CN211865061U - 微流控芯片及体外检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够提高样本处理效率的微流控芯片和含有该微流控芯片的体外检测装置。该微流控芯片通过设计加样腔体、第一微流道、第二微流道、多个分离定量单元、第一毛细流道和第一废液腔体，在向加样腔体中加入样本溶液后，通过旋转离心，样本溶液在离心作用下会进入定量腔体中，并依次将第二废液腔体和定量腔体填满，通过离心可进一步将血细胞等固体废物离心沉积至与定量腔体连通的第二废液腔体中，实现全血等样本的分离和在定量腔体中的定量。该微流控芯片在加入样本溶液后只需要一次离心就可以实现样本溶液中杂质和目标检测液的分离和定量，无需过多的离心操作，因而操作简便，需要等待的时间短，样本处理的效率显著提高。

Description

微流控芯片及体外检测装置

技术领域

本实用新型涉及体外诊断技术领域，尤其是涉及一种微流控芯片及体外检测装置。

背景技术

体外诊断行业(In Vitro Diagnosis，IVD)属于医药生物行业，是指将血液、体液、组织等样本从人体中取出，使用体外检测试剂、仪器等对样本进行检测与校验，以便对疾病进行预防、诊断、治疗检测、后期观察、健康评价、遗传疾病预测等。体外诊断按照方法学分为生化诊断、免疫诊断和分子诊断三大类，以及从生化、免疫和分子诊断中分化出来的床旁快速诊断POCT。干化学反应是生化诊断的一种，是利用生化试剂与特定的底物反应，再通过仪器定量检测出标的物浓度，推算出人体的某些生化指标。传统生化诊断需要在大型生化仪上进行检测，由此导致试剂消耗多、灵活性不够等问题；一般的干式生化POCT诊断方式则在测试通量上较低，一般一次只能测验一个或几个样本、一个或几个项目。微流控芯片技术(Microfluidics)能把生物、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在芯片上，自动完成分析全过程，极大的提高了检测效率，同时具有小型化、自动化等优点，因而在POCT领域中应用越来越广泛。

在生化检测领域中，以美国的Abaxis公司为代表，率先开发了用于生化检测的微流控芯片，国内如天津微纳芯、成都斯马特等都有类似微流控芯片开发。传统产品的芯片对全血样本的定量与分配过程，往往需要将全血的分离和血清的定量过程分开，因此需要进行多次的离心分离和定量，使得样本处理的时间比较长，导致检测时间过于延长。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种能够提高样本处理效率的微流控芯片和含有该微流控芯片的体外检测装置。

一种微流控芯片，具有加样腔体、第一微流道、第二微流道、分离定量单元、第一毛细流道和第一废液腔体；所述加样腔体具有加样孔，所述加样腔体通过所述第一微流道与所述第二微流道连通；所述微流控芯片具有旋转中心，所述第二微流道环绕所述旋转中心设置；所述第一废液腔体通过所述第一毛细流道与所述第二微流道的出液端连通；所述分离定量单元有多个，各所述分离定量单元包括第三微流道、定量腔体和第二废液腔体，所述定量腔体通过所述第三微流道与所述第二微流道连通，所述第二废液腔体与所述定量腔体连通，多个所述分离定量单元在所述第二微流道的内侧绕所述第二微流道分布；

所述第一毛细流道在所述第二微流道的内侧自与所述第二微流道连接后向靠近所述旋转中心的方向延伸并弯折后向远离所述旋转中心的方向延伸以与所述第一废液腔体连通；所述第三微流道自与所述第二微流道连接后向靠近所述旋转中心的方向延伸以与所述定量腔体连通；

所述定量腔体与所述第三微流道的连接位置距离所述旋转中心的距离不小于所述第一毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离，所述第二废液腔体较所述定量腔体远离所述旋转中心。

