CN211865068U

CN211865068U - 一种多通道微流控芯片

Info

Publication number: CN211865068U
Application number: CN202020113824.0U
Authority: CN
Inventors: 钟越; 赵朝辉; 于梦露; 兰诗玉; 杨杰; 胡锋; 蒋方荣
Original assignee: Senjun Excellent Prec Mold Shenzhen Co ltd; Chongqing Chuangxin Biotechnology Co ltd
Current assignee: Senjun Excellent Prec Mold Shenzhen Co ltd; Chongqing Chuangxin Biotechnology Co ltd
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2020-11-06
Anticipated expiration: 2030-01-17

Abstract

本实用新型涉及微流控芯片技术领域，特别是一种多通道微流控芯片，包括底板和盖板，所述底板和所述盖板通过连接板形成具有通道的芯片，所述盖板上设置有通孔，所述通道内设置有依次与所述通孔连通的滤血槽、反应室、时控阀门、检测区和废液池，所述反应室、所述时控阀门和所述检测区均设置为多个，使得所述通孔、所述滤血槽、所述反应室、所述时控阀门、所述检测区和所述废液池形成具有多通道的芯片，通过设置了多个反应室、时控阀门和检测区，使得芯片形成了多通道结构，使得待测样品在芯片的不同通道中与包埋抗体反应，使得本芯片能够同时用于待测样品的多种信息的检测，提高了对待测样品信息检测的效率，降低了成本。

Description

一种多通道微流控芯片

技术领域

本实用新型涉及微流控芯片技术领域，特别是一种多通道微流控芯片。

背景技术

微流控芯片是把生物、化学、医学分析过程的样本制备、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。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，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。

微流控芯片POCT检测技术是近十年发展起来的快速检测技术。由于微流控技术拥有样本流动控制、芯片封闭、管道微小、可控性强等特点，使得微流控芯片POCT检测技术的检测灵敏度和检测重复性相比于层析POCT检测技术均有不同程度提升，因此微流控芯片POCT检测技术越来越受到市场的青睐。

现有的待测样品在流经微流控芯片的通道后，在芯片的后端用于检测待测样品的信息，由于只有一条通道，且在该通道上设置有多个检测点，在微流控芯片需要测量待测样品的更多信息时，只能通过增加通道内的检测点，这使得通道的长度增加，使得待测样品流动所需的毛细管力越大，由于通道的毛细管力有限，部分待测样品传递至较远检测点的时间较长或不能传递至较远的检测点，降低了对待测样品信息的检测效率；或通过使用多种微流控芯片进行待测样品不同信息的检测，这无疑增加了待测样品信息的检测成本。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在待测样品在微流控芯片内的毛细管力有限，使得在通道内只能布置少量检测点，造成不能同时对更多的待测样品信息的检测，降低了对待测样品信息的检测效率的问题，提供一种多通道微流控芯片。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种多通道微流控芯片，包括底板和盖板，所述底板和所述盖板通过连接板形成具有通道的芯片，所述盖板上设置有通孔，所述通道内设置有与所述通孔连通的滤血槽，所述滤血槽连通有多个支通道，所述支通道内依次设置有与所述滤血槽连通的反应室、时控阀门和检测区，多个所述支通道的检测区与废液池连通。

作为本实用新型的优选方案，所述反应室和所述检测区均设置有微柱，所述微柱设置在所述底板上，所述微柱包括本体和设置在所述本体端部的弧形凸起，在现有的反应室和检测区的微柱的本体上增加了弧形凸起结构，使得微柱上部的表观接触角减小，进而增加了微柱上部的润湿性，使得待测样品在流过反应室和检测区时，流动速度慢，待测样品与反应试剂能够充分反应，增加了后续对待测样品的测量精度，微柱增加了芯片通道内的表面积，使得芯片内可包埋更多的反应试剂，增大靶标物质的检测范围，使得待测样品能够与反应试剂充分反应。

作为本实用新型的优选方案，所述时控阀门和所述检测区的宽度均小于所述反应室的宽度，使得待测样品在时控阀门和检测区中的毛细管力足够大，能够驱动待测样品行进更长的距离，该宽度指的是垂直与通道的流向方向为宽度方向。

作为本实用新型的优选方案，所述微柱交错阵列布置在所述底板上，使得待测样品在微柱之间流动时间延长，保证了待测样品与反应室和检测区内的反应试剂能够充分反应，保证测量结果的准确性。

