面透视图;
图4为图1A和图1B所示的检测芯片的第一基板的第一表面的平面结构示意图;
图5为图1A和图1B所示的检测芯片的第二基板的平面结构示意图;
图6为图1A和图1B所示的检测芯片的反应膜的结构示意图;
图7A和图7B分别为本公开至少一实施例提供的另一种检测芯片的正面透视图和背面透视图;
图8为图7A和图7B中所示的检测芯片的爆炸图;
图9A和图9B分别为图7A和图7B所示的检测芯片的第一基板的正面透视图和背面透视图;
图10为图7A和图7B所示的检测芯片的第一基板的第一表面的平面结构示意图;
图11为本公开至少一实施例提供的再一种检测芯片的爆炸图;
图12为图11所示的检测芯片的第一基板的结构示意图;
图13A为图12所示的检测芯片的第一基板的部分结构示意图;
图13B为图13A中沿A-A’线的截面结构示意图;
图13C为本公开至少一实施例提供的再一种检测芯片的第一基板的部分截面结构的示意图;
图14为本公开至少一实施例提供的再一种检测芯片的爆炸图;
图15A和图15B为本公开至少一实施例提供的再一种检测芯片的爆炸图;
图16为本公开至少一实施例提供的再一种检测芯片的爆炸图;以及
图17为本公开至少一实施例提供的一种检测系统的示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
在微流控芯片的设计过程中,发明人希望尽可能多地将分析检测的各项功能集成到芯片上,以减少芯片对外部操作的依赖,从而实现自动化和集成化。例如,可以将微流控芯片的进样部件以及分析检测部件集成在一起,并通过结构的设计实现检测过程的自动化,进而减少对操作人员的技术要求,降低人为误差,使获得的检测数据更加精确。
本公开至少一个实施例提供一种检测芯片,该检测芯片包括加样开口和至少一个检测分支结构。至少一个检测分支结构中的每个包括导流槽、检测部和反应膜;导流槽具有第一端和第二端,第一端与加样开口连通;检测部包括检测凹槽,检测凹槽与导流槽的第二端连通;反应膜容纳在检测凹槽中;检测凹槽被配置为允许对位于检测凹槽中的反应膜进行光学检测。
本公开上述至少一个实施例提供的检测芯片可以将用于样品检测的多个基本结构单元或部件集成到同一芯片上,并且通过主动控制或毛细作用完成样品分析检测的全过程,从而实现自动化和集成化的检测过程。由此,采用上述检测芯片可以降低检测过程中可能存在的人为误差,提升检测数据的精确性,同时还可以使检测芯片的整体外形实现薄型化或小型化的设计,有助于实现便携式检测系统。
下面通过几个具体的实施例对本公开提供的检测芯片和检测系统进行说明。
图1A和图1B分别为本公开至少一实施例提供的一种检测芯片的正面透视图和背面透视图,图2A和图2B分别为图1A和图1B中所示的检测芯片的爆炸图,也即分解图。图1A和图2A为检测芯片的俯视图,示出的是从检测芯片正面观看到的结构;图1B和图2B为检测芯片的仰视图,示出的是从检测芯片背面观看到的结构。
例如,如图1A-图2B所示,检测芯片10包括加样开口110和至少一个检测分支结构120,例如多个检测分支结构120,图中示出六个检测分支结构120作为示例进行介绍。加样开口110用于加入被检测样品,例如母乳、体液、血液等被检测样品。多个检测分支结构120沿加样开口110的周边均匀分布,从而多个检测分支结构120可以分别独立地实现检测功能。
例如,多个检测分支结构120中的每个包括导流槽130、检测部140和反应膜150。导流槽130具有第一端和第二端,第一端与加样开口110连通。检测部140包括检测凹槽141且配置为允许对检测凹槽141进行光学检测,检测凹槽141与导流槽130的第二端连通。反应膜150容纳在检测凹槽141中。
例如,在一些实施例中,检测芯片还包括光学校准分支结构,光学校准分支结构和至少一个检测分支结构并列设置。例如,在检测芯片包括多个检测分支结构的情况下,光学校准分支结构和多个检测分支结构沿加样开口的周边均匀分布。光学校准分支结构中不设置反应膜,例如,光学校准分支结构除反应膜以外的其他结构可以均与检测分支结构基本相同或相似,由此光学校准分支结构可以与检测分支结构一体设置,从而简化检测芯片的制备工艺和制备成本。
例如,以图1A-图2B所示的检测芯片10为例,可以在一个检测分支结构120中不设置反应膜150而使其作为检测芯片10的光学校准分支结构以用于光学校准,例如可以在图2B所示的检测分支结构120中不设置例如反应膜150(以及下文所述的吸水膜170)而使其作为检测芯片10的光学校准分支结构。例如,光学校准分支结构包括光路检测区,该光路检测区可以为对应于检测凹槽141的位置。由此,在利用检测装置对检测芯片10中的反应膜150进行光学检测时,可以通过光学校准分支结构对检测装置发出的光路进行校准,例如对光路的照射角度进行校准,从而提升获得的检测数据的准确性。
例如,反应膜150中包括检测试剂;从加样开口110加入的被检测样品通过导流槽130进入到检测凹槽141中,并与反应膜150中的检测试剂进行反应。此时,可以通过例如光学检测来检测检测试剂和被检测样品发生反应后在反应膜150上体现出来的例如颜色变化等,实现对被检测样品的检测,例如被检测样品中某种成分的有无或者含量的大小等。
由此,本公开的至少一个实施例提供的检测芯片10可以实现例如混合、分析检测等多个功能的集成,并通过主动控制以及毛细作用完成样品分析检测的全过程,从而实现自动化和集成化的检测过程,降低检测过程中可能存在的人为误差,提升检测数据的精确性。并且,在一些实施例中,检测芯片10可以在多个检测分支结构120的检测凹槽141中分别放置包括不同检测试剂的反应膜150,从而可以利用不同检测试剂对同一样品中的多个指标同时进行检测,缩短样品的检测周期,进而实现样品多指标的及时检测。
例如,在一些示例中,被检测样品可以为液体,例如为母乳样品。在检测芯片10的制造过程中,可以在初始的反应膜150上预先滴定所需的检测试剂(例如显色试剂),待检测试剂浸入反应膜150之后进行烘干,然后再将包括检测试剂的反应膜150置于检测芯片10的检测凹槽中,从而有利于检测芯片10的存储和运输。在利用检测芯片10进行检测时,将样品从加样开口110加入,使样品经导流槽130流入检测凹槽141中并与反应膜150上的检测试剂混合以发生反应。由此,通过对反应结果的检测(例如通过识别反应膜150上颜色的变化)来判断例如样品中待检物的有无以及含量的大小等,从而实现对样品某一指标的检测。