在其中一个实施例中，所述加样腔体环绕所述旋转中心设置，一端设有所述加样孔，另一端与所述第一微流道连接。

在其中一个实施例中，所述加样腔体在与所述第一微流道连接的一端还设有第一透气孔，所述第一透气孔较所述加样腔体与所述第一微流道的连接位置更靠近于所述旋转中心。

在其中一个实施例中，所述微流控芯片还包括第五微流道，所述第五微流道的一端与所述第一废液腔体连接，另一端具有第二透气孔，所述第二透气孔较所述第一废液腔体更靠近于所述旋转中心。

在其中一个实施例中，所述第一废液腔体在所述第二微流道的外侧环绕所述旋转中心设置；和/或

所述第五微流道中与所述第一废液腔体连接的一段的径向尺寸大于靠近所述第二透气孔的一段的径向尺寸。

在其中一个实施例中，各所述分离定量单元还包括第六微流道，所述定量腔体通过所述第六微流道与所述第三微流道连通；

所述第六微流道与所述第三微流道的连接位置较所述定量腔体更靠近于所述旋转中心；所述第六微流道与所述第三微流道的连接位置距离所述旋转中心的距离不小于所述第一毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离。

在其中一个实施例中，所述微流控芯片还包括透气微流道，所述透气微流道与各所述定量腔体的所述第六微流道连通，所述透气微流道上设有第三透气孔；

所述透气微流道较所述第六微流道与所述第三微流道的连接位置更靠近于所述旋转中心。

在其中一个实施例中，所述透气微流道呈环形在多个所述分离定量单元的内侧围绕所述旋转中心设置，所述第三透气孔有多个，多个所述第三透气孔绕所述透气微流道分布。

在其中一个实施例中，所述第六微流道的一端与所述透气微流道连接，另一端与所述定量腔体连接，所述第三微流道与所述第六微流道的中部连接。

在其中一个实施例中，各所述分离定量单元还包括第七微流道，所述第二废液腔体通过所述第七微流道与所述定量腔体连通。

在其中一个实施例中，所述分离定量单元还包括出液微流道，所述出液微流道的一端与所述定量腔体连通，另一端设有渗透孔。

在其中一个实施例中，所述出液微流道包括第二毛细流道，所述第二毛细流道的一端与所述第七微流道连通，另一端设有所述渗透孔；

所述第二毛细流道自与所述第七微流道连接后向靠近所述旋转中心的方向延伸并弯折后向远离所述旋转中心的方向延伸；

所述定量腔体与所述第三微流道的连接位置距离所述旋转中心的距离大于所述第二毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离，所述第一毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离大于所述第二毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离。

在其中一个实施例中，所述出液微流道还包括第八微流道，所述第八微流道与所述第七微流道连接，所述第二毛细流道通过所述第八微流道与所述第七微流道连通。

在其中一个实施例中，所述微流控芯片包括芯片本体和覆盖在所述芯片本体上的透明盖膜，所述芯片本体与所述透明盖膜配合形成所述微流控芯片的各腔体结构和流道结构。

在其中一个实施例中，所述透明盖膜为透明压敏胶薄膜。

一种体外检测装置，包括上述任一实施例所述的微流控芯片和检测机构，所述检测机构与所述定量腔体连通，所述检测机构用于检测所述定量腔体内的样本。

在其中一个实施例中，所述检测机构为干化学试纸。

在其中一个实施例中，所述干化学试纸包括支撑层和在所述支撑层上依次层叠设置的反应指示层和扩散层，所述反应指示层中含有能够与待测样本中目标物质反应的反应试剂和指示试剂，所述扩散层通过所述进样口面向于所述渗透孔。