作为本实用新型的优选方案，相邻两个所述微柱的中心轴之间的距离为0.05-0.1mm，使得待测样品能够顺利通过微柱的同时能够与反应试剂充分反应。

作为本实用新型的优选方案，所述本体为圆柱，所述圆柱的直径为20-50μm，所述圆柱的高度为10-200μm，所述弧形凸起的高度为10-100μm，圆柱增大了微柱的比表面积，使得能够包埋更多的反应试剂，使待测样品与反应试剂充分反应。

作为本实用新型的优选方案，所述弧形凸起为半球形。

作为本实用新型的优选方案，所述连接板沿着所述通道的流向方向倾斜布置使得所述反应室呈漏斗形，反应室宽度慢慢缩小，使得待测样品能够慢慢聚集在一起，在经过后续的部件时，能够增大待测样品的毛细管力，使待测样品能够行进更长的距离。

作为本实用新型的优选方案，所述底板与所述盖板距离最近的两个侧面的距离为0.05-1mm，使得底板与盖板形成的通道为毛细通道，待测样品在通道中行进时能够依靠自身的毛细管力自驱动的前进。

作为本实用新型的优选方案，所述检测区内间隔布置有多个检测点，所述微柱设置在所述检测点内，不同的检测点包埋不同的反应试剂，使得芯片能够一次性进行多个疾病标志物的检测。

作为本实用新型的优选方案，所述时控阀门所在的通道设置有与所述通道延伸方向垂直的挡条，所述挡条设置在所述底板上，挡条延长了待测样品的流动时间，使得时控阀门具有阻碍待测样品流动的作用，使得待测样品在反应室中反应的时间延长，保证了待测样品与反应试剂的充分反应。

作为本实用新型的优选方案，所述挡条远离所述底板一端设置有弧形条，弧形条减小了待测样品与挡条的亲水角，延长了待测样品的流动时间，使得时控阀门具有阻碍待测样品流动的作用，使得待测样品在反应室中反应的时间延长，保证了待测样品与反应试剂的充分反应。

作为本实用新型的优选方案，所述废液池上设置有隔板，所述隔板的端部与所述连接板的端部连接形成V形或U形，在V形或U形内部形成空白区，该空白区使得进入废液池中的废液与通道中的待测样品之间进行了二次隔离，使得废液需要依次通过隔板和连接板才能进行待测样品的污染，空白区减少了相应的风险，提高了芯片的检测效率和精度。

作为本实用新型的优选方案，所述反应室、所述时控阀门和所述检测区均设置为三个，使得所述通孔、所述滤血槽、所述反应室、所述时控阀门、所述检测区和所述废液池形成具有三通道的芯片。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、通过设置了多个反应室、时控阀门和检测区，使得芯片形成了多通道结构，使得待测样品在芯片的不同通道中与包埋抗体反应，使得待测样品在检测区中形成的不同的信息检测点，使得本芯片能够同时用于待测样品的多种信息的检测，提高了对待测样品信息检测的效率，降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2为反应室的剖面图；

图中标记：1-底板，2-盖板，21-通孔，3-连接板，4-通道，41-滤血槽，42-反应室，43-时控阀门，431-挡条，44-检测区，441-检测点，45-废液池，451-隔板，5-微柱，51-本体，52-弧形凸起，6-支通道。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1和图2所示，一种多通道微流控芯片，包括底板1和盖板2，所述底板1和所述盖板2通过连接板3形成具有通道4的芯片，所述盖板2上设置有通孔21，所述通道4内设置有与所述通孔21连通的滤血槽41，所述滤血槽41连通有多个支通道6，所述支通道6内依次设置有与所述滤血槽41连通的反应室42、时控阀门43和检测区44，多个所述支通道6的检测区44与废液池45连通，本实施中，所述反应室42、所述时控阀门43和所述检测区44均设置为三个，使得所述通孔21、所述滤血槽41、所述反应室42、所述时控阀门43、所述检测区44和所述废液池45形成具有三通道的芯片。

如图2所示，所述反应室42和所述检测区44均设置有微柱5，所述微柱5设置在所述底板1上，所述微柱5包括本体51和设置在所述本体51端部的弧形凸起52，图1中A向为待测样品在通道4中的流动方向，所述底板1、所述盖板2和所述连接板3键合成所述芯片。

