CN214599106U - 检测芯片及检测装置 - Google Patents

Abstract

一种检测芯片以及检测装置，该检测芯片包括：第一基体，包括至少一个储存腔；以及第一柔性层，附接到第一基体的第一侧。储存腔在第一侧具有第一开口，第一柔性层在至少一个储存腔的第一开口处且配置为能处于打开状态或者封闭状态。第一基体的第一侧包括第一粘结区域和第二粘结区域。当第一柔性层处于封闭状态时，第一柔性层在第一粘结区域和第二粘结区域附接到第一基体的第一侧，以至少封闭储存腔的第一开口。当第一柔性层处于打开状态时，第一柔性层在第二粘结区域附接到第一基体的第一侧并且在第一粘结区域与第一基体分离，以打开储存腔的第一开口。

Description

检测芯片及检测装置

技术领域

本公开的实施例涉及一种检测芯片和一种能够与该检测芯片一起使用的检测装置。

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本用量少，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

根据本公开的至少一实施例提供一种检测芯片，其包括：第一基体，包括至少一个储存腔；以及第一柔性层，附接到所述第一基体的第一侧。所述储存腔在所述第一侧具有第一开口，所述第一柔性层在所述至少一个储存腔的所述第一开口处且配置为能处于打开状态或者封闭状态。所述第一基体的第一侧包括第一粘结区域和第二粘结区域。当所述第一柔性层处于所述封闭状态时，所述第一柔性层在所述第一粘结区域和所述第二粘结区域附接到所述第一基体的第一侧，以封闭所述储存腔的所述第一开口。当所述第一柔性层处于所述打开状态时，所述第一柔性层在所述第二粘结区域附接到所述第一基体的所述第一侧并且在所述第一粘结区域与所述第一基体分离，以打开所述储存腔的所述第一开口。

例如，在一些实施例中，所述第一柔性层在所述第一粘结区域处对所述第一基体的第一附接强度小于在所述第二粘结区域处对所述第一基体的第二附接强度。

例如，在一些实施例中，所述第一基体在所述第一侧的表面在所述第一粘结区域处具有多个凹凸结构。

例如，在一些实施例中，多个凹凸结构在垂直于所述表面的垂直方向上的最大深度差在0.1mm-3mm的范围内。

例如，在一些实施例中，所述第一附接强度在1N-50N的范围内，所述第二附接强度在50N-500N的范围内。

例如，在一些实施例中，所述第一基体在所述第一侧的表面在所述第一粘结区域与所述第二粘结区域处平齐。

例如，在一些实施例中，所述第一基体在所述第一侧的表面设置有缓冲槽和与所述缓冲槽连通的用于形成至少一个微流道的基体凹槽。所述缓冲槽至少部分围绕所述储存腔的所述第一开口设置，以在所述缓冲槽的内侧限定所述第一粘结区域，并且在所述缓冲槽的外侧限定所述第二粘结区域。

例如，在一些实施例中，所述缓冲槽在垂直于所述表面的垂直方向上的深度在0.01mm-5mm的范围内。

例如，在一些实施例中，所述缓冲槽在平行于所述表面的水平方向上的宽度在0.01mm-5mm的范围内。

例如，在一些实施例中，所述缓冲槽的底表面包括疏水表面。

例如，在一些实施例中，所述第一基底在所述第一粘结区域处为环形凸台，所述环形凸台的宽度在0.01mm-5mm的范围内。

例如，在一些实施例中，所述环形凸台的横截面朝向所述第一侧缩小。

例如，在一些实施例中，所述环形凸台包括多个子环形凸台。

例如，在一些实施例中，所述至少一个储存腔包括多个储存腔。并且，所述第一基体在所述第一侧的表面包括用于形成多个微流道的多个基体凹槽。

例如，在一些实施例中，所述多个微流道中的至少部分微流道设置有开关阀，用于控制对应的至少部分微流道的连通和断开。

例如，在一些实施例中，所述检测芯片还包括中间层，所述第一柔性层通过所述中间层粘附到所述第一基体的所述第一侧。所述中间层包括贯穿所述中间层的多个中间贯通槽，所述多个中间贯通槽的位置与所述多个基体凹槽的位置对应以形成所述多个微流道。所述开关阀包括设置在所述基体凹槽中的将所述基体凹槽断开成两个子基体凹槽的断开区域以及设置在所述中间贯通槽中的阀作用区域，所述阀作用区域在所述第一基体的所述表面的方向上的投影覆盖所述基体凹槽的所述断开区域以及所述两个子基体凹槽的一部分，使得所述两个子基体凹槽能够通过所述阀作用区域连通。

例如，在一些实施例中，所述多个所述储存腔包括至少一个储液腔，所述至少一个储液腔预先存储有试剂，所述试剂被封闭在所述储液腔中。

例如，在一些实施例中，所述多个所述储存腔包括至少一个储液腔。所述检测芯片还包括第二柔性层，所述第二柔性层在所述至少一个储液腔处附接到所述第一基体的与所述第一侧相反的第二侧，所述储液腔在所述第二侧具有第二开口，所述第二柔性层至少封闭所述储液腔的第二开口。

例如，在一些实施例中，所述第一基体还包括混匀腔室系统，所述混匀腔室系统包括第一混匀腔和第二混匀腔。所述至少一个储液腔包括预先存储有洗脱液的洗脱液腔、预先存储有第一清洗液的第一清洗液腔、预先存储有裂解液的裂解液腔。所述多个微流道包括连接所述混匀腔室系统和所述裂解液腔的第一微流道、连接所述混匀腔室系统和所述第一清洗液腔的第二微流道、连接所述混匀腔室系统和所述洗脱液腔的第三微流道。

例如，在一些实施例中，所述洗脱液腔的直径比所述裂解液腔和所述第一清洗液腔的直径小。

例如，在一些实施例中，所述至少一个储液腔还包括预先存储有第二清洗液的第二清洗液腔和预先存储有第三清洗液的第三清洗液腔。所述多个微流道还包括连接所述混匀腔室系统和所述第三清洗液腔的第四微流道、连接所述混匀腔室系统和所述第二清洗液腔的第五微流道。

例如，在一些实施例中，所述第一混匀腔和所述第二混匀腔设置在所述第一基体的中部，所述至少一个储液腔设置在所述中部的两侧。

例如，在一些实施例中，所述第一混匀腔和所述第二混匀腔的高度比所述裂解液腔、所述第一清洗液腔、所述第二清洗液腔和所述第三清洗液腔的高度高。

例如，在一些实施例中，所述第一微流道连接所述第一混匀腔和所述裂解液腔，所述第二微流道连接所述第一混匀腔和所述第一清洗液腔，所述第三微流道连接所述第二混匀腔和所述洗脱液腔，所述第四微流道连接所述第一混匀腔和所述第三清洗液腔的、所述第五微流道连接所述第四微流道和所述第二清洗液腔。

例如，在一些实施例中，所述第一基体还包括废液腔，所述废液腔包括分别在所述第一侧和所述第二侧的两个废液腔开口，所述两个废液腔开口分别由所述第一柔性层和所述第二柔性层覆盖，所述多个微流道还包括连接所述第一混匀腔和所述废液腔的第六微流道。所述第二柔性层中设置有废液腔通孔。所述检测芯片还包括在所述废液腔通孔处附接到所述第二柔性层的第一气体隔离膜，所述第一气体隔离膜使得所述废液腔通过所述第一气体隔离膜和所述废液腔通孔与所述检测芯片的外部气体地连通并隔离。

例如，在一些实施例中，所述检测芯片还包括第二基体，其包括配置为存储有扩增试剂的扩增腔。所述扩增腔的一端封闭，另一端具有扩增腔开口并且附接到所述第一柔性层的与所述第一基体相反的一侧。所述第一基体还包括第一混匀腔和与所述检测芯片的外部气体连通但液体隔离的透气腔。所述多个微流道包括第七微流道和第八微流道，所述扩增腔通过形成在所述第一柔性层中的第一流道出口和所述第七微流道连接到所述第一混匀腔，所述扩增腔通过形成在所述第一柔性层中的第二流道出口和所述第八微流道连接到所述透气腔。

例如，在一些实施例中，所述第二基体为一体件。

例如，在一些实施例中，所述扩增腔开口为长条形，所述开口的宽度在 0.1mm-3mm的范围内。

例如，在一些实施例中，所述扩增腔为长条形，所述第一流道出口和所述第二流道出口分别设置在所述扩增腔开口的两端。

例如，在一些实施例中，所述第二基体由对用于所述检测芯片的检测光透明的材料制成，并且所述扩增腔的壁厚在0.1mm-3mm的范围内。

例如，在一些实施例中，所述透气腔的一端被所述第一柔性层覆盖。所述检测芯片还包括第二气体隔离膜，所述第二气体隔离膜附接到所述第一基体的所述第二侧以覆盖所述透气腔的另一端，所述透气腔通过所述第二气体隔离膜与所述检测芯片的外部气体地连通并隔离。