在其中一个实施例中，所述微流控芯片围绕各所述分离定量单元的渗透孔设有安装槽，所述检测机构镶嵌在各所述安装槽中。

上述微流控芯片通过设计加样腔体、第一微流道、第二微流道、多个分离定量单元、第一毛细流道和第一废液腔体，其中，第一微流道、第二微流道、各分离定量单元的第三微流道和第一毛细流道等构成连通器的结构。在向加样腔体中加入样本溶液后，通过旋转离心，样本溶液经第一微流道进入第二微流道，并在第二微流道中分流分别进入各分离定量单元的第三微流道，这样样本溶液在离心作用下会进入定量腔体中，并依次将第二废液腔体和定量腔体填满，通过离心可进一步将血细胞等固体废物离心沉积至与定量腔体连通的第二废液腔体中，实现全血等样本的分离和在定量腔体中的定量，多余的样本溶液通过第二微流道进入第一毛细流道中，由于分离定量单元中的定量腔体与第三微流道的连接位置距离微流控芯片的旋转中心的距离等于第一毛细流道的弯折顶点位置距离旋转中心的距离，这样在当样本溶液到达第一微流道的弯折顶点时会继续前进，并在离心力的作用下，形成虹吸作用，将多余的样本溶液导入第一废液腔体。

该微流控芯片在加入样本溶液后只需要一次离心就可以实现样本溶液中杂质和目标检测液的分离和定量，无需过多的离心操作，因而操作简便，需要等待的时间短，样本处理的效率显著提高。

进一步，该微流控芯片还设计有包括第二毛细流道的出液微流道，第二毛细流道的一端与第七微流道连通，另一端设有渗透孔，第二毛细流道自与第七微流道连接后向靠近旋转中心的方向延伸并弯折后向远离旋转中心的方向延伸，并且定量腔体与第三微流道的连接位置距离旋转中心的距离大于第二毛细流道的弯折顶点位置距离旋转中心的距离，这样在离心处理时，因离心力大于毛细管的毛吸力，样本溶液不会突破第二毛细流道的弯折位置，第二毛细流道就可以起到“阀门”的作用将样本溶液关闭在定量腔体中不流出；后续离心结束后，第二毛细流道中的液体在毛吸力的作用下，沿第二毛细流道向前运动，“阀门”开启，液体继续流动到达渗透孔后，可以自渗透孔渗出。优选的，可以配合低速离心，在虹吸作用下，液体不断自渗透孔渗出至检测机构上完成对样本的检测。

通过第二毛细流道来作为控制样本与检测机构接触反应的阀门，可以代替传统的水溶性膜或阀门等延时打开机构，使进样检测过程更加稳定可靠，同时简化了芯片组装工艺，有利于降低生产成本。

附图说明

图1、图2和图3分别为本实用新型一实施例的微流控芯片的正面、反面和侧面结构示意图。

图4-1、图4-2、图4-3、图4-4分别为图1所示微流控芯片实现样本溶液的分离与定量流程示意图，图4-3-1、图4-3-2为局部放大示意图。

图5-1和图5-2分别为图1所示微流控芯片的检测流程示意图，图5-1-1为局部放大示意图。

附图标记说明：

10：微流控芯片，101：旋转中心，102：安装部，103：芯片本体，104：透明盖膜，11：加样腔体，111：加样孔，112：第一透气孔，12：第一微流道，13：第二微流道，14：分离定量单元，141：第三微流道，142：定量腔体，143：第二废液腔体，144：出液微流道，145：渗透孔，146：第六微流道，147：第七微流道，148：第二毛细流道，148a、148b和148c为第二毛细流道上的不同位置，149：第八微流道，15：第一毛细流道，15a、15b和15c为第一毛细流道上的不同位置，16：第一废液腔体，17：第四微流道，18，第五微流道，181：第二透气孔，19：透气微流道，191：第三透气孔，20：安装槽。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请结合图1和图2，本实用新型一实施例提供了一种微流控芯片10，其具有加样腔体11、第一微流道12、第二微流道13、分离定量单元14、第一毛细流道15和第一废液腔体16。

加样腔体11具有加样孔111。样本溶液可自加样孔111加入至加样腔体11中。加样腔体11通过第一微流道12与第二微流道13连通。微流控芯片10具有旋转中心101，在转动离心时，微流控芯片10以该旋转中心101为圆心转动。第二微流道13环绕旋转中心101设置。第一废液腔体16通过第一毛细流道15与第二微流道13的出液端连通。