例如,在上述至少一个实施例中,在利用检测芯片10检测样品时,注入的样品量可以为60μL-80μL。
例如,在一些实施例中,如图1A-图2B所示,每个检测分支结构120还可以包括吸水膜170,吸水膜170容纳在检测凹槽141中,且与反应膜150彼此至少部分层叠,例如二者直接接触。
例如,每个吸水膜170的液体存储量可以为10μL-50μL,例如为30μL。吸水膜170可以容纳一定量的样品,超过吸水膜170的液体存储量后,吸水膜170将不再吸收样品,从而起到样品定量的作用,有利于控制样品量。
例如,吸水膜170的材料可以包括玻璃纤维、棉纤维或玻璃纤维和棉纤维的复合纤维等材料。
需要说明的是,在本公开的其他一些实施例中,检测芯片也可以不采用吸水膜,此时,反应膜150可以同时起到样品定量以及反应载体的作用。
例如,在一些实施例中,检测芯片10还包括第一基板101和第二基板102。第一基板101具有相对的第一表面和第二表面,加样开口110为第一基板101中的通孔,导流槽130和检测凹槽141形成在第一基板101的第一表面。第二基板102层叠在第一基板101的第一表面上且在对应于检测凹槽141的位置允许进行光学检测。
例如,图3A和图3B分别为图1A和图1B所示的检测芯片的第一基板的正面透视图和背面透视图。图3A为第一基板101的俯视图,示出的是第一基板的正面结构,图3B为第一基板101的仰视图,示出的是第一基板的背面结构。图4为图1A和图1B所示的检测芯片的第一基板的第一表面的平面结构示意图,图5为图1A和图1B所示的检测芯片的第二基板的平面结构示意图。
例如,如图1A-图5所示,当检测芯片具有吸水膜170时,吸水膜170可以设置在反应膜150的远离第二基板102的一侧,即设置在反应膜150与检测凹槽141之间。
例如,第二基板102在对应于检测凹槽141的位置具有检测通孔160,进而可以通过检测通孔160对检测凹槽141内的反应膜150进行光学检测,以获取样品的检测指标。
例如,检测通孔160贯穿第二基板102,且检测通孔160的直径可以设置为2mm-10mm,进一步可以为0.5mm-4mm,例如可以设置为3mm。
例如,第二基板102上除检测通孔160以外的部分均可以设置为不透光部分,由此可以减弱或避免射向不同检测通孔160的光线之间彼此发生干扰,减弱或避免检测通孔160之间的光串扰。例如,可以通过染色等方式来形成第二基板102的不透明部分。
例如,也可以在第二基板102远离第一基板101的一侧设置一层遮光层,该遮光层覆盖第二基板102远离第一基板101的表面的除具有检测通孔160的位置以外的其他部分,即该遮光层覆盖第二基板102远离第一基板101的表面且暴露检测通孔160,从而同样可以减弱或避免射向不同检测通孔160的光线之间彼此发生干扰,减弱或避免检测通孔160之间的光串扰。例如,遮光层采用不透明材料,该遮光层可以通过例如粘贴、印刷等方式设置在第二基板102的表面,本公开实施例对形成遮光层的具体方式不作限制。
例如,在本公开的其他一些实施例中,检测芯片的第二基板上也可以不开设检测通孔,此时,第二基板可以采用允许光线通过的透明材料,从而可以直接通过第二基板对检测凹槽内的反应膜进行光学检测。
例如,第二基板可以采用允许光线通过的透明材料,并且在第二基板远离第一基板的表面上通过印刷或粘贴不透明的遮光层而形成检测窗口,以允许光线仅由检测窗口通过。例如,在一些实施例中,遮光层也可以设置在第二基板靠近第一基板的一侧的表面上。本公开实施例对第二基板采用的具体材料不作限制,只要满足可以通过第二基板或第二基板上开设的检测通孔对第一基板的检测凹槽内的反应膜进行光学检测即可。
需要说明的是,在本公开实施例中,第一基板101上设置的检测凹槽141以及第二基板102上设置的与检测凹槽141对应的检测通孔160的数量只是示例性说明,本公开实施例对检测凹槽141以及检测通孔160的具体个数不作限制。例如,第一基板101上可以设置有1-20个检测凹槽141,相应地,第二基板102上可以设置有1-20个检测通孔160。
例如,第二基板102的材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。例如,第一基板101的材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚碳酸酯中的一种或多种,或者也可以为其他具有高透光性能的材料等。本公开的实施例对第一基板101和第二基板102的材料不做具体限定。
例如,第一基板101与第二基板102可以通过键合(指两片材料通过范德华力、分子力以及原子力等使两片材料键合成为一体的技术)、焊接、粘结或卡接的方式结合,进而简化检测芯片10的例如加工、组装等工艺,降低检测芯片10的制备成本。例如,第一基板101与第二基板102可以通过超声键合、热压键合、激光焊接、超声焊接或硅胶密封等工艺结合。本公开实施例对第一基板101和第二基板102之间的具体结合方式不作限制。
例如,第一基板101的形状可以为圆形、矩形或其他适合的形状,第二基板102的形状同样可以为圆形、矩形或其他适合的形状。例如,在第一基板101的形状为圆形的情形,第一基板101的直径可以为3cm-15cm,进一步可以为3cm-5cm。由于在使用时,检测芯片10需要与例如检测装置相配合,上述大小的第一基板101可以合理减小检测芯片10所需占据的空间,使检测芯片10实现薄型化设计,从而有助于检测芯片10与检测装置的配合使用,并且使检测芯片10的运输、包装、储存等成本降低。在第一基板101的形状为矩形的情形,第一基板101的对角线可以为3cm-15cm,进一步可以为3cm-5cm。例如,矩形的第一基板101可以简化检测芯片10的制备工艺,降低检测芯片10的加工工艺及精度要求,从而降低检测芯片10的制备成本。例如,在第二基板102的形状为圆形的情形,第二基板102的直径可以为3cm-15cm,进一步可以为3cm-5cm。由于在使用时,检测芯片10需要与例如检测装置相配合,上述大小的第二基板102可以合理减小检测芯片10所需占据的空间,使检测芯片10实现薄型化设计,从而有助于检测芯片10与检测装置的配合使用,并且使检测芯片10的运输、包装、储存等成本降低。在第二基板102的形状为矩形的情形,第二基板102的对角线可以为3cm-15cm,进一步可以为3cm-5cm。例如,矩形的第二基板102可以简化检测芯片10的制备工艺,降低检测芯片10的加工工艺及精度要求,从而降低检测芯片10的制备成本。