例如，在一些实施例中，所述透气腔的两端分别被所述第一柔性层和所述第二柔性层覆盖。所述第二柔性层中设置透气腔通孔。所述检测芯片还包括在所述透气腔通孔处附接到所述第二柔性层的第二气体隔离膜，所述透气腔通过所述第二气体隔离膜和所述透气腔通孔与所述检测芯片的外部气体地连通并隔离。

例如，在一些实施例中，所述第一基体包括第一定位结构。所述第二基体包括第二定位结构。所述第一定位结构和所述第二定位结构的位置对应以将所述第二基体相对于所述第一基体定位。

例如，在一些实施例中，所述第一基体还包括第一混匀腔和第二混匀腔。所述第二混匀腔包括分别在所述第一基体的所述第一侧和所述第一基体的与所述第一侧相反的第二侧的两个第一混匀腔开口，所述两个第一混匀腔开口分别由所述第一柔性层和第一盖件覆盖。所述第一混匀腔包括分别在所述第一基体的所述第一侧和所述第一基体的所述第二侧的两个第二混匀腔开口，所述两个第二混匀腔开口分别由所述第一柔性层和第二盖件覆盖。所述多个微流道包括第九微流道，所述第九微流道连接所述第一混匀腔和所述第二混匀腔。所述第一基体还包括围绕所述第一混匀腔的第一透气槽和围绕所述第二混匀腔的第二透气槽。所述第一透气槽包括第一外壁和在所述第一混匀腔和所述第一透气槽之间的第一内壁。所述第二透气槽包括第二外壁和在所述第一混匀腔和所述第二透气槽之间的第二内壁。

例如，在一些实施例中，所述第一盖件包括第一盖柔性部分、围绕所述第一盖柔性部分的第一密封凹槽、围绕所述第一密封凹槽的第一突起、围绕所述第一突起的第一支撑边。所述第一密封凹槽的底面抵接所述第一内壁的端面，所述第一突起插入到所述第一透气槽中，所述第一支撑边被所述第一外壁支撑，所述第一突起还设置有面对所述第一内壁且延伸到所述第一密封凹槽中的第一透气通道。

例如，在一些实施例中，所述的检测芯片还包括粘结圈。所述粘结圈设置在所述第一支撑边的端面和所述第一外壁的端面之间，以粘结所述第一支撑边和所述第一外壁。所述粘结圈还设置在所述第二支撑边的端面和所述第二外壁的端面之间，以粘结所述第二支撑边和所述第二外壁。

例如，在一些实施例中，所述第一盖件和所述第二盖件形成一体的混匀盖件，所述第一透气槽和第二透气槽通过连接透气槽连通，所述混匀盖件在所述连接透气槽处设置有混匀腔通孔。所述检测芯片还包括在所述混匀腔通孔处附接到所述混匀盖件的第三气体隔离膜，所述连接透气槽通过所述第三气体隔离膜和所述混匀腔通孔与所述检测芯片的外部气体地连通并隔离。

例如，在一些实施例中，所述储存腔包括样品腔。所述样品腔包括分别在所述第一基体的所述第一侧和在所述第一基体的与所述第一侧相反的第二侧的两个样品腔开口，所述两个样品腔开口分别由所述第一柔性层和第三盖件覆盖，所述多个微流道包括第十微流道，所述第十微流道连接所述第一混匀腔和所述样品腔。所述第一基体还包括围绕所述样品腔的第三透气槽，所述第三透气槽包括第三外壁和在所述样品腔和所述第三透气槽之间的第三内壁。

例如，在一些实施例中，所述第三盖件包括第三盖柔性部分、围绕所述第三盖柔性部分的第三密封凹槽、围绕所述第三密封凹槽的第三突起、围绕所述第三突起的第三支撑边。所述第三密封凹槽的底面抵接第三内壁的端面，所述第三突起插入到所述第三透气槽中，所述第三支撑边被所述第三外壁支撑，所述第三突起还设置有面对所述第三内壁且延伸到所述第三密封凹槽的第三透气通道。

例如，在一些实施例中，所述检测芯片还包括第一芯片定位结构，配置为将所述检测芯片定位和安装到检测装置。

本公开的至少一实施例提供一种检测装置，包括第二芯片定位结构和第一操作部分。所述第二芯片定位结构配置为安装如上所述的检测芯片，所述第一操作部分配置为能工作以改变所述储存腔的容积。

本公开的至少一实施例还提供一种检测装置，包括第二芯片定位结构和第二操作部分。所述第二芯片定位结构配置为安装如上所述的检测芯片。所述第二操作部分配置为能工作以按压所述第二柔性层以操作所述开关阀。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了根据本公开的至少一实施例的检测芯片的透视图；

图2示出了图1中检测芯片的分解透视图；

图3A示出了图1中检测芯片的第一基体的俯视图；

图3B示出了图1中检测芯片的第一基体的仰视图；

图4示出了图1中检测芯片的中间层的俯视图；

图5示出了图1中检测芯片的第一柔性层的平视图；

图6A示出了图1中的检测芯片的第二柔性层第一部分的平视图；

图6B示出了图1中的检测芯片的第二柔性层的第二部分的平视图；

图7示出了图1中检测芯片的仰视图；

图8示出了根据本公开实施例的第二基体的透视图；

图9A示出了根据本公开的实施例的检测芯片在一储存腔处的透视图；

图9B示出了图9A的局部放大图；

图10示出了根据本公开实的实施例的检测芯片在一储存腔处的剖视图，其中第一柔性层处于封闭状态；

图11示出了根据本公开实的实施例的检测芯片在一储存腔处的另一剖视图，其中第一柔性层处于打开状态；

图12示出了根据本公开的实施例的第一基体在储存腔处的透视图；

图13示出了根据本公开的另一实施例的检测芯片在一储存腔处的纵向剖视图，其中第一柔性层处于封闭状态；

图14示出了图中的储存腔处的另一纵向剖视图，其中第一柔性层处于打开状态；

图15示出了在图中的储存腔处的横向剖视图；

图16A-16D示出了根据本公开的实施例的凹凸结构的示意图；

图17示出了根据本公开的实施例的开关阀的一部分的示意透视图；

图18示出了图17中第一基体的基体凹槽的透视图；

图19-22示出了根据本公开的实施例的开关阀的剖视图，其中，图19为开关阀的分解剖视图，图20为开关阀处于正常打开状态的剖视图，图21为开关阀处于完全打开状态的剖视图，图22为开关阀处于关闭状态的剖视图；

图23示出了根据本公开的实施例的检测芯片在样品腔处的透视图；

图24示出了图23中检测芯片在样品腔处的另一透视图，其中第三盖件被移除；

图25示出了图23中检测芯片在样品腔处的剖视透视图；

图26示出了根据本公开的实施例的第三盖件的透视图；

图27示出了根据本公开的实施例的检测芯片在混匀系统处的透视图；

图28示出了图27中检测芯片在混匀系统处的另一透视图，其中混匀盖件被移除；

图29示出了图27中检测芯片在混匀系统处的另一透视图，其中第三气体隔离膜被移除；

图30示出了根据本公开的实施例的混匀盖件的透视图；

图31示出了根据本公开的实施例的粘结圈的透视图；

图32示出了根据本公开实施例的混匀系统的剖视图；

图33示出了根据本公开实施例的混匀系统处的基体凹槽的俯视图；

图34A-D示出了根据本公开的实施例的混匀系统的另一剖视图，其示出了将磁珠930复溶和与试剂混匀的步骤；

图35A-D示出了根据本公开的实施例的混匀系统的另一剖视图，其示出了磁珠930收集和混匀步骤；

图36和图37分别示出了检测芯片的局部俯视图和局部仰视图；

图38A示出了根据本公开的另一实施例的第一基体在一储存腔处的透视图；

图38B示出了图38A的第一基体在储存腔处的剖视图；

图39示出了根据本公开的另一实施例的第一基体在一储存腔处的透视图；

图40A示出了根据本公开的另一实施例的第一基体在一储存腔处的透视图；

图40B示出了图40A的第一基体在储存腔处的剖视图；

图41示出了根据本公开的另一实施例的第一基体在一储存腔处的透视图。

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。“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。

本公开的至少一个实施例提供一种检测芯片，包括第一基体以及第一柔性层。该第一基体包括至少一个储存腔，该第一柔性层附接到第一基体的第一侧。储存腔在第一侧具有第一开口，第一基体的第一侧包括第一粘结区域和第二粘结区域。第一柔性层在至少一个储存腔的第一开口处且配置为能处于打开状态或者封闭状态。当第一柔性层处于封闭状态时，第一柔性层在第一粘结区域和第二粘结区域附接到第一基体的第一侧，以至少封闭所述储存腔的所述第一开口。当第一柔性层处于打开状态时，第一柔性层在第二粘结区域附接到第一基体的第一侧并且在第一粘结区域与第一基体分离，以打开储存腔的第一开口。可以通过挤压储存腔，使得第一柔性层在第一粘结区域处与基体分离，从而精确和灵活地控制储存腔的打开。