分离定量单元14有多个。各分离定量单元14包括第三微流道141、定量腔体142和第二废液腔体143。其中，定量腔体142通过第三微流道141与第二微流道13连通，第二废液腔体143与定量腔体142连通。多个分离定量单元14在第二微流道13的内侧绕第二微流道13分布。优选地，多个分离定量单元14绕第二微流道13均匀间隔分布。

本文所述的“环绕”可成封闭环或不成封闭环，例如可以环绕呈角度大于180°的扇形。

在本实施例中，第一毛细流道15在第二微流道13的内侧自与第二微流道13连接后向靠近旋转中心101的方向(可以是各逐渐靠近旋转中心101的方向，例如可以是但不限于朝向旋转中心101的径向)延伸并弯折后向远离旋转中心101的方向(可以是各逐渐远离旋转中心101的方向，例如可以是但不限于背离旋转中心101的径向)延伸以与第一废液腔体16连通。第三微流道141位于第二微流道13的内侧，第三微流道141自与第二微流道13连接后向靠近旋转中心101的方向延伸以与定量腔体142连通。

进一步，在本实施例中，定量腔体142与第三微流道141的连接位置距离旋转中心101的距离不小于第一毛细流道15的弯折顶点位置距离旋转中心101的距离，第二废液腔体143较定量腔体142远离旋转中心101。

通过设计具有上述结构的微流控芯片10，可以一次离心即可对样本溶液进行分离和定量，并将样本溶液分配至多个分离定量单元14中，一致性好，集成度高，显著提高了单次检测的通量。

在一个具体示例中，加样腔体11环绕旋转中心101设置，一端设有加样孔111，另一端与第一微流道12连接，且优选地，加样腔体11自设有加样孔111的一端向另一端逐渐变宽，以使加入的加样溶液顺利流至第一微流道12处。进一步，加样腔体11与第一微流道12连接的一端朝向远离旋转中心101的方向延伸，并在底部与第一微流道12连接，以便于离心时将样本溶液导入第一微流道12中。

更进一步，加样腔体11在与第一微流道12连接的一端还设有第一透气孔112，第一透气孔112较加样腔体11与第一微流道12的连接位置更靠近于旋转中心101。通过设置第一透气孔112，在向加样腔体11中加入样本溶液时，可以及时将气体导出，便于样本溶液的加入。

在一个具体示例中，第二微流道13一端与第一微流道12连接，并环绕旋转中心101延伸至另一端与第一毛细流道15连接。

在一个具体示例中，微流控芯片10还包括第四微流道17。第一毛细流道15通过第四微流道17与第二微流道13连接，第四微流道17自与第二微流道13连接后向靠近旋转中心101的方向延伸以与第一毛细流道15连接。

进一步，在一个具体示例中，微流控芯片10还包括第五微流道18。第五微流道18的一端与第一废液腔体16连接，另一端具有第二透气孔181。第二透气孔181较第一废液腔体16更靠近于旋转中心101。优选地，第五微流道18自与第一废液腔体16连接后向靠近旋转中心101的方向延伸。

在图示的具体示例中，第一废液腔体16在第二微流道13的外围围绕旋转中心101设置，整个第一废液腔体16的体积保证足够大，以充分容纳多余的样本溶液。优选地，第五微流道18中与第一废液腔体16连接的一段的径向尺寸大于靠近第二透气孔181的一段的径向尺寸，以防止液体进入到第五微流道18中而堵住第五微流道18而造成透气不及时的问题。

在一个具体示例中，各分离定量单元14还包括第六微流道146。定量腔体142通过第六微流道146与第三微流道141连通。

第六微流道146与第三微流道141的连接位置较定量腔体142更靠近于旋转中心101。第六微流道146与第三微流道141的连接位置距离旋转中心101的距离不小于第一毛细流道15的弯折顶点位置距离旋转中心101的距离。