例如,第一基板101和第二基板102的形状及尺寸可以彼此相同或相似,以便于第一基板101和第二基板102的结合。
例如,第一基板101的厚度可以为0.5mm-10mm,例如3mm或者5mm等。例如,第二基板102的厚度可以为0.1mm-5mm,例如0.5mm或者2mm等。由此,可以合理减小检测芯片10所需占据的空间,使检测芯片10实现薄型化设计,从而使检测芯片10的运输、包装、储存等成本降低,并且有助于检测芯片10与检测装置的配合使用。此外,上述数值范围还有助于检测芯片10的加工及制备,并且便于用户单手抓握、利用设备进行固定或拾取等。
例如,在一个示例中,第一基板101和第二基板102的直径为3.5cm,第一基板101的厚度为1.5mm,第二基板102的厚度为1mm。
例如,如图1A-图5所示,在一些实施例中,检测芯片10还可以包括加样凸出部190。加样凸出部190从第一基板101的第一表面沿远离第二基板102的方向突出,加样凸出部190的一端与加样开口110相接,另一端可以与大气连通。加样凸出部190可以起到样品容纳以及导流等作用,以使样品通过加样凸出部190快速流向加样开口110,从而便于向加样开口110内注入样品,增加检测芯片10的样品容积,并且便于检测芯片10的例如拿取及放置等。
例如,加样凸出部190包括圆锥形腔体,且使加样开口110与大气连通。例如,圆锥形腔体的圆锥角度可以为30°-75°,容积为50μL-200μL。例如,加样凸出部190与加样开口110相接的一端的直径为0.5mm-5mm,另一端的直径为1mm-20mm,加样凸出部190突出第一基板101的高度为1mm-20mm。由此,在检测芯片10与例如检测装置配合使用时,可以使加样凸出部190占据合理的空间以与检测装置的尺寸相匹配,从而有助于检测芯片10与检测装置的配合使用。此外,由上述数值范围确定的加样凸出部190可以更好地起到样品容纳以及导流等作用,例如使样品可以均匀且以合理的速度流向加样开口110,从而有助于向加样开口110内注入样品。
例如,在一个示例中,加样凸出部190与加样开口110相接的一端的直径为3mm,另一端的直径为10mm,加样凸出部190突出第一基板101的高度为1.5mm。
例如,在一些实施例中,如图4所示,加样开口110包括第一主体111以及从第一主体111向导流槽130凸出的第一凸出部112,第一凸出部112与导流槽130连通,以促进样品通过第一凸出部112快速流入导流槽130内。
例如,第一主体111的直径可以设置为1mm-10mm,例如5mm或者7mm等。由此,既可以保证样品能够均匀快速地流入导流槽130内,又可以保证检测凹槽141所需的空间。
例如,第一主体111的形状可以为圆形,也可以为正方形或其他适合的形状,第一凸出部112可以呈正方形、尖角形或其他形状,本公开的实施例对此不作限制。例如,当第一主体111的形状为方形时,第一主体111的对角线长可以设置为1mm-10mm,例如5mm或者7mm等。例如,圆形或方形的第一主体111可以简化检测芯片10的制备工艺,降低检测芯片10的加工工艺及精度要求,从而降低检测芯片10的制备成本。
例如,导流槽130的内壁可以设置为具有亲水性,有助于样品快速进入导流槽130内,并使样品可以通过导流槽130迅速流入检测凹槽141内与反应膜150混合,进而缩短样品的检测时间,提升获得的检测数据的准确性。例如,在制备检测芯片的过程中,可以将亲水处理剂注入导流槽130中,使导流槽130被亲水处理剂浸泡1分钟后再用空气将亲水处理剂排出,使得导流槽130的内壁可以设置为具有亲水性。
例如,在一些实施例中,导流槽130的高度可以设置为0.1mm-1.5mm,例如0.5mm;导流槽130的宽度可以设置为0.1mm-2mm,例如0.5mm。
例如,在一些实施例中,导流槽130的高度与导流槽130的宽度的比值可以设置为1:1-10:1,例如2:1。由此,在一些实施例中,当第一基板101和第二基板102通过粘结方法结合时,例如将第一基板101的第一表面和第二基板102通过粘结剂粘结,此时,该粘结剂可以采用疏水材料,由于第一基板101的第一表面与第二基板102的粘结面之间具有疏水的粘结剂,因此通过增大导流槽130的高度与导流槽130的宽度的比值,可以减小样品在流经导流槽130时与第二基板102的粘结面上的疏水粘结剂的接触面积,进而实现样品在导流槽130内的快速流动。
例如,在一个示例中,导流槽130的高度为1mm,导流槽130的宽度为0.5mm。
需要说明的是,在一些实施例中,导流槽130的第二端(即与检测凹槽141连通的一端)与反应膜150接触,从而有助于样品浸入到反应膜150中,使样品与反应膜150中的检测试剂充分反应,例如,反应膜150的一部分可以位于导流槽130中。而在一些实施例中,反应膜150也可以不与导流槽130的第二端接触,本公开的实施例对此不作限制。
例如,在本公开实施例中,检测芯片10的例如加样凸出部190、加样开口110、导流槽130、检测凹槽141等结构均可以通过例如注塑工艺一体形成,从而简化检测芯片10的制备工艺。
例如,在一些实施例中,反应膜150包括基体材料以及分布在基体材料中的检测试剂,基体材料可以包括玻璃纤维、棉纤维或玻璃纤维和棉纤维的复合纤维等材料。
