CN214320202U - 一种基于新型转盘微阀开关控制的elisa纸芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，包括：开关层，其包括开关区通道；连接层，其包括间隔设置的储液区通道和连接区通道；其中，所述开关层能够相对于所述连接层旋转，使所述开关区通道连通所述储液区通道的一端和所述连接区通道的一端；途径层，其包括与所述连接区通道的另一端相连通的途径孔；通道层，其包括与所述途径孔连通的溶液反应通道；反应层，其包括与所述溶液反应通道连通的反应孔。
Description
技术领域
本实用新型涉及ELISA实验检测技术领域，尤其涉及一种基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片。
背景技术
纸芯片又称为“纸上实验室”，是微流控芯片中最新发展领域。纸芯片是一门新兴技术，其制作方法不断推陈出新，工艺也不断得到改进。目前纸芯片制作方法包括丝网印刷、喷蜡打印等。传统的2D纸芯片虽然可以实现多靶标的高通量检测，但不利于多步骤实验操作，且易造成试剂交叉反应。现在的3D纸芯片突破了2D纸芯片的局限，能够集成复杂网络通道，实现样品快速分配，避免试剂交叉反应，适用于多步反应实验。
3D纸芯片一般由通道保护层、进样流通层、传递层、分散层、传递层及观测层六层基本结构组成,利用“喷蜡打印法”在定性滤纸上构建图形化疏水屏障，折叠后用钉书机将折纸层与垫层钉起来。3D纸芯片的固定方法包括折纸法、双面胶固定法、曲别针固定法等。其中，采用双面胶粘贴法三维纸芯片对上下粘贴精准度要求极为高。带有微阀结构的纸芯片可以实现多通道、多试剂按照时间顺序依次开关，对纸芯片自动化控制提供有力的方法学支撑。然而，有的微阀需要5-6层结构，导致芯片层数过多；有的微阀利用折纸实现通道开关，但控制通道过少，因此本专利将解决这一问题。
实用新型内容
本实用新型设计开发了一种基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，本实用新型解决的技术问题是通过开关层的转盘设置能够解决快速进行ELISA实验的操作，结构新颖，操作便捷。
本实用新型提供的技术方案为：
一种基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，包括：
开关层，其包括开关区通道；
连接层，其包括间隔设置的储液区通道、间隔设置的连接区通道和与所述连接区通道相连的连接区；
其中，所述开关层能够相对于所述连接层旋转，使所述开关区通道连通所述储液区通道的一端和所述连接区通道的一端；
途径层，其包括与所述连接区相连通的途径孔；
通道层，其包括与所述途径孔相连通的通道区和与所述通道区相连通的溶液反应通道；
反应层，其包括与所述溶液反应通道连通的反应孔。
优选的是，还包括：
多个固定孔，其分别对应设置在所述开关层、所述连接层、所述途径层和所述通道层的中心处；以及
固定销钉，其依次穿过所述开关层、所述连接层、所述途径层和所述通道层的固定孔，使所述开关层、所述连接层、所述途径层、所述通道层依次和所述反应层依次固定。
优选的是，还包括：
固定层，其中心处设置固定圆槽；
其中，所述固定销定依次穿过所述开关层、所述连接层、所述途径层和所述通道层的固定孔后固定在所述固定圆槽内，使所述开关层、所述连接层、所述途径层、所述通道层依次和所述反应层依次固定在所述固定层上。
优选的是，
开关层，其包括多个开关区通道；
连接层，其包括间隔设置的多个储液区通道、间隔设置的多个连接区通道和与所述多个连接区通道同时相连通的连接区；
其中，所述开关层能够相对于所述连接层旋转，使所述开关区通道一一对应连通所述储液区通道的一端和所述连接区通道的一端；
途径层，其包括与所述连接区相连通的多个途径孔；
通道层，其包括与所述多个途径孔连通的通道区和与所述通道区同时相连通的多个溶液反应通道；
反应层，其包括与所述多个溶液反应通道一一对应连通的多个反应孔。
优选的是，所述开关区通道、所述储液区通道、所述连接区通道和所述途径孔均设置为5个。
优选的是，所述溶液反应通道和所述反应孔设置为8个。
优选的是，所述储液区通道和所述连接区通道在所述连接层上均布设置。
优选的是，所述途径孔在所述途径层上均布设置。
本实用新型与现有技术相比较所具有的有益效果：
1、纸易取材、易于折叠、不仅环保而且成本低；
2、转盘微阀装置，利用等差数列原理，实现液体可便捷操作控制，结构新颖；
3、结果发光成像、可视化、实现定量检测；
4、现代喷蜡技术制作纸芯片，使孔道周围都为疏水区域，让反应液通过通道流经到下一层。
附图说明
图1为本实用新型所述的ELISA纸芯片的结构示意图。
图2为本实用新型所述的ELISA纸芯片的转阀控制层的立体结构示意图。
图3为本实用新型所述的ELISA纸芯片的转阀控制层的主视图。
图4为本实用新型所述的ELISA纸芯片的连接层的立体结构示意图。
图5为本实用新型所述的ELISA纸芯片的连接层的主视图。
图6为本实用新型所述的ELISA纸芯片的途径层的立体结构示意图。
图7为本实用新型所述的ELISA纸芯片的途径层的主视图。
图8为本实用新型所述的ELISA纸芯片的通道层的立体结构示意图。
图9为本实用新型所述的ELISA纸芯片的通道层的主视图。
图10为本实用新型所述的ELISA纸芯片的反应层的立体结构示意图。
图11为本实用新型所述的ELISA纸芯片的反应层的主视图。
图12为本实用新型所述的ELISA纸芯片的固定层的立体结构示意图。
图13为本实用新型所述的ELISA纸芯片的固定层的主视图。
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。