进一步，该微流控芯片10还包括透气微流道19。透气微流道19与各定量腔体142的第六微流道146连通。透气微流道19上设有第三透气孔191。透气微流道19较第六微流道146与第三微流道141的连接位置更靠近于旋转中心101。

在图示的具体示例中，透气微流道19呈环形在多个分离定量单元14的内侧围绕旋转中心101设置。优选地，第三透气孔191有多个，多个第三透气孔191绕透气微流道19分布。通过设置多个透气孔191，与多个分离定量单元14相配合，可以及时将各分离定量单元14中的空气排出，便于样本溶液的导入。

在图示的具体示例中，第六微流道146的一端与透气微流道19连接，另一端与定量腔体142连接，第三微流道141与第六微流道146的中部连接。本文所述的“中部”可以是但不限于几何意义上的中心或中点，也可以是靠近中心或中点的位置，优选是非端部位置。

在一个具体示例中，各分离定量单元14还包括第七微流道147。第二废液腔体143通过第七微流道147与定量腔体142连通。出液微流道144与第七微流道147连接。

在一个具体示例中，分离定量单元14还包括出液微流道144。出液微流道144的一端与定量腔体142连通，另一端设有渗透孔145。通过渗透孔145可以将定量腔体142内定量的样本溶液渗出。

进一步，出液微流道144包括第二毛细流道148。第二毛细流道148的一端与第七微流道147连通，另一端设有渗透孔145。在该具体示例中，第二毛细流道148自与第七微流道147连接后向靠近旋转中心101的方向延伸并弯折后向远离旋转中心101的方向延伸，且定量腔体142与第三微流道141的连接位置距离旋转中心101的距离大于第二毛细流道148的弯折顶点位置距离旋转中心101的距离，第一毛细流道15的弯折顶点位置距离旋转中心101的距离大于第二毛细流道148的弯折顶点位置距离旋转中心101的距离。这样，在离心的时候，将杂质分离后的样本溶液随第二毛细流道148流动，但由于离心力的作用大于毛吸力，样本溶液不会流至第二毛细流道148的弯折顶点位置，因而第二毛细流道148就可以起到阀门的作用，在样本溶液分离和定量的时候达到关闭的效果。

进一步，在一个具体示例中，该出液微流道144还包括第八微流道149。第八微流道149与第七微流道147的中部连接，第二毛细流道148通过第八微流道149与第七微流道147连通。

该微流控芯片10的中部还设有安装部102。安装部102的中心即微流控芯片10的旋转中心101。

本文所述的毛细流道是比微流道尺寸(例如宽度和/或深度)更小的流道结构。在一个具体示例中，第一毛细流道15与第二毛细流道148呈V字形状，其折弯部分靠近于旋转中心101。优选地，第一毛细流道15与第二毛细流道148的宽度为0.1mm～0.2mm，深度为0.1mm～0.2mm；或者第一毛细流道15与第二毛细流道148的宽度为0.2mm～0.5mm，深度为0.2mm～0.5mm。当第一毛细流道15与第二毛细流道148的宽度为0.1mm～0.2mm，深度为0.1mm～0.2mm时无需进行表面处理，当第一毛细流道15与第二毛细流道148的宽度为0.2mm～0.5mm，深度为0.2mm～0.5mm时，第一毛细流道15与第二毛细流道148的流道壁优选经PEG4000表面处理。进一步优选地，第一毛细流道15与第二毛细流道148的宽度为0.2mm，深度也为0.2mm。第一毛细流道15与第二毛细流道148在样本溶液进入后，使样本溶液可以借由毛细作用流动至其另一端。更进一步优选地，第一毛细流道15和第二毛细流道148在不同的段有不同的尺寸，例如第一毛细流道15与第二毛细流道148在折弯部位的宽度为0.2mm，深度也为0.2mm，其他部位的宽度为0.5mm，深度也为0.2mm，以便于液体流动和在局部形成虹吸和毛细作用。