例如,在一些实施例的检测芯片中,第一基板101和第二基板102相结合的状态下,反应膜150沿厚度方向处于被两个基板压缩的压缩状态。例如,反应膜150处于松弛状态时的厚度可以等于或略高于检测凹槽141的高度,例如反应膜150处于松弛状态时的厚度与检测凹槽141的高度的比值可以为1:1-1:0.5,进而在将第一基板101与第二基板102结合后,由于反应膜150沿厚度方向被压缩,反应膜150面向第二基板102的一侧的表面与第一基板101的第一表面可以位于同一水平面上,从而反应膜150与第二基板102紧密接触,可避免反应膜150与第一基板101或第二基板102之间产生缝隙而造成存液现象。由此,进入的样品可以更充分浸入到反应膜150中并与反应膜150中的检测试剂更充分反应,提升获得的检测数据的准确性。
例如,在本公开的一些实施例中,反应膜150的压缩量可以设置为10%-40%。
例如,反应膜150的形状通常与检测凹槽141的形状相同或相似,以便于反应膜150容纳在检测凹槽141内,并且有助于反应膜150与样品之间混合均匀。
例如,图6示出了图1A和图1B所示的检测芯片的反应膜的一种示例性结构。
例如,如图4和图6所示,在一些实施例中,反应膜150包括膜主体151和第二凸出部152。膜主体151与检测凹槽141的形状相同,且均为圆形。第二凸出部152从膜主体151向导流槽130凸出,第二凸出部152的至少部分位于导流槽130中,进而可以有助于将样品从导流槽130引入到检测凹槽141内,并使样品可以充分浸入到反应膜150中,使样品与反应膜150中的检测试剂充分反应,提升获得的检测数据的准确性。
例如,检测凹槽141的直径可以设置为3mm-15mm,反应膜150的膜主体151的直径等于或小于检测凹槽141的直径。
例如,在本公开的其他一些实施例中,反应膜的整体也可以设置为与检测凹槽的形状相同,即反应膜可以只具有膜主体部分而不具有凸出部分(例如第二凸出部152),本公开实施例对此不作限制。
例如,在本公开的其他一些实施例中,反应膜还可以设置为多边形,且多边形的一个角与导流槽的第二端直接连通。相应地,检测凹槽为与反应膜的形状相同或相似的多边形。
例如,反应膜可以设置为三角形、正方形、菱形等规则形状,也可以设置为不规则形状等,本公开的实施例对此不作限制。
例如,图7A和图7B分别为本公开至少一实施例提供的另一种检测芯片的正面透视图和背面透视图。例如,图7A为检测芯片的俯视图,图7B为检测芯片的仰视图。图8为图7A和图7B中所示的检测芯片的爆炸图,也即分解图。
例如,如图7A-图8所示,检测芯片20包括加样开口210和多个检测分支结构220,多个检测分支结构220沿加样开口210的周边均匀分布。多个检测分支结构220中的每个包括导流槽230、检测部240和反应膜250。导流槽230具有第一端和第二端,第一端与加样开口210连通。检测部240包括检测凹槽241且配置为允许对检测凹槽241进行光学检测,检测凹槽241与导流槽230的第二端连通。反应膜250容纳在检测凹槽241中。
例如,如图7A-图8所示,检测芯片20的反应膜250设置为多边形,例如正方形或者菱形,相应地,检测凹槽241的形状也设置为正方形或者菱形。
例如,检测凹槽241的边长可以设置为3mm-15mm,例如5mm或者10mm等,反应膜250的边长等于或小于检测凹槽241的边长。
例如,反应膜250的一个角与导流槽230的第二端直接连通,以将样品从导流槽230引入到检测凹槽241内,并使样品可以充分浸入到反应膜250中,使样品与反应膜250中的检测试剂充分反应,提升获得的检测数据的准确性。
图9A和图9B分别为图7A和图7B所示的检测芯片的第一基板的正面透视图和背面透视图。例如,图9A为第一基板201的俯视图,图9B为第一基板201的仰视图。图10为图7A和图7B所示的检测芯片的第一基板的第一表面的平面结构示意图。
例如,结合图7A-图10所示,检测芯片20还包括第一基板201和第二基板202。第一基板201具有相对的第一表面和第二表面,加样开口210为第一基板201中的通孔,导流槽230和检测凹槽241形成在第一基板201的第一表面。第二基板202层叠在第一基板201的第一表面上且在对应于检测凹槽241的位置允许进行光学检测。
例如,第二基板202在对应于检测凹槽241的位置具有检测通孔260,进而可以通过检测通孔260对检测凹槽241内的反应膜250进行光学检测,以获取样品的不同检测指标。
例如,在本公开实施例中,检测通孔260的形状为圆形,而在本公开的其他一些实施例中,检测通孔260的形状也可以设置为例如与检测凹槽241的形状相同的正方形、菱形或其他形状,本公开的实施例对此不作限制。
例如,如图10所示,加样开口210包括第一主体211以及从第一主体211向导流槽230凸出的第一凸出部212,第一凸出部212与导流槽230连通,以使样品通过第一凸出部212流入导流槽230内。
需要说明的是,第一基板201和第二基板202的材料、具体结构参数等可以参考上述实施例中关于检测芯片10的第一基板101和第二基板102的相应描述,在此不再赘述。检测芯片20的具体结构参数、材料及功能等可以参考上述实施例中关于检测芯片10的相应描述,在此不再赘述。
例如,在本公开的一些实施例中,检测芯片的检测部还可以包括至少部分围绕检测凹槽的导流凹槽。导流凹槽形成在第一基板的第一表面且与检测凹槽连通,至少部分导流凹槽的高度小于检测凹槽的高度。由此,样品可以通过导流凹槽迅速地沿反应膜的部分周边区域浸润,在导流凹槽与反应膜之间对样品产生毛细力以起到引流的作用,使样品从反应膜的周边向反应膜的中心区域浸润,从而加快样品与反应膜之间的混合速度,进一步缩短检测时间。并且,在样品从反应膜的周边浸润的情形,由于毛细作用,会使浸润至反应膜的中心区域的样品量加大,进而使反应膜的中心区域的检测结果(例如显色)更为明显,便于后续观察检测结果,从而提升获得的检测数据的准确性。