本实施例中，所述时控阀门43和所述检测区44的宽度均小于所述反应室42的宽度。

如图2所示，所述底板1与所述盖板2距离最近的两个侧面的距离为0.05-1mm。

如图1和图2所示，所述微柱5呈多层交叉布置在所述底板1上，相邻两个所述微柱5的中心轴之间的距离为0.05-0.1mm，所述本体51为圆柱，所述圆柱的直径为20-50μm，所述圆柱的高度为10-200μm，所述弧形凸起52的高度为10-100μm，本实施例中，当相邻两个所述微柱5的中心轴的距离为0.05mm时，所述圆柱的直径20～40μm，本体51除了圆柱之外，还可为其他形状的柱体结构。

本实施例中，所述弧形凸起52为半球形，所述连接板3沿着所述通道4的流向方向A倾斜布置使得所述反应室42呈漏斗形。

如图1所示，所述检测区44内间隔布置有多个检测点441，所述微柱5设置在所述检测点441内，所述时控阀门43所在的通道4设置有与所述通道4延伸方向垂直的挡条431，所述挡条431设置在所述底板1上，所述挡条431远离所述底板1一端设置有弧形条，所述废液池45上设置有隔板451，所述隔板451的端部与所述连接板3的端部连接形成V形或U形，所述挡条431设置为多个，本实施例中，所述挡条431设置4个。

根据微方柱结构运用Wenzel模型可推导出微柱的表面粗糙度因子γ为：

(1)

表观接触角为：

(2)

a为微柱边长，h为微柱高度，P为相邻两微柱的中心距，cosθ为常数；

由公式(1)和(2)可得，在保持本体高度h不变的情形下时，将本体的顶端切削或打磨成圆弧形时，弧形的长度大于本体之前的长度，这使得a增大；

公式(2)进一步简化为

在P和h不变，a增大的时候，cosθ_r增大，也即是θ_r减小，进而使得增加了微柱表面的润湿性。

由此我们可知，在微柱表面增加弧形凸起能够增大待测样品在反应室中的润湿性，延长待测样品与反应试剂的反应时间，增加了后续对待测样品的测量精度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种多通道微流控芯片，其特征在于，包括底板（1）和盖板（2），所述底板（1）和所述盖板（2）通过连接板（3）形成具有通道（4）的芯片，所述盖板（2）上设置有通孔（21），所述通道（4）内设置有与所述通孔（21）连通的滤血槽（41），所述滤血槽（41）连通有多个支通道（6），所述支通道（6）内依次设置有与所述滤血槽（41）连通的反应室（42）、时控阀门（43）和检测区（44），多个所述支通道（6）的检测区（44）与废液池（45）连通。

2.根据权利要求1所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述反应室（42）和所述检测区（44）均设置有微柱（5），所述微柱（5）设置在所述底板（1）上，所述微柱（5）包括本体（51）和设置在所述本体（51）端部的弧形凸起（52）。

3.根据权利要求2所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述时控阀门（43）和所述检测区（44）的宽度均小于所述反应室（42）的宽度，所述微柱（5）交错阵列的布置在所述底板（1）上，相邻两个所述微柱（5）的中心轴之间的距离为0.05-0.1mm。

4.根据权利要求2所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述本体（51）为圆柱，所述圆柱的直径为20-50μm，所述圆柱的高度为10-200μm，所述弧形凸起（52）的高度为10-100μm。

5.根据权利要求2所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述连接板（3）沿着所述通道（4）的流向方向倾斜布置使得所述反应室（42）呈漏斗形，所述底板（1）与所述盖板（2）距离最近的两个侧面的距离为0.05-1mm。

6.根据权利要求2所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述检测区（44）间隔布置有多个检测点（441），所述微柱（5）设置在所述检测点（441）内。

7.根据权利要求2所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述时控阀门（43）所在的通道（4）设置有与所述通道（4）延伸方向垂直的挡条（431），所述挡条（431）设置在所述底板（1）上。

8.根据权利要求1所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述废液池（45）上设置有隔板（451），所述隔板（451）的端部与所述连接板（3）的端部连接形成V形或U形。

9.根据权利要求1所述的多通道微流控芯片，其特征在于，所述反应室（42）、所述时控阀门（43）和所述检测区（44）均设置为三个，使得所述通孔（21）、所述滤血槽（41）、所述反应室（42）、所述时控阀门（43）、所述检测区（44）和所述废液池（45）形成具有三通道（4）的芯片。