所述PEG4000表面处理可以是但不限于将1wt％的PEG4000溶液加入到毛细流道中，自然干燥后形成。PEG4000表面处理有利于增加毛细流道的毛细作用力，并且PEG4000在反应体系中属于惰性物质，一般不会与样本和检测试剂等起反应，因而不会影响检测结果。

如图3所示，在一个具体示例中，微流控芯片10包括芯片本体103和覆盖在芯片本体103上的透明盖膜104。芯片本体103与透明盖膜104配合形成各腔体结构和流道结构。具体地，各腔体结构和流道结构的沟槽等均预形成在芯片本体103上，如图2所示，各孔均开口在芯片本体103的背面，而各腔体结构和流道结构的沟槽则开口在芯片本体103的正面，后续通过透明盖膜12覆盖并密封在芯片本体11的正面即可形成完成对腔体结构和流道结构的封装，形成完整的腔体结构和流道结构。

透明盖膜104可以是但不限于透明胶带或者透明压敏胶等，其与芯片本体103配合构成整个微流控芯片10，装配简单，无需使用复杂、昂贵的超声焊接技术，直接粘接即可，可以显著降低制作成本。可理解，在其他具体示例中，微流控芯片10也可以采用成本较高的超声焊接技术焊接形成，或者采用3D打印技术一体成型。

本实用新型进一步还提供了一种体外检测装置，其包括上述微流控芯片10和检测机构。检测机构与定量腔体142连通，例如可以通过但不限于渗透孔145与定量腔体142连通。检测机构用于检测定量腔体142内的样本。

在一个具体示例中，检测机构为干化学试纸。更具体地，该干化学试纸可以包括支撑层和在支撑层上依次层叠设置的反应指示层和扩散层，反应指示层中含有能够与待测样本中目标物质反应的反应试剂和指示试剂，扩散层通过进样口面向于渗透孔145。可理解，在其他具体示例中，检测机构也不限于干化学试纸，也可以是各类其他试纸条或者反应器等。

在一个具体示例中，如图2所示，该微流控芯片10围绕各分离定量单元14的渗透孔145设有安装槽20，检测机构镶嵌在各安装槽20中。

该微流控芯片10可以通过一次离心实现对样本溶液的杂质分离和定量，如实现对全血样本的血细胞和血清(血浆)分离和血清的定量，并通过第二毛细流道148的阀门作用，实现对不同分离定量单元14的同步上样检测。因而，使用该微流控芯片10的体外检测装置可以一次上样实现对样本的不同指标检测或同一指标的重复检测。各分离定量单元14均环绕旋转中心101设置，集成度高，通过该使用该体外检测装置可以提高检测结果的一致性、准确性和可靠性。

具体地，以图1所示的具体微流控芯片10为例，在样本溶液的杂质分离和待测溶液定量时，流程可参考但不限于如下：

如图4-1所示，将一定量的样本溶液自加样孔111加入至加样腔体11中，加样腔体11中的空气可自第一透气孔112排出。加完样本溶液后，将微流控芯片10通过其安装部102安装在具有转动离心功能的仪器中，开启仪器，将微流控芯片10以不限于4000-6000rpm的转速离心转动。

如图4-2所示，在离心力的作用下，样本溶液开始流动，从加样腔体11的一端流动至另一端，并经第一微流道12进入环形的第二微流道13中。

如图4-3所示，随着样本溶液的继续流入，样本溶液依次进入分离定量单元14的第三微流道141、第六微流道146、定量腔体142、第七微流道147、第二废液腔体143、第八微流道149和第二毛细流道148中，这些流道和腔体构成连通器的结构，原流道和腔体中的空气自透气微流道19的第三透气孔191排出。如图4-3-1所示，在样本溶液充满定量腔体142到达第三微流道141与第六微流道146的交界点时，同时样本溶液也通过第八微流道149进入第二毛细流道148中，并在第二毛细流道148中流动，在快速离心的作用下，离心力大于毛吸力，当样本溶液在第二毛细流道148中流至与第三微流道141与第六微流道146的连接部位齐平的位置148a处时就不再流动，由于第二毛细流道143的折弯部位148b与旋转中心101的距离较第三微流道141与第六微流道146的连接部位与旋转中心101的距离近，因此，样本溶液不会上升至第二毛细流道143的折弯部位148b，也不会在第二毛细流道143中形成虹吸效应而经过148c段后从渗透孔145流出，至此，即完成对样本溶液的定量。