例如,在本公开的一些实施例中,导流凹槽围绕检测凹槽的四周,即围绕检测凹槽的所有周边区域,使样品可以通过导流凹槽更加迅速地沿反应膜的周边浸润,再从反应膜的周边向反应膜的中心浸润,从而进一步加快样品与反应膜之间的混合速度,更加显著地缩短所需的检测时间。并且,在样品从反应膜的四周同时浸润的情形,由于毛细作用,浸润至反应膜的中心的样品量增加,进而使反应膜的中心的检测结果(例如显色)最为明显,便于后续检测结果的观察,从而进一步提升获得的检测数据的准确性。
例如,图11为本公开至少一实施例提供的再一种检测芯片的爆炸图,也即分解图。图12为图11所示的检测芯片的第一基板的结构示意图。例如,图12为图11所示的检测芯片30的第一基板301的仰视图。需要说明的是,除储液通孔380和导流凹槽342外,图11所示的检测芯片30与图7A-图8所示的检测芯片20的结构及功能基本相同或相似,在此不再赘述。
例如,结合图11和图12所示,检测芯片30的检测部340包括检测凹槽341和围绕检测凹槽341的导流凹槽342。
图13A为图12所示的检测芯片的第一基板的部分结构示意图,例如检测芯片30的第一基板301的检测部340的结构示意图,图13B为图13A中沿A-A’线的截面结构示意图。
例如,如图11-图13B所示,导流凹槽342形成在第一基板301的第一表面且与检测凹槽341连通,导流凹槽342与检测凹槽341的纵截面整体呈阶梯状。由此,在样品通过导流槽330流入检测部340时,样品会先流入导流凹槽342内并通过导流凹槽342迅速地沿反应膜350的四周浸润,再从反应膜350的四周向反应膜350的中心浸润,从而加快样品与反应膜350之间的混合速度,缩短所需的检测时间。并且,由于毛细作用,使浸润至反应膜350的中心的样品量加大,进而使反应膜350的中心的检测结果(例如显色)更为明显,便于后续检测结果的观察,从而提升获得的检测数据的准确性。
例如,结合图13A和图13B所示,导流凹槽342的高度H2小于检测凹槽341的高度H1。例如,检测凹槽341的高度H1可以设置为0.2mm-5mm,例如2mm或者3mm等,由此在第一基板301和第二基板302相结合的状态下,反应膜350沿厚度方向处于被两个基板压缩的压缩状态,使反应膜350面向第二基板302的一侧的表面与第一基板301的第一表面可以位于同一水平面上,从而使反应膜350与第二基板302紧密接触,可避免反应膜350与第一基板301或第二基板302之间产生缝隙而造成存液现象。导流凹槽342的高度H2与检测凹槽341的高度H1的差值为0.1mm-1mm,例如0.5mm或者0.8mm等,由此使样品可以在检测凹槽341内快速流动,从而使样品更加迅速地沿反应膜350的周边浸润。
例如,导流凹槽342的宽度D2可以设置为0.1mm-1mm,例如0.5mm或者0.7mm等。例如,在检测凹槽341的形状设置为正方形的情形,正方形的对角线可以设置为1mm-20mm,例如10mm或者15mm等。例如,在检测凹槽341的形状设置为菱形的情形,菱形的两条对角线可以分别设置为1mm-20mm;例如,一条对角线的长为10mm,而另一条对角线的长为6mm。
例如,如图12所示,导流槽330伸入检测凹槽341内,导流槽330与检测凹槽341连通的第二端位于菱形的检测凹槽341内,从而使样品可以更加快速且充分地浸润反应膜350,缩短所需的检测时间。
例如,在本公开的一些实施例中,反应膜350沿厚度方向(即沿图13B中所示的高度H1或H2的方向)处于压缩状态。例如,反应膜350处于松弛状态时的厚度可以等于或略高于检测凹槽341的高度H1,例如反应膜350处于松弛状态时的厚度与检测凹槽341的高度H1的比值可以为1:1-1:0.5,进而在将第一基板301与第二基板302结合后,由于反应膜350沿厚度方向被压缩,反应膜350与第二基板302紧密接触,从而避免反应膜350与第一基板301或第二基板302之间产生缝隙而造成存液现象。
例如,如图11和图12所示,检测部340还可以包括贯穿第一基板301且与检测凹槽341连通的储液通孔380,进而在通过加样开口310注入的样品量过多的情形,多余的样品可以储存在储液通孔380中,从而避免或减弱由于样品注入过多而导致的漏液现象,并且储液通孔380还可以促进样品通过导流凹槽342从反应膜350的周边向中心浸润,以使反应膜350的中心的检测结果(例如显色)更为明显。
例如,储液通孔380的直径可以设置为0.2mm-5mm,例如2mm或者3mm等。
例如,储液通孔380的深度H3与检测凹槽341的高度H1的比值可以设置为0.5:1-10:1,例如3:1等,从而起到样品定量的作用,有利于控制样品量,同时储液通孔380还可以存储更多样品,防止样品溢出。
例如,储液通孔380连通检测凹槽341的中心,即储液通孔380开设在检测凹槽341的底面的中心位置,将检测凹槽341的中心与外部环境例如大气连通。
例如,在检测芯片30的制造过程中,为了便于检测芯片30的组装,在组装时,可以在储液通孔380处加入负压,以使反应膜350固定在检测凹槽341中。
例如,在本公开的一个示例中,检测凹槽341的形状为菱形且菱形的两条对角线分别为8mm和5.8mm,检测凹槽341的高度H1为0.5mm,导流凹槽342的高度H2与检测凹槽341的高度H1的差值为0.3mm,导流凹槽342的宽度D2为0.3mm,储液通孔380的直径为2.5mm,储液通孔380的高度为1mm。
需要说明的是,在本公开的其他一些实施例中,储液通孔还可以开设在检测凹槽的底面的其他位置;或者,根据实际需要,每个检测部内也可以开设多个储液通孔。本公开实施例对储液通孔的设置位置以及数量等均不作限制。
例如,在本公开实施例中,导流凹槽342围绕检测凹槽341且导流凹槽342的轮廓形状与检测凹槽341的轮廓形状相同,而在本公开的其他一些实施例中,导流凹槽342的轮廓形状也可以与检测凹槽341的轮廓形状不同,本公开的实施例对此不作限制。
例如,在本公开的其他一些实施例中,导流凹槽也可以部分围绕检测凹槽,例如以菱形的检测凹槽为例,可以仅对应检测凹槽与导流槽相邻的两边设置导流凹槽,以实现样品与反应膜之间的快速混合。同时,还可以使反应膜上靠近中心的某一区域或某一范围内的检测结果(例如显色)更为明显,进而便于后续观察检测结果,提升获得的检测数据的准确性。