本公开的至少一个实施例提供一种检测芯片，其可以根据需要而包括洗脱液腔、第一清洗液腔、裂解液腔、第二清洗液腔、第三清洗液腔、样品腔、第一混匀腔、第二混匀腔、废液腔、透气腔、扩增腔中的一个或多个。该检测芯片可以集成检测过程的全部或部分步骤，从而方便检测的设计、操作、减少检测时间、减少检测过程中的污染等。

本公开的至少一个实施例提供一种检测装置，其用于安装如上所述的检测芯片的芯片定位结构，以与如上所述的检测芯片一起使用。

下面将结合附图对本公开实施例的检测芯片进行总体介绍。

图1示出了根据本公开的至少一实施例的检测芯片的透视图，图2示出了图1中检测芯片的分解透视图，图3A示出了图1中检测芯片的第一基体 100的俯视图，图3B示出了图1中检测芯片的第一基体100的仰视图，图4 示出了图1中检测芯片的中间层500的俯视图，图5示出了图1中检测芯片的第一柔性层200的平视图，图6A示出了图1中的检测芯片的第二柔性层 300的第一部分310的平视图，图6B示出了图1中的检测芯片的第二柔性层300的第二部分320的平视图，图7示出了图1中检测芯片的仰视图，其中未示出第二基体400。

如图1和图2所示，根据本公开至少一实施例的检测芯片包括第一基体 100、中间层500、第一柔性层200、第二柔性层300、第一盖件710、第二盖件720、第三盖件800和第二基体400。

如图3A和图3B所示，第一基体100形成有多个储存腔、多个混匀腔、废液腔190、透气腔1100和多个基体凹槽100c。第一基体100可以由诸如 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)等高分子材料注塑成型。

多个储存腔包括样品腔130和多个储液腔。多个储液腔包括用于存储洗脱液的洗脱液腔110、用于存储第一清洗液的第一清洗液腔160、用于存储第二清洗液的第二清洗液腔150、用于存储第三清洗液的第三清洗液腔140 和用于存储裂解液的裂解液腔180。在该实施例中，检测芯片包括三个清洗液腔，即第一清洗液腔160、第二清洗液腔150和第三清洗液腔140，但本公开不限于此，可以根据需要设置更多或更少的清洗液腔。

多个混匀腔包括第一混匀腔170和第二混匀腔120，其构成检测芯片的混匀系统的一部分。混匀腔的设置允许试剂在检测芯片中实现混匀，从而实现各个处理步骤的集成。第一混匀腔170和第二混匀腔120的设置，使得通过试剂在两个混匀腔之间反复流动实现试剂的更充分的混匀。

如图3B所示，多个基体凹槽100c形成在第一基体100的面对第一柔性层200的第一侧100a。

在一些实施例中，第一基体可以采用一体注塑成型形成，此时，储存腔高于基板的一侧为第二侧、与第二侧相反的一侧为第一侧100a。

中间层500设置在第一基体100与第一柔性层200之间以将第一基体 100粘结到第一柔性层200。如图4所示，中间层500包括多个中间贯通槽 510，其各自定位成与多个基体凹槽100c中的一个对应，并与第一柔性层200 结合在一起，形成多个微流道。

中间层500可以为双面胶层、胶水层，或通过热压等方式附接到第一基体100和第一柔性层200之间的塑料薄膜层。

本领域技术人员将认识到，在其他实施例中，检测芯片也可以不具有中间层500。例如，可以通过热压、超声波焊接或激光焊接、化学溶剂法等将第一柔性层200附接到第一基体100。

在本实施例中，第一柔性层200附接到第一基体100的一侧为平坦表面。此外，在一些其他实施例中，第一柔性层200附接到第一基体100的一侧的表面中可以设置有凹槽，以构成微流道的一部分。

第一柔性层200附接到第一基体100的第一侧100a。第一柔性层200具有柔性，使得第一柔性层200在第一基体100的至少一个储存腔处处于打开状态或封闭状态。关于根据本公开实施例的储存腔的示例性结构的描述可以参考后面结合例如图9A、9B以图10和图11的描述。当第一柔性层200处于封闭状态时，储存腔被封闭，并且储存腔中的液体不能够流出到储存腔的外部。当第一柔性层200处于打开状态时，储存腔被打开，并且储存腔中的液体能够流出到连接到储存腔的微流道。第一柔性层200可以由PE(聚乙烯)、PP、PS、PC等高分子材料制成。例如，可以通过表面修饰等改变第一柔性层200的表面性质，使得检测芯片中的酶、核酸分子等不易粘附到第一柔性层200上，从而使得第一柔性层200具有良好的生物相容性。

第二柔性层300附接到第一基体100的与第一侧100a相反的第二侧 100b。具体地，第二柔性层300在各储液腔、废液腔190和透气腔1100处附接到第一基体100的第二侧100b，以封闭对应的腔室。例如，第二柔性层 300可以包括独立的多个部分。例如，如图6A和图6B所示，附接到洗脱液腔110、裂解液腔180、废液腔190和透气腔1100处的第二柔性层300的一部分形成一体的第二柔性层300的第一部分310，附接到第一清洗液腔160、第二清洗液腔150和第三清洗液腔140处的第二柔性层300的一部分形成一体的第二柔性层300的第二部分320。

本领域技术人员应当理解，在其他实施例中，第二柔性层300可以被划分为更多或更少的独立的部分。第二柔性层300可以通过热压、粘结剂粘结、中间层粘结、超声波焊接、激光焊接等附接到第一基体100。第二柔性层300 可以由PE、PP、PS等高分子材料制成。

第一盖件710、第二盖件720和第三盖件800分别在第一混匀腔170、第二混匀腔120和样品腔130处附接到第一基体100的第二侧100b，以至少封闭对应的腔室。在如图所示的实施例中，第一盖件710和第二盖件720 形成为一体的混匀盖件700；在其他实施例中，第一盖件710和第二盖件720 可以彼此独立提供。例如，在一些实施例中，第一盖件710、第二盖件720 和第三盖件800可以是相同的结构，当然，在另一些实施例中，这三者也可以不同。

图8示出了根据本公开实施例的第二基体400的透视图。

如图8所示，第二基体400形成有配置为储存有扩增试剂的扩增腔410。扩增腔410的一端自身封闭，另一端具有开口，并且附接到第一柔性层200 的与第一基体100相反的一侧。

如图4和图5所示，第一柔性层200设置有通孔形式的第一流道出口 210和第二流道出口220，并且中间层500设置有分别于第一流道出口210 和第二流道出口220对应的第一和第二中间层通孔520、530。扩增腔410的开口连接到第一流道出口210和中间层500中的第一中间层通孔520，并且还连接到第二流道出口220和中间层500中的第二中间层通孔530。第二基体400由诸如PMMA、PC、PP、PS等的高分子材料注塑成型，优选由PP 和PC制成。此外，在至少一个示例中，第二基体400可以被表面修饰，使得酶、核酸分子等不易粘附到第二基体400的表面。

根据本公开的实施例的检测芯片允许加样、裂解、混匀、清洗、扩增、检测等步骤中的一个或多个甚至全部的集成。因此，方便了检测芯片的操作，提高了检测芯片的自动化水平，降低了使用检测芯片进行相关检测的时间。

如上所述，第一基体100包括样品腔130、洗脱液腔110、第一清洗液腔160、第二清洗液腔150、第三清洗液腔140、裂解液腔180、第一混匀腔 170、第二混匀腔120、废液腔190和透气腔1100。

第二基体400包括扩增腔410。第一基体100、中间层500和第一柔性层200共同形成多个微流道，包括第一微流道1、第二微流道2、第三微流道3、第四微流道4、第五微流道5、第六微流道6、第七微流道7、第八微流道8、第九微流道9和第十微流道10。

第一混匀腔170和第二混匀腔120组成混匀腔室系统。样品腔130、洗脱液腔110、第一清洗液腔160、第二清洗液腔150、第三清洗液腔140、裂解液腔180和废液腔190均连接到该混匀腔室系统，以对样品进行各种处理步骤。

具体地，第一微流道1配置为连通第一混匀腔170和裂解液腔180，第二微流道2配置为连通第一混匀腔170和第一清洗液腔160，第三微流道3 配置为连通第二混匀腔120和洗脱液腔110，第四微流道4配置为连通第一混匀腔170和第三清洗液腔140，第五微流道5配置为连通第四微流道4和第二清洗液腔150，第六微流道6配置为连通第一混匀腔170和废液腔190，第七微流道7配置为连通扩增腔410和第一混匀腔170，第八微流道8配置为连通扩增腔410和透气腔1100，第九微流道9配置为连通第一混匀腔170 和第二混匀腔120，并且第十微流道10配置为连通第一混匀腔170和样品腔130。此外，第一微流道1、第二微流道2、第三微流道3、第四微流道4、第五微流道5、第六微流道6、第七微流道7、第八微流道8、第九微流道9 和第十微流道10中分别设置有第一开关阀11、第二开关阀21、第4三开关阀31、第四开关阀41、第五开关阀51、第六开关阀61、第七开关阀71、第八开关阀81、第九开关阀91和第十开关阀101，以控制对应微流道的开启和关闭。