如图1所示，本实用新型提供一种基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，该装置为转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，纸芯片孔道为具有毛细作用的吸水纸，周围区域采用现代喷蜡技术形成疏水区域，利用纸芯片微阀开关旋转一定角度控制ELISA反应，从而观察抗原抗体复合物化学发光成像；该装置主体包括五层，第一层为转阀控制层100，转阀开关控制反应进程；依次到达连接层200、途经层300、通道层400，使一抗、抗原、二抗、清洗液、显色剂通过孔道进入下一层；第五层为反应层500，抗原抗体复合物与显色剂结合，进行化学发光检测；第六层为固定层600，通过固定销钉能够使转阀控制层100、连接层200、途经层300、通道层400和反应层500依次固定在固定层600上。
如图2～13所示，开关层100包括5个开关区通道110a～110e，连接层200包括间隔设置的多个储液区通道210a～210e、多个连接区通道220a～220e和连接区240，多个连接区通道220a～220e溶液均能流入到连接区240内，途径层300包括与连接区240对应相连通的多个途径孔310a～310e，通道层400包括与多个途径孔310a～310e连通的通道区430，与通道区430相连通的多个溶液反应通道410a～410h，反应层500包括与多个溶液反应通道410a～410h一一对应连通的多个反应孔510a～510h；其中，开关层100能够相对于连接层200旋转，使开关区通道110a～100e分别能够对应连通储液区通道210a～210e的一端和连接区通道220a～220e的一端。
在开关层100的中心处设置固定孔120，在连接层200的中心处设置固定孔230，在途径层300的中心处设置固定孔320，在通道层400的中心处设置固定孔420，在反应层500的中心处设置固定孔520，在固定层600的中心处设置固定圆槽620，通过固定销钉能够依次穿过固定孔120、固定孔230、固定孔320、固定孔420和固定孔520后固定在固定圆槽620内，使开关层100、连接层200、途径层300、通道层400和反应层500依次固定在固定层600上。
在另一种实施例中，每旋转10度，开关层100中开关区通道的就会与连接层200相对应的通道重合，与第二层通道相连接，再通过纸的毛细作用将液体浸润整个通道；连接层200中的五个储液区通道210a～210e分别滴加一抗、清洗液、抗原、二抗、显色剂，在旋转开关层100的过程中，开关区通道与储液区通道一个接着一个的重合时，储液区通道和连接区通道相连接，使其液体依次汇聚到连接区240后流到途径300层相应五个途径孔310a～310e，再到达通道层400的通道区430，相应液体通过与通道区430相连通的八个反应通道410a～410h，再到达反应层500八个反应孔510a～510h中进行反应；形成的一抗、抗原、二抗复合物与显色剂结合，通过化学发光进行亮度结果检测。
实施例
在连接层200中的储液区通道210a中放入一抗溶液，储液区通道210b中放入清洗液，储液区通道210c中放入抗原溶液，储液区通道210d中放入二抗溶液，储液区通道210e中放入显色剂溶液；
旋转开关层100，通过开关区通道110a使储液区通道210a和连接区通道220a相连接，此时储液区通道210a中的一抗溶液经过开关区通道110a流经到连接区通道220a后流到连接区240中，再经过途径层300中的途径孔310a～310e，使该一抗溶液流到通道层400中的通道区430后，分别流入到8个反应通道410a～410h后，在流入到反应层500中的8个反应孔510a～510h中；
旋转开关层100，通过开关区通道110b使储液区通道210b和连接区通道220b相连接，此时储液区通道210b中的清洗液经过开关区通道110b流经到连接区通道220b后流到连接区240中，再经过途径层300中的途径孔310a～310e，使该清洗液流到通道层400中的通道区430后，分别流入到8个反应通道410a～410h后，在流入到反应层500中的8个反应孔510a～510h中；
旋转开关层100，通过开关区通道110c使储液区通道210c和连接区通道220c相连接，此时储液区通道210c中的抗原溶液经过开关区通道110c流经到连接区通道220c后流到连接区240中，再经过途径层300中的途径孔310a～310e，使该抗原溶液流到通道层400中的通道区430后，分别流入到8个反应通道410a～410h后，在流入到反应层500中的8个反应孔510a～510h中；
旋转开关层100，通过开关区通道110b使储液区通道210b和连接区通道220b相连接，此时储液区通道210b中的清洗液经过开关区通道110b流经到连接区通道220b后流到连接区240中，再经过途径层300中的途径孔310a～310e，使该清洗液流到通道层400中的通道区430后，分别流入到8个反应通道410a～410h后，在流入到反应层500中的8个反应孔510a～510h中；
旋转开关层100，通过开关区通道110d使储液区通道210d和连接区通道220d相连接，此时储液区通道210d中的二抗溶液经过开关区通道110d流经到连接区通道220d后流到连接区240中，再经过途径层300中的途径孔310a～310e，使该二抗溶液流到通道层400中的通道区430后，分别流入到8个反应通道410a～410h后，在流入到反应层500中的8个反应孔510a～510h中；
旋转开关层100，通过开关区通道110b使储液区通道210b和连接区通道220b相连接，此时储液区通道210b中的清洗液经过开关区通道110b流经到连接区通道220b后流到连接区240中，再经过途径层300中的途径孔310a～310e，使该清洗液流到通道层400中的通道区430后，分别流入到8个反应通道410a～410h后，在流入到反应层500中的8个反应孔510a～510h中；
旋转开关层100，通过开关区通道110e使储液区通道210e和连接区通道220e相连接，此时储液区通道210e中的显色剂溶液经过开关区通道110e流经到连接区通道220e后流到连接区240中，再经过途径层300中的途径孔310a～310e，使该显色剂溶液流到通道层400中的通道区430后，分别流入到8个反应通道410a～410h后，在流入到反应层500中的8个反应孔510a～510h中；