例如,在本公开的其他一些实施例中,导流凹槽还可以设计为包括多层台阶结构的阶梯状,本公开的实施例对此不作限制。
例如,在本公开的其他一些实施例中,如图13C所示,导流凹槽还可以设置为斜坡状结构。例如,导流凹槽包括呈斜坡状的导流壁,导流壁相对于第一基板的第一表面倾斜,导流壁的第一端与第一基板的第一表面相接,导流壁的第二端与检测凹槽的侧表面相接。由此,同样可以实现样品在从导流槽流向检测部时,首先通过导流凹槽沿反应膜的周边浸润,再从反应膜的周边向反应膜的中心区域浸润,从而实现快速浸润以及检测结果明显(例如显色明显)的技术效果。
例如,在导流凹槽包括如图13C所示的斜坡状结构的情形,导流凹槽的最大高度H2小于检测凹槽的高度H1,即导流壁与检测凹槽的侧表面相接的第二端与第一基板的第一表面之间的距离小于检测凹槽的高度H1。
例如,导流壁的第二端与第一基板的第一表面之间的距离与检测凹槽的高度的差值(即H2与H1的差值)可以设置为0.1mm-1mm。
需要说明的是,在图11-图13B所示的上述实施例中,以在菱形检测凹槽的周边开设导流凹槽为例,对导流凹槽的结构进行了说明。在本公开的其他一些实施例中,在检测凹槽为三角形、圆形等其他规则形状或不规则形状的情形,同样也可以在相应的检测凹槽的周边开设导流凹槽,例如,可以在图1A-图2B所示的检测芯片10的检测凹槽141的周边开设导流凹槽,本公开的实施例对此不作限制。
图14为本公开至少一实施例提供的再一种检测芯片的爆炸图,也即分解图。图14为检测芯片的俯视图,示出的是从检测芯片正面观看到的结构。需要说明的是,除粘结层704和加样凸出部790外,图14所示的检测芯片70与图11所示的检测芯片30的结构及功能基本相同或相似,在此不再赘述。
例如,图14示出了检测芯片70通过粘结层704将第一基板701和第二基板702结合的情形。
例如,如图14所示,粘结层704层叠在第一基板701和第二基板702之间,即层叠在第一基板701的第一表面上。
例如,粘结层704可以采用例如具有疏水性的粘性材料,例如双面胶等。
例如,如图14所示,粘结层704包括与第一基板701的检测凹槽以及导流凹槽(未示出)相对应的开口7041,由此可以避免由于粘结层704表面不平整以及自身粘性等而对样品流动产生的阻碍,同时也可以避免粘结层704与反应膜750之间发生粘结,从而有助于样品在检测凹槽和导流凹槽内的流动,使样品能够快速且充分地浸润反应膜750,提升获取的检测结果的准确性。
需要说明的是,在图14所示的实施例中,开口7041的形状及尺寸与第一基板701的导流凹槽的轮廓形状及尺寸基本相同,而在本公开的其他一些实施例中,粘结层的开口的尺寸也可以稍大于导流凹槽的尺寸,或者也可以设置为其他合适的形状或尺寸,只要可以避免或减弱粘结层对样品浸润反应膜产生阻碍即可,本公开实施例对此不作限制。
例如,如图14所示,相比于图11所示的检测芯片30,检测芯片70采用横截面呈花瓣状的加样凸出部790,由此可以增大加样凸出部790与第一基板701之间的接触面积,有助于加样凸出部790与第一基板701之间的稳固连接,并且更适宜用户单手拿握、利用设备进行固定或拾取等。
例如,如图14所示,第一基板701包括第一凹口7011,第二基板702包括与第一凹口7011对应的第二凹口7021,在垂直于第一基板701或第二基板702的表面的方向上,第一凹7011和第二凹口7021彼此重叠。第一凹口7011和第二凹口7021形成限位部(或称为限位块),从而使检测芯片70通过由第一凹口7011和第二凹口7021形成的限位块可以固定于例如检测装置上,进而便于对检测芯片70中的反应膜750进行检测,提升获取的检测数据的准确性。此外,通过第一凹口7011和第二凹口7021的位置还可以对检测芯片70中的多个检测分支结构进行标号和定位,进而便于检测数据的例如观察和记录等。
例如,在检测芯片70包括粘结层704或其他结构层或功能层的情形,该结构层或功能层上在对应于第一凹口7011和第二凹口7021的位置也具有凹口结构,以使检测芯片70整体形成限位块。
例如,在本公开的一些实施例中,检测芯片的加样开口、导流槽、检测凹槽等结构也可以采用其他方式设置,只要能实现加样开口、导流槽、检测凹槽等结构的布置并实现相应的功能即可。上述实施例是以加样开口贯穿第一基板且导流槽、检测凹槽等结构设置在检测芯片的第一基板的第一表面的情形进行的介绍,但这并不构成对本公开的限制。
下面在图11所示的检测芯片30的基础上,对导流槽和检测凹槽的其他可行的设置位置进行示例性说明。
例如,图15A和图15B为本公开至少一实施例提供的再一种检测芯片的爆炸图,也即分解图。例如,图15A为检测芯片的俯视图,图15B为检测芯片的仰视图。需要说明的是,图15A和图15B所示的检测芯片40中具体部件的结构及功能等可以参考上述实施例中关于检测芯片10、检测芯片20或检测芯片30的相应描述,在此不再赘述。
例如,如图15A和图15B所示,检测芯片40包括第一基板401、第二基板402和第三基板403。
例如,第一基板401具有相对的第一表面(图中示出为上表面)和第二表面(图中示出为下表面),导流槽430形成在第一基板401的第二表面,检测凹槽441形成在第一基板401的第一表面。第二基板402层叠在第一基板401的第一表面上且在对应于检测凹槽441的位置具有检测通孔460,以允许进行光学检测。第三基板403层叠在第一基板401的第二表面上,以密封导流槽430和加样开口410,使样品可以由加样开口410流入导流槽430。
例如,加样开口410为贯穿第一基板401的通孔,第二基板402具有暴露加样开口410的通孔,进而使样品可以注入加样开口410内,并且使加样凸出部490可以从第二基板402伸出,以便于检测芯片40的例如拿取及放置。
例如,图16为本公开至少一实施例提供的再一种检测芯片的爆炸图,也即分解图。例如,图16为检测芯片的俯视图。需要说明的是,图16所示的检测芯片50中具体部件的结构及功能等可以参考上述实施例中关于检测芯片10、检测芯片20或检测芯片30的相应描述,在此不再赘述。