将由第一混匀腔170和第二混匀腔120组成的混匀腔室系统设置在检测芯片中段，而其他腔室(诸如，样品腔130、洗脱液腔110、第一清洗液腔 160、第二清洗液腔150、第三清洗液腔140、裂解液腔180和废液腔190) 设置在混匀腔室系统的两侧有助于使各个流道的长度更加均匀，减少流道过长导致的液体残留或产品不稳定。设计各个流道的延伸路径和位置，使得流道彼此之间的间距均匀，以防止一些位置的流道过密，增加制作难度和成本。

可以根据需要选择各个腔室的体积。例如，在一示例中，需要100μL的洗脱液、500μL的裂解液和500μL的第一清洗液，因此，可以将洗脱液腔 110的直径设计成比裂解液腔180和第一清洗液腔160更小，而将裂解液腔 180和第一清洗液腔160的直径设计成相等。如果将洗脱液腔110设计成更大，可能导致洗脱液无法装满腔室底部，从而导致断流。例如，可以将第一混匀腔170和第二混匀腔120设计成具有更高的高度，以容纳更多待混合液体。

例如，本公开的至少一实施例还提供一种检测芯片的操作方法，该操作方法包括：向检测芯片添加样品；将样品与裂解液混合以形成混合液，裂解液可裂解所述样品以形成待检测物质；驱动混合液流动到混匀腔室系统，混匀腔室系统包括第一混匀腔和第二混匀腔，混匀腔室系统具有磁珠，磁珠可吸附所述待检测物质；驱动混合液在第一混匀腔和第二混匀腔之间往返运动，以使混合液和磁珠混匀；分离并处理磁珠，以使待检测物质从磁珠上脱落；以及对待检测物质进行检测。

例如，在至少一个使用场景中，检测芯片可以如下地操作。

S1，加样步骤：打开第三盖件800，将待测样品加入到样品腔130，然后盖上第三盖件800。例如，待测样品的体积可以为10μL-1000μL。

S2，样品释放步骤：打开第十开关阀101，通过挤压样品腔130使样品从样品腔130通过第十微流道10流动到第一混匀腔170，然后关闭第十开关阀101。

S3，裂解液释放步骤：打开第一开关阀11，通过挤压解液腔180使裂解液腔180中的裂解液从裂解液腔180通过第一微流道1流动到第一混匀腔 170，然后关闭第一开关阀11。因此，样品和裂解液在样品腔130中混合，从而样品中的诸如细胞等生物物质被裂解以释放其中的核酸分子。

S4，磁珠吸附步骤：打开第九开关阀91，通过挤压第一混匀腔170使样品和裂解液混合液通过第九微流道9流动到第二混匀腔120以复溶第二混匀腔120中的磁珠。因此，在第二混匀腔120中，混合液中的核酸分子可以被磁珠吸附。

S5，裂解和第一混匀步骤：交替地挤压第一混匀腔170和第二混匀腔 120，使样品、裂解液和磁珠的混合液通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使混合液停留在第一混匀腔170，然后关闭第九开关阀91。

裂解和第一混匀步骤促进了样品、裂解液和磁珠的充分混匀，使得核酸分子被充分释放并且被磁珠充分吸附。例如，交替地挤压第一混匀腔170和第二混匀腔120使样品、裂解液和磁珠的混合液在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动1-100次，以达到预期的混匀效果。

S6，第一磁珠收集和第二混匀步骤：将磁铁从检测芯片的外部靠近第二混匀腔120的底部(即靠近第一柔性层200的一侧)，打开第九开关阀91，通过挤压第一混匀腔170使样品、裂解液和磁珠的混合液通过第九微流道9 从第一混匀腔170流动到第二混匀腔120，交替地挤压第一混匀腔170和第二混匀腔120，使样品、裂解液和磁珠的混合液通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使不具有磁珠的混合液停留在第一混匀腔170，而粘附有核酸分子的磁珠由于磁铁的吸附而停留在第二混匀腔120，然后将磁铁移开并关闭第九开关阀91。

经过第一磁珠收集和第二混匀步骤，实现了吸附有核酸分子的磁珠与混合液中的其他成分的分离。例如，混匀次数(即，往返次数)可以设定为1- 100次。

S7，第一排空废液步骤：打开第六开关阀61，通过挤压第一混匀腔170 使不具有磁珠的混合液作为废液从第一混匀腔170通过第六微流道6流动到废液腔190，然后关闭第六开关阀61。

S8，第一清洗液释放步骤：打开第二开关阀21，通过挤压第一清洗液腔 160使第一清洗液从第一清洗液腔160通过第二微流道2流动到第一混匀腔 170，然后关闭第二开关阀21。

S9，第一清洗和第三混匀步骤：打开第九开关阀91，通过挤压第一混匀腔170使第一混匀腔170中的第一清洗液通过第九微流道9流动到第二混匀腔120以复溶停留于第二混匀腔120的磁珠，交替地挤压第一混匀腔170和第二混匀腔120，使第一清洗液和磁珠的混合液通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使混合液停留在第一混匀腔 170，然后关闭第九开关阀91。例如，混匀次数(即，往返次数)可以设定为1-100次。

已经吸附有核酸分子的磁珠的表面会残留诸如样品和裂解液中的成分的杂质，这些杂质将影响后续的扩增反应和检测等，第一清洗步骤以及后续的第二清洗步骤和第三清洗步骤将移除这些杂质。例如，该第一清洗步骤中的第一清洗液可以用于清洗核酸表面的蛋白质分子。

S10，第二磁珠收集和第四混匀步骤：将磁铁从检测芯片的外部靠近第二混匀腔120的底部，打开第九开关阀91，交替地挤压第一混匀腔170和第二混匀腔120，使第一清洗液和磁珠的混合液通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使不具有磁珠的混合液停留在第一混匀腔170，而粘附有核酸分子的磁珠由于磁铁的吸附而停留在第二混匀腔120，然后将磁铁移开并关闭第九开关阀91。

经过磁珠收集和第二混匀步骤，实现了吸附有核酸分子的磁珠与混合液中的其他成分的分离。例如，混匀次数(即，往返次数)可以设定为1-100 次。

S11，第二排空废液步骤：打开第六开关阀61，通过挤压第一混匀腔170 使不具有磁珠的混合液作为废液从第一混匀腔170通过第六微流道6流动到废液腔190，然后关闭第六开关阀61。

S12，第二清洗液释放步骤：打开第四开关阀41和第五开关阀51，通过挤压第二清洗液腔150使第二清洗液从第二清洗液腔150通过第四微流道4 和第五微流道5流动到第一混匀腔170，然后关闭第四开关阀41和第五开关阀51。

S13，第二清洗和第五混匀步骤：打开第九开关阀91，通过挤压第一混匀腔170使第一混匀腔170中的第二清洗液通过第九微流道9流动到第二混匀腔120以复溶停留于第二混匀腔120的磁珠，交替地挤压第一混匀腔170 和第二混匀腔120，使第二清洗液和磁珠的混合液通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使混合液停留在第一混匀腔170，然后关闭第九开关阀91。例如，混匀次数(即，往返次数)可以设定为1-100次。

例如，该第二清洗步骤中的第二清洗液可以用于清洗磁珠表面的小分子杂质和盐离子。

S14，第三磁珠收集和第六混匀步骤：将磁铁从检测芯片的外部靠近第二混匀腔120的底部，打开第九开关阀91，交替地挤压第一混匀腔170和第二混匀腔120，使第二清洗液和磁珠的混合液通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使不具有磁珠的混合液停留在第一混匀腔170，而粘附有核酸分子的磁珠由于磁铁的吸附而停留在第二混匀腔120，然后将磁铁移开并关闭第九开关阀91。例如，混匀次数(即，往返次数)可以设定为1-100次。

S15，第三排空废液步骤：打开第六开关阀61，通过挤压第一混匀腔170 使不具有磁珠的混合液作为废液从第一混匀腔170通过第六微流道6流动到废液腔190，然后关闭第六开关阀61。

S16，第三清洗液释放步骤：打开第四开关阀41，通过挤压第三清洗液腔140使第三清洗液从第三清洗液腔140通过第四微流道4流动到第一混匀腔170，然后关闭第四开关阀41。

S17，第三清洗和第七混匀步骤：打开第九开关阀91，通过挤压第一混匀腔170使第一混匀腔170中的第三清洗液通过第九微流道9流动到第二混匀腔120以复溶停留于第二混匀腔120的磁珠，交替地挤压第一混匀腔170 和第二混匀腔120，使第一清洗液和磁珠的混合液通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使混合液停留在第一混匀腔170，然后关闭第九开关阀91。例如，混匀次数(即，往返次数)可以设定为1-100次。

例如，该第三清洗步骤中的第三清洗液可以用于清洗残留在磁珠表面的小分子和盐离子。例如，该第三清洗液与第二清洗液相同。由于第二清洗液与第三清洗液相同，因此，第二清洗液腔150与第三清洗液腔140被设计为共用第四微流道4的一部分，以减小检测芯片的体积和简化检测芯片的微流道的布局。