如图4-3-2所示，与此同时，样本溶液通过第二微流道13、第四微流道17进入第一毛细流道15中，样本溶液通过15a段后继续前进，由于第一毛细流道15的弯折顶点部位与旋转中心101的距离跟第三微流道141与第六微流道146的连接部位与旋转中心101的距离一致，因此，样本溶液能够到达最高点15b，如图4-3所示，随着样本溶液的继续流动，第一毛细流道15被填满，在离心力的作用下，形成持续的虹吸作用，将多余的样本溶液不断排出至第一废液腔体16中，这样可以提高定量的准确性，同时避免样本溶液的交叉污染。

如图4-4所示，继续离心转动，在离心力的作用下，可以将定量腔体142中的固定杂质(如全血样本的血细胞等)与液体分离，固定杂质最终进入第二废液腔体143中，这样就实现了样本溶液中杂质与待测溶液的分离。

该微流控芯片10在样本溶液的杂质与待测溶液的分离和待测溶液的定量过程只需要一次离心操作就可，通过第二毛细流道148的阀门作用，在样本溶液的分离和定量时，可以将样本溶液关闭在定量腔体142和第二废液腔体143中而不流出。

在检测时，可参考但不限于如下流程：

如图5-1、图5-2和图5-1-1所示，当待测溶液定量结束后，停止离心，第二毛细流道148中的待测溶液在毛吸力的作用下，不断前进，并越过最高点148b进入第二毛细流道148的148c段，最后到达渗透孔145。此时，可以开启低速离心，如以1000-2500rpm的转速转动，在虹吸作用下，配合离心作用，定量在定量腔体142中的待测溶液不断经由渗透孔145渗出至检测机构中，进行生化反应被检测。

该微流控芯片10是通过第二毛细流道148来作为控制样本与检测机构接触反应的阀门，可以代替传统的水溶性膜或阀门等延时打开机构，使进样检测过程更加稳定可靠，同时简化了芯片组装工艺，有利于降低生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (19)

1.一种微流控芯片，其特征在于，具有加样腔体、第一微流道、第二微流道、分离定量单元、第一毛细流道和第一废液腔体；所述加样腔体具有加样孔，所述加样腔体通过所述第一微流道与所述第二微流道连通；所述微流控芯片具有旋转中心，所述第二微流道环绕所述旋转中心设置；所述第一废液腔体通过所述第一毛细流道与所述第二微流道的出液端连通；所述分离定量单元有多个，各所述分离定量单元包括第三微流道、定量腔体和第二废液腔体，所述定量腔体通过所述第三微流道与所述第二微流道连通，所述第二废液腔体与所述定量腔体连通，多个所述分离定量单元在所述第二微流道的内侧绕所述第二微流道分布；

所述第一毛细流道在所述第二微流道的内侧自与所述第二微流道连接后向靠近所述旋转中心的方向延伸并弯折后向远离所述旋转中心的方向延伸以与所述第一废液腔体连通；所述第三微流道自与所述第二微流道连接后向靠近所述旋转中心的方向延伸以与所述定量腔体连通；

所述定量腔体与所述第三微流道的连接位置距离所述旋转中心的距离不小于所述第一毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离，所述第二废液腔体较所述定量腔体远离所述旋转中心。

2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述加样腔体环绕所述旋转中心设置，一端设有所述加样孔，另一端与所述第一微流道连接。

3.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述加样腔体在与所述第一微流道连接的一端还设有第一透气孔，所述第一透气孔较所述加样腔体与所述第一微流道的连接位置更靠近于所述旋转中心。