形成的一抗、抗原、二抗复合物与显色剂结合，通过化学发光进行亮度结果检测。
本实用新型芯片设计一种巧妙的转盘微阀装置，两层纸芯片结构便可控制5个通道依次开关，完成液体时间程序化进样，通过旋转微阀，实现操作简单方便，结构新颖巧变；本专利纸芯片适用于双抗夹心ELSIA检测，中间用销钉固定，也避免了粘贴法上下不齐的影响。
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 (8)
1.一种基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，其特征在于，包括：
开关层，其包括开关区通道；
连接层，其包括间隔设置的储液区通道、间隔设置的连接区通道和与所述连接区通道相连的连接区；
其中，所述开关层能够相对于所述连接层旋转，使所述开关区通道连通所述储液区通道的一端和所述连接区通道的一端；
途径层，其包括与所述连接区相连通的途径孔；
通道层，其包括与所述途径孔相连通的通道区和与所述通道区相连通的溶液反应通道；
反应层，其包括与所述溶液反应通道连通的反应孔。
2.如权利要求1所述的基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，其特征在于，还包括：
多个固定孔，其分别对应设置在所述开关层、连接层、途径层和通道层的中心处；以及
固定销钉，其依次穿过所述开关层、连接层、途径层和通道层的固定孔，使所述开关层、连接层、途径层、通道层依次和反应层依次固定。
3.如权利要求2所述的基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，其特征在于，还包括：
固定层，其中心处设置固定圆槽；
其中，所述固定销钉依次穿过所述开关层、连接层、途径层和通道层的固定孔后固定在所述固定圆槽内，使所述开关层、连接层、途径层、通道层依次和反应层依次固定在所述固定层上。
4.如权利要求1-3中任一项所述的基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，其特征在于，
开关层，其包括多个开关区通道；
连接层，其包括间隔设置的多个储液区通道、间隔设置的多个连接区通道和与所述多个连接区通道同时相连通的连接区；
其中，所述开关层能够相对于所述连接层旋转，使所述开关区通道一一对应连通所述储液区通道的一端和所述连接区通道的一端；
途径层，其包括与所述连接区相连通的多个途径孔；
通道层，其包括与所述多个途径孔连通的通道区和与所述通道区同时相连通的多个溶液反应通道；
反应层，其包括与所述多个溶液反应通道一一对应连通的多个反应孔。
5.如权利要求4所述的基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，其特征在于，所述开关区通道、储液区通道、连接区通道和途径孔均设置为5个。
6.如权利要求5所述的基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，其特征在于，所述溶液反应通道和所述反应孔设置为8个。
7.如权利要求6所述的基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，其特征在于，所述储液区通道和所述连接区通道在所述连接层上均布设置。
8.如权利要求6所述的基于新型转盘微阀开关控制的ELISA纸芯片，其特征在于，所述途径孔在所述途径层上均布设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120052834.2U CN214320202U (zh) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | 一种基于新型转盘微阀开关控制的elisa纸芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202120052834.2U CN214320202U (zh) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | 一种基于新型转盘微阀开关控制的elisa纸芯片 |
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|---|---|
| CN214320202U true CN214320202U (zh) | 2021-10-01 |
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| CN (1) | CN214320202U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116338159A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-06-27 | 西交利物浦大学 | 一种基于智能手机本地检测的全自动纸基微流控系统 |
-
2021
- 2021-01-11 CN CN202120052834.2U patent/CN214320202U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116338159A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-06-27 | 西交利物浦大学 | 一种基于智能手机本地检测的全自动纸基微流控系统 |
| CN116338159B (zh) * | 2022-12-13 | 2024-02-09 | 西交利物浦大学 | 一种基于智能手机本地检测的全自动纸基微流控系统 |
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