在本实施例中，利用三次清洗和混匀步骤对磁珠进行清洗，以去除磁珠表面的杂质(诸如，小分子、盐离子、蛋白质分子等)。在其他实施例中，可以根据需要选择特定的清洗液以在一次、两次或多于三次的清洗和混匀步骤中对磁珠进行清洗。

S18，第四磁珠收集和第八混匀步骤：将磁铁从检测芯片的外部靠近第二混匀腔120的底部，打开第九开关阀91，交替地挤压第一混匀腔170和第二混匀腔120，使第二清洗液和磁珠的混合液通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使不具有磁珠的混合液停留在第一混匀腔170，而粘附有核酸分子的磁珠由于磁铁的吸附而停留在第二混匀腔120，然后将磁铁移开并关闭第九开关阀91。例如，混匀次数(即，往返次数)可以设定为1-100次。

S19，第四排空废液步骤：打开第六开关阀61，通过挤压第一混匀腔170 使不具有磁珠的混合液作为废液从第一混匀腔170通过第六微流道6流动到废液腔190，然后关闭第六开关阀61。

S20，磁珠烘干步骤：加热第二混匀腔120的底部，将温度保持在例如在30-70℃范围内的一恒定温度一定时间。在烘干水分的蒸发过程中，残留在磁珠表面的清洗液中的有机试剂(诸如乙醇)将通过挥发而被去除。

S21，洗脱液释放步骤：打开第三开关阀31，通过挤压洗脱液腔110使洗脱液从洗脱液腔110通过第三微流道3流动到第二混匀腔120，然后关闭第三开关阀31。

S22，洗脱和第九混匀步骤：打开第九开关阀91，通过挤压第二混匀腔 120使第二混匀腔120中的洗脱液和磁珠混合液通过第九微流道9流动到第一混匀腔170。在加热第一混匀腔170和第二混匀腔120的同时，交替地挤压第一混匀腔170和第二混匀腔120，使洗脱液和磁珠的混合液通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使混合液停留在第一混匀腔170，然后关闭第九开关阀91并停止加热。

在加热和洗脱液的共同作用下，核酸分子将从磁珠表面脱离。此外，通过将洗脱液与磁珠充分混匀，可以更有效地将核酸分子从磁珠表面脱离。最终，停留在第一混匀腔170中的液体将是含有核酸分子的洗脱液，即待扩增样品。例如，混匀次数(即，往返次数)可以设定为1-100次。

S23，第五磁珠收集和第九混匀步骤：将磁铁从检测芯片的外部靠近第二混匀腔120的底部，打开第九开关阀91，交替地挤压第一混匀腔170和第二混匀腔120，使待扩增样品通过第九微流道9在第一混匀腔170和第二混匀腔120之间往返运动，最终使不具有磁珠的待扩增样品停留在第一混匀腔 170，而不带有核酸分子的磁珠由于磁铁的吸附而停留在第二混匀腔120，然后将磁铁移开并关闭第九开关阀91。例如，混匀次数(即，往返次数)可以设定为1-100次。

S24，到扩增腔410的转移步骤：打开第七开关阀71和第八开关阀81，通过挤压第一混匀腔170使待扩增样品通过第七微流道7流动到扩增腔410 以复溶扩增腔410中的扩增试剂，进而在充满扩增腔410之后通过第八微流道8流动到透气腔1100，然后关闭第七开关阀71和第八开关阀81。这样的转移步骤有助于使待扩增样品充满扩增腔410，多余的含有核酸分子的洗脱液将停留在第七微流道7、第八微流道8或透气腔1100中。

S25，扩增步骤：对扩增腔进行循环加热以对其中的带扩增样品进行扩增，然后检测扩增后的样品的诸如光学特性的特性，以得到检测结果。

上述操作过程可以通过检测装置来操作检测芯片来实现。例如，可以S1 步骤后将检测芯片放入检测装置的适当位置，然后由检测装置的相关部件对检测芯片进行操作。

根据本公开的实施例的检测芯片可以对原始样品进行从加样到检测的全过程处理，具有高的集成度。

此外，如上所述，在上述实施例中，利用第一混匀腔作为中介腔室，实现了多个处理步骤的有效集成和相对隔离。

本领域技术人员应当理解，根据本公开实施例的检测芯片可以根据与上述不同的顺序进行操作，或者省略上述步骤中的一个或多个，或者重复上述步骤中的一个或多个。例如，当加入的样品是已经经过裂解处理的细胞悬液，则可以省略与裂解相关的步骤。

此外，本领域技术人员应当理解，检测芯片可以省略例如样品腔130、洗脱液腔110、第一清洗液腔160、第二清洗液腔150、第三清洗液腔140、裂解液腔180、第一混匀腔170、第二混匀腔120、废液腔190和透气腔1100 中一个或多个，以适应不同应用的需求。

下面将结合附图来对第一柔性层200在储存腔处的打开状态和封闭状态进行说明。

如上所述，第一柔性层200在第一基体100的至少一个储存腔处处于打开状态或封闭状态。

下面参照图9A-图12详细介绍第一柔性层200在储存腔处的打开状态和封闭状态。

图9A示出了根据本公开的实施例的检测芯片在一储存腔处的透视图，其中第一柔性层200处于打开状态。图9B示出了图9A的局部放大图。图 10示出了根据本公开实的实施例的检测芯片在一储存腔处的剖视图，其中第一柔性层200处于封闭状态。图11示出了根据本公开实的实施例的检测芯片在一储存腔处的另一剖视图，其中第一柔性层200处于打开状态。图12示出了根据本公开的实施例的第一基体100在储存腔处的透视图。

如图9A-图12所示，储存腔在第一基体100的第一侧100a具有第一开口，在与第一侧100a相反的第二侧100b具有第二开口。第一柔性层200在储存腔处附接到第一基体100的第一侧100a，而第二柔性层300在该储存腔处附接到第一基体100的与第一侧100a相反的第二侧100b，以在第二侧 100b处封闭该储存腔的第二开口。

第一基体100在第一侧100a处具有第一粘结区域111a和第二粘结区域 111b。第一柔性层200可以在第一粘结区域111a和第二粘结区域111b处附接到第一基体100的第一侧100a。附接强度被定义为使第一柔性层200与第一基体100完全分离所需要施加的总撕开力的大小。在本实施例中，第一柔性层200在第一粘结区域111a处对第一基体100的第一附接强度小于和第一柔性层200在第二粘结区域111b处对第一基体100的第二附接强度。第一粘结区域111a和第二粘结区域111b分别为弱粘结区域和强粘结区域。例如，第一附接强度在1N-50N的范围内，例如35N，第二附接强度在50N- 500N的范围内，例如100N。这里，第一基体100和第一柔性层200在第一粘结区域111a处的粘结面积小，因而粘结力较弱。此外，也可以通过区分不同区域的粘结工艺参数，例如，热压封的温度和压力、胶水的粘结力、不同区域处的基体的表面微结构(例如，凹凸结构)等来控制第一粘结区域111a 和第二粘结区域111b处的附接强度。

第一基体100的在第一侧100a的表面设置有缓冲槽111和与缓冲槽111 连通的用于形成微流道的基体凹槽100c。例如，该微流道可以为第一微流道 1、第二微流道2、第三微流道3等。在本示例中，缓冲槽111为环形，并且围绕储存腔设置，以在缓冲槽111的内侧限定环形的第一粘结区域111a并且在缓冲槽111的外侧限定第二粘结区域111b。当第一柔性层200处于封闭状态时，其在第一粘结区域111a和第二粘结区域111b二者处附接到第一基体100的第一侧100a，以至少封闭对应的储存腔的第一开口，当第一柔性层 200处于打开状态时，其在第二粘结区域111b处附接到第一基体100的第一侧100a并且在第一粘结区域111a处与第一基体100分离，以打开对应的储存腔的第一开口。

通过设置第一粘结区域111a和第二粘结区域111b，第一柔性层200可以通过在储存腔处挤压第二柔性层300而在第一粘结区域111a处精确地与第一基体100分离，从而允许对储存腔的打开和封闭进行精确和灵活的控制。

例如，储存腔(例如，如上所述的储液腔)可以预先存储有试剂，这些试剂被封闭在储存腔中，并被允许与检测芯片一起销售。在使用检测芯片时，用户不用再向储液腔中添加试剂，即可开始使用检测芯片。即，可以通过顶杆(例如图10中的顶杆910)挤压第二柔性层300，使得第一柔性层200从封闭状态转换为打开状态，从而允许预先存储的试剂被释放。因此，方便了检测芯片的使用。根据本公开的实施例的储存腔允许试剂的长期存放，例如长达一年。并且，第一基体100、第一柔性层200和第二柔性层300可以被设计为隔离空气和液体，因此，存储在储存腔中的试剂与空气和外部物质隔绝，在检测芯片的运输过程中保持稳定。此外，通过控制顶杆910的行程，可以定量地控制挤压储液腔中试剂的量，从而实现定量释放的效果。