4.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，还包括第五微流道，所述第五微流道的一端与所述第一废液腔体连接，另一端具有第二透气孔，所述第二透气孔较所述第一废液腔体更靠近于所述旋转中心。

5.如权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一废液腔体在所述第二微流道的外侧环绕所述旋转中心设置；和/或

所述第五微流道中与所述第一废液腔体连接的一段的径向尺寸大于靠近所述第二透气孔的一段的径向尺寸。

6.如权利要求1～5中任一项所述的微流控芯片，其特征在于，各所述分离定量单元还包括第六微流道，所述定量腔体通过所述第六微流道与所述第三微流道连通；

所述第六微流道与所述第三微流道的连接位置较所述定量腔体更靠近于所述旋转中心；所述第六微流道与所述第三微流道的连接位置距离所述旋转中心的距离不小于所述第一毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离。

7.如权利要求6所述的微流控芯片，其特征在于，还包括透气微流道，所述透气微流道与各所述定量腔体的所述第六微流道连通，所述透气微流道上设有第三透气孔；

所述透气微流道较所述第六微流道与所述第三微流道的连接位置更靠近于所述旋转中心。

8.如权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述透气微流道呈环形在多个所述分离定量单元的内侧围绕所述旋转中心设置，所述第三透气孔有多个，多个所述第三透气孔绕所述透气微流道分布。

9.如权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述第六微流道的一端与所述透气微流道连接，另一端与所述定量腔体连接，所述第三微流道与所述第六微流道的中部连接。

10.如权利要求1～5及7～9中任一项所述的微流控芯片，其特征在于，各所述分离定量单元还包括第七微流道，所述第二废液腔体通过所述第七微流道与所述定量腔体连通。

11.如权利要求10所述的微流控芯片，其特征在于，所述分离定量单元还包括出液微流道，所述出液微流道的一端与所述定量腔体连通，另一端设有渗透孔。

12.如权利要求11所述的微流控芯片，其特征在于，所述出液微流道包括第二毛细流道，所述第二毛细流道的一端与所述第七微流道连通，另一端设有所述渗透孔；

所述第二毛细流道自与所述第七微流道连接后向靠近所述旋转中心的方向延伸并弯折后向远离所述旋转中心的方向延伸；

所述定量腔体与所述第三微流道的连接位置距离所述旋转中心的距离大于所述第二毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离，所述第一毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离大于所述第二毛细流道的弯折顶点位置距离所述旋转中心的距离。

13.如权利要求12所述的微流控芯片，其特征在于，所述出液微流道还包括第八微流道，所述第八微流道与所述第七微流道连接，所述第二毛细流道通过所述第八微流道与所述第七微流道连通。

14.如权利要求1～5、7～9及11～13中任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括芯片本体和覆盖在所述芯片本体上的透明盖膜，所述芯片本体与所述透明盖膜配合形成所述微流控芯片的各腔体结构和流道结构。

15.如权利要求14所述的微流控芯片，其特征在于，所述透明盖膜为透明压敏胶薄膜。

16.一种体外检测装置，其特征在于，包括如权利要求1～15中任一项所述的微流控芯片和检测机构，所述检测机构与所述定量腔体连通，所述检测机构用于检测所述定量腔体内的样本。

17.如权利要求16所述的体外检测装置，其特征在于，所述检测机构为干化学试纸。

18.如权利要求17所述的体外检测装置，其特征在于，所述干化学试纸包括支撑层和在所述支撑层上依次层叠设置的反应指示层和扩散层，所述反应指示层中含有能够与待测样本中目标物质反应的反应试剂和指示试剂，所述扩散层通过其进样口面向于所述分离定量单元的渗透孔。

19.如权利要求16～18中任一项所述的体外检测装置，其特征在于，所述微流控芯片围绕各所述分离定量单元的渗透孔设有安装槽，所述检测机构镶嵌在各所述安装槽中。

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