例如,如图16所示,检测芯片50包括第一基板501和第二基板502。第一基板501具有相对的第一表面(图中示出为上表面)和第二表面(图中示出为下表面),导流槽530和检测凹槽541形成在第一基板501的第一表面,第二基板502层叠在第一基板501的第一表面上且在对应于检测凹槽541的位置具有检测通孔560以允许进行光学检测。
例如,加样开口510为第一基板501中的开孔,该开孔例如为未贯穿第一基板501的非通孔,此时,加样开口510的高度(或深度)小于第一基板501的厚度。第二基板502具有暴露加样开口510的通孔和加样凸出部590,以使样品可以通过加样凸出部590注入加样开口510内,且便于检测芯片50的例如拿取及放置。
本公开至少一个实施例还提供一种检测系统,该检测系统包括:检测装置和本公开任一实施例提供的检测芯片,例如上述实施例中的检测芯片10、检测芯片20、检测芯片30、检测芯片40或检测芯片50,检测装置配置为通过检测芯片的检测部对检测凹槽中的反应膜进行检测。
例如,以上述实施例中的检测芯片10为例,图17为本公开至少一实施例提供的一种检测系统的示意图。
例如,如图17所示,检测系统60包括检测芯片10和检测装置610,检测装置610配置为通过检测芯片10的检测部140对检测凹槽141中的反应膜150进行检测。
例如,检测装置610包括光源611和光电检测装置612。光源611配置为向反应膜150发光,光电检测装置612配置为接收从光源611发出且被反应膜150反射的光。
例如,光电检测装置612可以将被反应膜150反射的光的强度与光源611发出的光的强度进行比较,从而根据检测的反应膜150的吸光度的数值来判断样品中待检物的有无以及浓度等,实现对样品指标的检测。例如,以反应膜150上预先滴定的检测试剂为显色试剂为例,在获取检测结果时,反应膜150上显现的颜色越深,则说明被检测样品中待检物的含量越高,相应地利用光电检测装置612检测到的反应膜150的吸光度的数值也越大。
例如,在一些实施例中,光电检测装置612可以为光电二极管,光电二极管可以将接收的光信号转换为电信号,进而可以根据电信号中电参数的变化(例如电流的变化等)来判断接收的光的强度,从而确定反应膜150的吸光度的数值。
本公开实施例提供的检测系统的具体说明及技术效果可以参考本公开实施例提供的检测芯片中的相应内容,例如可以参考上述实施例中的检测芯片10、检测芯片20、检测芯片30、检测芯片40或检测芯片50的相应内容,在此不再赘述。
还有以下几点需要说明:
(1)本公开实施例的附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见,在用于描述本公开的实施例的附图中,层或区域的厚度被放大或缩小,即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解,当诸如层、膜、区域或第一基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时,该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (39)
1.一种检测芯片,其特征在于,包括:
加样开口,
至少一个检测分支结构,其中,所述至少一个检测分支结构中的每个包括:
导流槽,具有第一端和第二端,其中,所述第一端与所述加样开口连通;
检测部,包括检测凹槽,其中,所述检测凹槽与所述导流槽的第二端连通;
反应膜,容纳在所述检测凹槽中;
其中,所述检测凹槽被配置为允许对位于所述检测凹槽中的所述反应膜进行光学检测。
2.根据权利要求1所述的检测芯片,其特征在于,还包括:
第一基板,具有相对的第一表面和第二表面,其中,所述加样开口为所述第一基板中的通孔,所述导流槽和所述检测凹槽形成在所述第一基板的第一表面;
第二基板,层叠在所述第一基板的第一表面上且在对应于所述检测凹槽的位置允许进行所述光学检测。
3.根据权利要求2所述的检测芯片,其特征在于,所述至少一个检测分支结构中的每个还包括吸水膜,
所述吸水膜容纳在所述检测凹槽中,且与所述反应膜彼此至少部分层叠。
4.根据权利要求3所述的检测芯片,其特征在于,所述吸水膜设置在所述反应膜的远离所述第二基板的一侧。
5.根据权利要求3或4所述的检测芯片,其特征在于,所述吸水膜的液体存储量为10μL-50μL。
6.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述检测部还包括至少部分围绕所述检测凹槽的导流凹槽,所述导流凹槽与所述检测凹槽连通;
至少部分所述导流凹槽的高度小于所述检测凹槽的高度。
7.根据权利要求6所述的检测芯片,其特征在于,所述导流凹槽包括呈斜坡状的导流壁,
所述导流壁的一端与所述检测凹槽的侧表面相接。
8.根据权利要求6所述的检测芯片,其特征在于,所述导流凹槽与所述检测凹槽的纵截面整体呈阶梯状。
9.根据权利要求6所述的检测芯片,其特征在于,所述检测凹槽的高度为0.2mm-5mm,所述导流凹槽的最大高度与所述检测凹槽的高度的差值为0.1mm-1mm。
10.根据权利要求6所述的检测芯片,其特征在于,所述导流凹槽的宽度为0.1mm-1mm。
11.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述反应膜沿厚度方向处于压缩状态。
12.根据权利要求2-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述检测部还包括贯穿所述第一基板且与所述检测凹槽连通的储液通孔。
13.根据权利要求12所述的检测芯片,其特征在于,所述储液通孔连通所述检测凹槽的中心。
14.根据权利要求12所述的检测芯片,其特征在于,所述储液通孔的直径为0.2mm-5mm。
15.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述导流槽的高度为0.1mm-1.5mm,所述导流槽的宽度为0.1mm-2mm。