由于存在缓冲槽111，粘结区域被分离为第一粘结区域111a和第二粘结区域111b这两个粘结区域。因此，当试剂由于在第一粘结区域111a处第一基体100与第一柔性层200的分离而从储液腔释放时，将先进入缓冲槽111 中以减缓试剂瞬时流速，消除试剂对第二粘结区域111b的冲击，避免将第二粘结区域111b与第一基体100分离，消除暴冲现象。接着，试剂将从缓冲槽111进入微流道，从而经由微流道进入到其他腔室。此外，因为第一基体100和第一柔性层200在第一粘结区域111a处的粘结面积小且粘结力较弱，储存腔中的试剂受到挤压时，其初始仅需要使第一粘结区域111a中的任意一部分与第一基体100分离，即可导致整个第一粘结区域111a与第一基体100分离，保证了试剂释放的成功率。因此，缓冲槽111使得第一柔性层 200在第一粘结区域111a处到第一基体100的附接更容易被破坏，而防止了第一柔性层200在第二粘结区域111b处到第一基体100的附接被破坏，精确地控制了当第一柔性层200处于打开状态时储存腔与微流道被连通的部分的位置和尺寸。

缓冲槽111的深度可以在0.01mm-5mm的范围内，例如0.5mm，宽度 (当缓冲槽111为环形时，为其外径与内径之差)可以在0.01mm-5mm的范围内，例如1mm。深度和宽度的增大会导致试剂残留，导致试剂的定量释放不准确。深度和宽度的减小会导致流体阻力增大，不利于试剂的释放。当缓冲槽111为环形时，其内径由储存腔的尺寸决定，例如，在3-20mm的范围内。缓冲槽111的底部表面可以是疏水表面，这有利于减小试剂残留。

在本实施例中，第一基体100在第一粘结区域111a处为一圆环凸台113，该圆环凸台113的宽度例如在0.01mm-5mm的范围内，其内径由储存腔的尺寸决定，例如，在3mm-20mm的范围内。在本实施例中，第一基体100在第一粘结区域111a粘结区域处的表面大致平齐。例如，第一柔性层200可以通过如上所述的中间层500附接到第一基体100的第一侧100a。

图10和图11示出了顶杆910挤压第二柔性层300的过程，利用顶杆 910作用在第二柔性层300上以使第二柔性层300变形，压缩储存腔形成的密闭体积。当顶杆910使第二柔性层300的变形量足够大时，储存腔内部的压强足够大，第一柔性层200因受到挤压而发生变形，从而使得第一柔性层 200在第一粘结区域处与第一基体100分离。当第一柔性层200在第一粘结区域111a处与第一基体100分离时，储存腔中的密闭体积被破坏，储存腔与缓冲槽111连通，继续挤压第二柔性层300以推动试剂进入缓冲槽111接着经由缓冲槽111进入微流道，从而释放试剂到检测芯片的其他工作区域。在第二柔性层300被挤压过程中，第二柔性层300以及进而的第一柔性层 200受到挤压力F1，第一柔性层200在第一粘结区域111a处与第一基体100 分离的撕裂力为F2，F2≈F1。由于缓冲槽111的存在，第一柔性层200在第二粘结区域111b处与第一基体100分离的撕裂力为F3，F3≈0。因此，粘结区域被分离为第一粘结区域111a和第二粘结区域111b这两个受力区域。此外，当第一柔性层200在第一粘结区域111a处与第一基体100分离并且试剂进入缓冲槽111和微流道中时，第一柔性层200在第二粘结区域111b处与第一基体100分离的撕裂力由F3增大到F4，由于试剂在微流道中缓慢流动，因此F4远小于F2。第一柔性层200在第二粘结区域111b处于第一基体100的粘结将不被破坏。

本领域技术人员应当理解，缓冲槽111还可以为其他形状，并且可以仅部分地围绕储存腔设置。基本上完全围绕储存腔设置的缓冲槽111有利于更好地限定第一粘结区域111a和第二粘结区域111b。

图38A示出了根据本公开的另一实施例的第一基体100在一储存腔处的透视图，图38B示出了图38A的第一基体100在储存腔处的剖视图。

如图38A-38B所示，环形凸台113可以包括彼此环绕的多个子环形凸台，该多个子环形凸台共同形成在第一粘结区域111a处的凹凸结构，并且该多个子环形凸台的顶表面共同形成作为弱粘结区域的第一粘结区域111a。由于第一粘结区域111a被划分为对应于多个子环形凸台的多个子粘结区域，因此，第一粘结区域111a处的第一粘结强度被进一步减小。这里，用于形成多个子环形凸台的凹槽的深度等于缓冲槽111的深度。在其他实施例中，用于形成多个子环形凸台的凹槽的深度可以小于缓冲槽111的深度。

在图38A-38B所示的实施例中，子环形凸台为2个。图39示出了根据本公开的另一实施例的第一基体100在一储存腔处的透视图，其中，子环形凸台为3个，本公开不限于此。各子环形凸台的宽度可以在0.001mm-100mm 的范围内，其间隔可以在0.001mm-100mm的范围内。

图40A示出了根据本公开的另一实施例的第一基体100在一储存腔处的透视图，图40B示出了图40A的第一基体100在储存腔处的剖视图。

环形凸台113的横截面可以朝向第一侧100a缩小，例如为如图40A和 40B所示的弧形截面，或者，可以为梯形截面等。由于环形凸台113的横截面在朝向第一侧100a缩小，因此作为弱粘结区域的第一粘结区域111a处的第一粘结强度进一步减小。

图41示出了根据本公开的另一实施例的第一基体100在一储存腔处的透视图。如图41所示，环形凸台113可以包括多个子环形凸台(这里为两个)，该多个子环形凸台的横截面均为弧形截面。该各子环形凸台的宽度(即，底部宽度)可以在0.001mm-100mm的范围内，其间隔可以在0.001mm-100mm 的范围内。图13示出了根据本公开的另一实施例的检测芯片在一储存腔处的纵向剖视图，其中第一柔性层200处于封闭状态。图14示出了图中的储存腔处的另一纵向剖视图，其中第一柔性层200处于打开状态。图15示出了在图中的储存腔处的横向剖视图。

如图13-15所示，第一柔性层200在储存腔处附接到第一基体100的第一侧100a，而第二柔性层300在该储存腔处附接到第一基体100的与第一侧 100a相反的第二侧100b，以在第二侧100b处封闭该储存腔。第一基体100 的在第一侧100a的表面被划分为第一粘结区域111c和第二粘结区域111d。第一粘结区域111c被设置在第一基体100的储存腔与用于形成微流道的基体凹槽100c之间。例如，该微流道可以为第一微流道1、第二微流道2、第三微流道3等。该第一柔性层200可以在第一粘结区域111c和第二粘结区域111d处附接到第一基体100的第一侧100a。当第一柔性层200处于封闭状态时，其在第一粘结区域111c和第二粘结区域111d二者处附接到第一基体100的第一侧100a，以至少封闭对应的储存腔，当第一柔性层200处于打开状态时，其在第二粘结区域111d附接到第一基体100的第一侧100a并且在第一粘结区域111c与第一基体100分离，以液体地打开对应的储存腔。

通过设置第一粘结区域111c和第二粘结区域111d，第一柔性层200可以通过在储存腔处挤压第二柔性层300而在第一粘结区域111c处与第一基体100分离，从而允许对储存腔的打开和封闭进行精确和灵活的控制。

此外，试剂可以预先存储在储存腔中，并被允许与检测芯片一起销售。

在本实施例中，第一柔性层200在第一粘结区域111c处到第一基体100 的第一附接强度小于在第二粘结区域111d处到第一基体100的第二附接强度。第一粘结区域111c用作弱粘结区域，第二粘结区域111d用作强粘结区域。弱粘结区域通过第一基体100面对第一柔性层200的表面在第一粘结区域111c处的多个凹凸结构112来实现的。

图16A-16D示出了根据本公开的实施例的凹凸结构112的示意图，其分别示出了凹凸结构的透视示意图和剖视示意图。

如图16A-16D所示，凹凸结构112可以为长条形，并且多个长条形的凹凸结构112彼此间隔一距离布置。例如，凹凸结构112可以以在0.1mm-5mm 的范围内的周期布置。例如，凹凸结构112在垂直于第一基体100的表面的垂直方向上的最大深度差在0.1mm-3mm的范围内。例如，凹凸结构112的数量为2-5个。例如，凹凸结构112可以包括多个波浪形凹凸结构112(或弧形截面凹凸结构112，如图16A)，其以1mm的周期(即相邻凹凸结构112 的顶点之间的距离)间隔布置，波浪凸起高度为0.2mm，波浪底部宽0.5mm。例如，凹凸结构112可以包括多个矩形截面凹凸结构112(如图16B)，其以 1mm的周期(即相邻凹凸结构112的顶点之间的距离)间隔布置，矩形凸起高度为0.2mm，矩形宽0.1mm。例如，例如，凹凸结构112可以包括多个梯形截面凹凸结构112(如图16C)，其以1mm的周期(即相邻凹凸结构112 的顶点之间的距离)间隔布置，梯形凸起高度为0.2mm，梯形底部宽0.5mm。附接地或替代地，多个凹凸结构112可以布置成阵列。例如，凹凸结构112 可以为圆形凹槽(如图16D)，其个数为2-20个，圆形凹槽之间的间距为 0.1mm，圆孔直径为0.45mm。此外，例如，凹凸结构112还可以为矩形凹槽、三角形凹槽等。各个凹凸结构112可以相同也可以不同。第一基底100 的凹凸结构112与第一柔性层200的粘结面积小，因此，粘结力降低，同时，多个凹凸结构112的设置提高了在第一粘结区域111c处第一基底100的结构稳定性，当其中一个凹凸结构112失效时，其他凹凸结构112仍然起到密封作用。凹凸结构112可以与第一基体100一起通过诸如注塑或机加工等方式一体成型，因此，加工简单。此外，无需在第一粘结区域111c处和第二粘结区域111d处采取不同的粘结方式或粘结参数即可形成粘结强度不同的粘结区域。通过多个凹凸结构112来实现第一粘结区域111c和第二粘结区域 111d的划分，而不是通过控制温度、压力、材料等工艺参数，简化了检测芯片的制备工艺，有助于大规模制造，并且提高检测芯片的成品率。

以下将结合附图对实施例的微流道中的开关阀进行描述。

如上所述，第一微流道1、第二微流道2、第三微流道3、第四微流道4、第五微流道5、第六微流道6、第七微流道7、第八微流道8、第九微流道9 和第十微流道10中分别设置有第一开关阀11、第二开关阀21、第三开关阀 31、第四开关阀41、第五开关阀51、第六开关阀61、第七开关阀71、第八开关阀81、第九开关阀91和第十开关阀101，以控制对应微流道的开启和关闭。

下面介绍根据本公开的至少一实施例的开关阀，该第一至第十开关阀 101可以被设计成这样的开关阀。

图17示出了根据本公开的实施例的开关阀的一部分的示意透视图，图 18示出了图17中第一基体100的基体凹槽100c的透视图，图19-22示出了根据本公开的实施例的开关阀的剖视图，该剖视图可以为沿图17中线L-L 截取的。其中，图19为开关阀的分解剖视图，图20为开关阀处于正常打开状态的剖视图，图21为开关阀处于完全打开状态的剖视图，图22为开关阀处于关闭状态的剖视图。

如图17-22所示，在至少一个示例中，开关阀由第一基体100的基体凹槽100c、中间层500中的中间层贯通槽510以及第一柔性层200形成。基体凹槽100c具有将基体凹槽100c断开成两个子基体凹槽的断开区域，中间贯通槽510包括阀作用区域511。阀作用区域511在第一基体100的表面的方向上的投影与基体凹槽100c的断开区域以及两个子基体凹槽的一部分的投影重叠，使得两个子基体凹槽100c能够通过阀作用区域511连通。

在不受外力作用的情况下，开关阀处于打开状态(见图20)。当流体流动到开关阀处，受到流体压力的作用，第一柔性层200将变形，使得第一柔性层200与第一基体100之间在按压阀作用区域511处的最小间隙扩大，以使流体充分流过处于完全打开状态下的开关阀(见图21)。当开关阀处于打开状态时，该最小间隙例如在0.001mm-1mm的范围。在按压阀作用区域511 时(例如通过按压杆)，第一柔性层200将变形以与第一基体100贴合，使得最小间隙为0，从而关闭开关阀(见图22)。

例如，在其他实施例中，开关阀的开启与关闭也可以通过其他合适的方式控制，例如通过气泵等，此时，气泵可以通过对第一柔性层200施加气压 (正压或负压)，以使第一柔性层200变形，进而控制开关阀的开启与关闭，例如气泵还可以通过对第一柔性层200施加气压的强度来控制开关阀的开启程度。

例如，基体凹槽100c的宽度可以在0.1mm-3mm的范围内，其深度可以在0.2mm-2mm的范围内。例如，阀作用区域511可以为圆形，其直径在 0.2mm-6mm的范围内。阀作用区域511在第一基体100的表面的方向上的投影与基体凹槽100c的断开区域以及两个子基体凹槽的一部分的投影重叠。例如，重叠的区域的面积可以为阀作用区域511的面积的例如5％-50％，例如10％-30％。重叠区域的面积的这样的范围有助于阀的完全关闭以及充分打开。

下面将结合附图对样品腔进行说明。

如上所述，第一基体100包括样品腔130，其具有在第一基体100的第一侧100a的样品腔开口和在第一基体100的第二侧100b的样品腔开口。在第一基体100的第一侧100a的样品腔开口被第一柔性层200覆盖，在第一基体100的第二侧100b的样品腔开口被第三盖件800覆盖。

作为储存腔中的一个，附接到样品腔130处的第一柔性层200可以先处于封闭状态。当向样品腔130添加样品时，加入到样品腔130中的样品不会流动到其他工作区域，而保留在样品腔130中。

图23示出了根据本公开的实施例的检测芯片在样品腔130处的透视图。图24示出了图23中检测芯片在样品腔130处的另一透视图，其中第三盖件 800被移除。图25示出了图23中检测芯片在样品腔130处的剖视透视图。图26示出了根据本公开的实施例的第三盖件800的透视图。

如图23-26所示，第一基体100包括围绕样品腔130的第三透气槽131，用于使样品腔130选择性地与外界气体连通，从而消除样品腔130内的负压状态。第三透气槽131由第三外壁132和在样品腔130和第三透气槽131之间的第三内壁133形成。第三透气槽131中可以设置有连接第三外壁132和第三内壁133的加强筋，用于增强第三外壁132和第三内壁133结构强度，例如，以防止在盖上第三盖件800的过程中损坏第三外壁132、第三内壁133 等。例如，加强筋可以在周向方向上以等间隔设置。

如图23和24所示，第三盖件800可以被打开和关闭。可以打开第三盖件800而向样品腔130中添加样品然后盖上第三盖件800。

第三盖件800包括第三盖柔性部分811、围绕第三盖柔性部分811的第三密封凹槽812、围绕密封面的第三突起813和围绕第三突起813的第三支撑边814。该第三密封凹槽812的底面抵接第三内壁133的端面，该第三突起813插入到第三透气槽131中，该第三支撑边814被第三外壁132支撑。第三突起813还设置有面对第三内壁133且延伸到第三密封凹槽812中的第三透气通道816。第三透气通道816可以为多个，例如，四个，其沿第三盖件800的周向间隔地设置。第三透气通道816配置为在第三盖柔性部分811 不被按压的情况下连通样品腔130和第三透气槽131，以使得气体可以通过其从样品腔130排出到第三透气槽131中并且从第三透气槽131进入样品腔 130。通过按压第三盖柔性部分811，第三密封凹槽812的底面将紧密抵接第三内壁133使得样品腔130被密封。因此，在按压第三盖柔性部分811的情况下，样品腔130不能通过第三透气通道816与第三透气槽131连通。这样，当第三盖柔性部分811因被挤压(例如，通过顶杆910)而变形时，将使样品腔130处的第一柔性层200由封闭状态转换到打开状态，从而使得样品腔 130被打开并且样品腔130中的样品能够流出。当外力撤销，第三盖柔性部分811不被挤压时，检测芯片外部的空气将通过第三透气槽131、第三透气通道816进入样品腔130，从而消除样品腔130的负压状态。

第三内壁133的厚度可以在0.1mm-5mm的范围内，第三外壁132的厚度可以在0.1mm-5mm的范围内。第三支撑边814的宽度可以在1mm-5mm 的范围内，以使第三支撑边814具有一定强度。

此外，第三盖件800可以包括设置在第三支撑边814中的翻盖突起815，其位置与设置在第三外壁132中的翻盖槽135对应，以方便用户打开第三盖件800。

下面将结合附图对实施例的混匀系统进行介绍。

如上所述，混匀系统包括第一混匀腔170和第二混匀腔120，其通过第九微流道9彼此连通。第一混匀腔170具有分别在第一基体100的第一侧 100a和在第一基体100的第二侧100b的两个第一混匀腔开口。第二混匀腔120具有分别在第一基体100的第一侧100a和在第一基体100的第二侧100b 的两个第二混匀腔开口。位于第一侧100a的第一混匀腔开口和位于第一侧 100a的第二混匀腔开口被第一柔性层200覆盖，位于第二侧100b的第一混匀腔开口被第一盖件710覆盖，位于第二侧100b的第二混匀腔开口被第二盖件720覆盖。在本实施例中，第一盖件710和第二盖件720形成为一体的混匀盖件700，从而可以方便操作，并且允许共用如下所述的混匀腔通孔730 等结构，减小混匀系统的体积和制造成本。

图27示出了根据本公开的实施例的检测芯片在混匀系统处的透视图。图28示出了图27中检测芯片在混匀系统处的另一透视图，其中混匀盖件 700被移除。图29示出了图27中检测芯片在混匀系统处的另一透视图，其中第三气体隔离膜630被移除。图30示出了根据本公开的实施例的混匀盖件700的透视图。图31示出了根据本公开的实施例的粘结圈740的透视图。图32示出了根据本公开实施例的混匀系统的剖视图。图33示出了根据本公开实施例的混匀系统处的基体凹槽100c的俯视图。