16.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述导流槽的高度与所述导流槽的宽度的比值为1:1-10:1。
17.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述导流槽的内壁具有亲水性。
18.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述至少一个检测分支结构包括多个检测分支结构,所述多个检测分支结构沿所述加样开口的周边均匀分布。
19.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述加样开口包括第一主体以及从所述第一主体向所述导流槽凸出的第一凸出部,所述第一凸出部与所述导流槽连通。
20.根据权利要求19所述的检测芯片,其特征在于,所述第一主体的直径为1mm-10mm。
21.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述反应膜为圆形,或者
所述反应膜为多边形,且所述多边形的一个角与所述导流槽的第二端直接连通。
22.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述反应膜包括膜主体以及从所述膜主体向所述导流槽凸出的第二凸出部,所述第二凸出部的至少部分位于所述导流槽中;
所述膜主体与所述检测凹槽的形状相同,为圆形。
23.根据权利要求21所述的检测芯片,其特征在于,所述检测凹槽的直径为3mm-15mm,所述反应膜的直径等于或小于所述检测凹槽的直径。
24.根据权利要求2-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述第二基板在对应于所述检测凹槽的位置具有检测通孔。
25.根据权利要求24所述的检测芯片,其特征在于,所述第二基板不透光;或者,
所述检测芯片还包括遮光层,所述遮光层覆盖所述第二基板远离所述第一基板的表面,且暴露所述检测通孔。
26.根据权利要求24所述的检测芯片,其特征在于,所述检测通孔的直径为2mm-10mm。
27.根据权利要求2-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述第一基板的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚碳酸酯中的一种或多种。
28.根据权利要求2-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述第二基板的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
29.根据权利要求2-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述第一基板与所述第二基板通过键合、焊接、粘结或卡接的方式结合。
30.根据权利要求29所述的检测芯片,其特征在于,还包括粘结层;
其中,所述粘结层位于所述第一基板和所述第二基板之间且被用于使所述第一基板和所述第二基板结合,
所述粘结层包括对应于所述检测凹槽的开口。
31.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述反应膜包括基体材料以及分布在所述基体材料中的检测试剂,
所述基体材料包括玻璃纤维、棉纤维或玻璃纤维和棉纤维的复合纤维。
32.根据权利要求1所述的检测芯片,其特征在于,还包括:
第一基板,具有相对的第一表面和第二表面,其中,所述加样开口为所述第一基板中的通孔,所述导流槽和所述检测凹槽形成在所述第一基板的第一表面;
第二基板,层叠在所述第一基板的第一表面上,并且在对应于所述检测凹槽的位置具有检测通孔,以允许通过所述检测通孔进行所述光学检测;
所述至少一个检测分支结构包括多个检测分支结构,所述多个检测分支结构沿所述加样开口的周边均匀分布。
33.根据权利要求1所述的检测芯片,其特征在于,还包括:
第一基板,具有相对的第一表面和第二表面,其中,所述加样开口为所述第一基板中的通孔,所述检测凹槽形成在所述第一基板的第一表面,所述导流槽形成在所述第一基板的第二表面;
第二基板,层叠在所述第一基板的第一表面上且在对应于所述检测凹槽的位置允许进行所述光学检测;
第三基板,层叠在所述第一基板的第二表面上且密封所述加样开口和所述导流槽。
34.根据权利要求1所述的检测芯片,其特征在于,还包括:
第一基板,具有相对的第一表面和第二表面,其中,所述加样开口、所述导流槽和所述检测凹槽形成在所述第一基板的第一表面,所述加样开口为所述第一基板中的非通孔;
第二基板,层叠在所述第一基板的第一表面上且暴露所述加样开口,并在对应于所述检测凹槽的位置允许进行所述光学检测。
35.根据权利要求1-4任一所述的检测芯片,其特征在于,还包括光学校准分支结构;
其中,所述光学校准分支结构和所述至少一个检测分支结构并列设置;
所述光学校准分支结构包括光路检测区,所述光路检测区被配置为进行光学校准。
36.根据权利要求2-4任一所述的检测芯片,其特征在于,还包括加样凸出部;
其中,所述加样凸出部从所述第一基板的第一表面沿远离所述第二基板的方向突出,
所述加样凸出部的一端与所述加样开口相接。
37.根据权利要求2-4任一所述的检测芯片,其特征在于,所述第一基板包括第一凹口,所述第二基板包括与所述第一凹口对应的第二凹口,
所述第一凹口和所述第二凹口被用于固定所述检测芯片。
38.一种检测系统,其特征在于,包括:
权利要求1-32任一所述的检测芯片,
检测装置,配置为通过所述检测部对所述检测凹槽中的所述反应膜进行检测。
39.根据权利要求38所述的检测系统,其特征在于,所述检测装置包括:
光源,配置为向所述反应膜发光,
光电检测装置,配置为接收从所述光源发出且被所述反应膜反射的光。
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