如图27-33所示，第一基体100包括围绕第一混匀腔170的第一透气槽 171和围绕第二混匀腔120的第二透气槽121，第一透气槽171由第一外壁172和在第一混匀腔170和第一透气槽171之间的第一内壁173形成，第二透气槽121由第二外壁122和在第一混匀腔170和第二透气槽121之间的第二内壁123形成。第一透气槽171中可以设置有连接第一外壁172和第一内壁173的加强肋，用于增强第一混匀腔170的结构强度。第二透气槽121中可以设置有连接第二外壁122和第二内壁123的加强肋，用于增强第二混匀腔120的结构强度。

第一盖件710包括第一盖柔性部分711、围绕第一盖柔性部分711的第一密封凹槽712、围绕第一密封凹槽712的第一突起713和围绕第一突起713 的第一支撑边714。第一密封凹槽712的底面抵接第一内壁173的端面，第一突起713插入到第一透气槽171中，第一支撑边714被第一外壁172支撑。第一突起713还设置有面对第一内壁173且延伸到第一密封凹槽712中的第一透气通道716。第一透气通道716配置为在第一盖柔性部分711不被按压的情况下连通第一混匀腔170和第一透气槽711，以使得气体可以通过其从第一混匀腔170排出到第一透气槽171中并且从第一透气槽171进入第一混匀腔170。通过按压第一盖柔性部分711，第一密封凹槽712的底面将紧密抵接第一内壁173使得第一混匀腔170被密封。因此，在按压第一盖柔性部分711的情况下，第一混匀腔170不能通过第一透气通道716与第一透气槽171连通。这样，当第一盖柔性部分711因被挤压(例如，通过顶杆910) 而变形时，将使第一混匀腔170处的第一柔性层200由封闭状态转换到打开状态，从而使得第一混匀腔170被打开并且第一混匀腔170中的试剂能够流出。当外力撤销，第一盖柔性部分711不被挤压时，检测芯片外部的空气将通过第一透气槽171、第一透气通道716进入第一混匀腔170，从而消除第一混匀腔170的负压状态。

第二盖件720包括第二盖柔性部分721、围绕第二盖柔性部分721的第二密封凹槽722、围绕第二密封凹槽722的第二突起723和围绕第二突起723 的第二支撑边724。第二密封凹槽722的底面抵接第二内壁123的端面，第二突起723插入到第二透气槽121中，第二支撑边724被第二外壁122支撑。第二突起723还设置有面对第二内壁123且延伸到第二密封凹槽722中的第二透气通道726。第二透气通道726配置为在第二盖柔性部分721不被按压的情况下连通第二混匀腔120和第二透气槽721，以使得气体可以通过其从第二混匀腔120排出到第二透气槽122中并且从第二透气槽122进入第二混匀腔120。通过按压第二盖柔性部分721，第二密封凹槽722的底面将紧密抵接第二内壁123使得第二混匀腔120被密封。因此，在按压第二盖柔性部分721的情况下，第二混匀腔120不能通过第二透气通道726与第二透气槽122连通。这样，当第二盖柔性部分721因被挤压(例如，通过顶杆910) 而变形时，将使第二混匀腔120处的第二柔性层200由封闭状态转换到打开状态，从而使得第二混匀腔120被打开并且第二混匀腔120中的试剂能够流出。当外力撤销，第二盖柔性部分721不被挤压时，检测芯片外部的空气将通过第二透气槽122、第二透气通道726进入第二混匀腔120，从而消除第二混匀腔120的负压状态。

在本实施例中，第一透气槽171和第二透气槽121通过连接透气槽174 彼此连通。第一盖件710和第二盖件720形成为一体的混匀盖件700。

混匀盖件700在连接透气槽174处设置有混匀腔通孔730。检测芯片还包括在混匀腔通孔730处附接到混匀盖件700的第三气体隔离膜630，使得连接透气槽174通过第三气体隔离膜630和混匀腔通孔730与检测芯片的外部气体地连通并液体地隔离。当第一盖件710和第二盖件720分开设置时，该可以分别在第一透气槽171和第二透气槽121处设置第一盖件710中的通孔、第二盖件720中的通孔以及对应的气体隔离膜。第三气体隔离膜630可以为复合膜，其包括聚酯基底和疏水的ePTFE膜。此外，在所示实施例中，第三气体隔离膜630从混匀盖件700的远离第一基体100的一侧附接到混匀盖件700。然而，本领域技术人员应当理解，第三气体隔离膜630还可以从混匀盖件700的另一侧附接到混匀盖件700。

此外，混匀腔还包括粘结圈740，该粘结圈740设置在第一支撑边714 与第一外壁172之间以及第二支撑边724与第二外壁122之间，以将第一支撑边714粘结到第一外壁172并且将第二支撑边724粘结到第二外壁122。本领域技术人员应当理解，当第一盖件710和第二盖件720分开设置时，该粘结圈740也将分离为两个单独的粘结圈。

当进行混匀步骤时，例如将第二混匀腔120中的流体转移到第一混匀腔 170中，可以打开第九开关阀91，挤压第二混匀腔120的第二盖件720的第二盖柔性部分721使其变形。当第二盖柔性部分721被挤压时，第二混匀腔 120与外部气体隔离，第二混匀腔120中的试剂将经由第九微流道9流动到第一混匀腔170中。此时，第一混匀腔170中的空气将通过第一透气通道716、第一透气槽171、混匀腔通孔730、第三气体隔离膜630而被排出到第一混匀腔120的外部，以使试剂顺利地从第二混匀腔120流动到第一混匀腔 170中。当不再挤压第二混匀腔120使，外部空气将通过第二透气通道726、第二透气槽121、混匀腔通孔730、第三气体隔离膜630而被进入到第二混匀腔120中，以消除第二混匀腔120中由于第二盖柔性部分721不再变形而产生的负压状态。将第一混匀腔170中的流体转移到第二混匀腔120中的过程于此类似。图32中的箭头示出了在第二混匀腔120中的流体转移到第一混匀腔170的过程中的空气和试剂的流动。

当进行试剂到第一混匀腔170的释放步骤时，第一混匀腔170中的空气将通过第一透气通道716、第一透气槽171、混匀腔通孔730、第三气体隔离膜630而被排出到第一混匀腔170的外部，以使试剂顺利地流动到第一混匀腔170中。

图34A-D示出了根据本公开的实施例的混匀系统的另一剖视图，其示出了将磁珠930复溶和与试剂混匀的步骤，图中的箭头示出了空气的流动。

如图34A所示，将磁铁920远离第二混匀腔120，试剂置于第一混匀腔 170处。打开第九开关阀91，通过挤压第一盖件710的第一盖柔性部分711 而使试剂从第一混匀腔170经由第九微流道9流动到第二混匀腔120以复溶第二混匀腔120中的磁珠930。此时，空气经由第二透气通道726、第二透气槽121、混匀腔通孔730、第三气体隔离膜630而被排出到第二混匀腔120 外部。如图34B所示，释放对第一盖件710的第一盖柔性部分711的挤压。此时，空气经由第一透气通道716、第一透气槽171、混匀腔通孔730、第三气体隔离膜630而进入到第一混匀腔170。如图34C所示，通过挤压第二盖件720的第二盖柔性部分721而使混合有磁珠930的试剂从第二混匀腔120 经由第九微流道9流动到第一混匀腔170。如图34D所示，释放对第二盖件 720的第二盖柔性部分721的挤压。此时，空气经由第二透气通道726、第二透气槽121、混匀腔通孔730、第三气体隔离膜630而进入到第二混匀腔 120。

图35A-D示出了根据本公开的实施例的混匀系统的另一剖视图，其示出了磁珠930收集和混匀步骤，图中的箭头示出了空气的流动。

如图35A所示，磁铁920远离第二混匀腔120，混合有磁珠930的试剂置于第一混匀腔170处。打开第九开关阀91，通过挤压第一盖件710的第一盖柔性部分711而使混合有磁珠930的试剂从第一混匀腔170经由第九微流道9流动到第二混匀腔120。此时，空气经由第二透气通道726、第二透气槽121、混匀腔通孔730、第三气体隔离膜630而被排出到第二混匀腔120 外部。如图35B所示，释放对第一盖件710的第一盖柔性部分711的挤压，将磁铁920靠近第二混匀腔120。此时，空气经由第一透气通道716、第一透气槽171、混匀腔通孔730、第三气体隔离膜630而进入到第一混匀腔170。如图35C所示，通过挤压第二盖件720的第二盖柔性部分721而使试剂从第二混匀腔120经由第九微流道9流动到第一混匀腔170。此时，由于磁铁920 对磁珠930的吸引，磁珠930留在第二混匀腔720中。如图35D所示，释放对第二盖件720的第二盖柔性部分721的挤压。此时，空气经由第二透气通道726、第二透气槽121、混匀腔通孔730、第三气体隔离膜630而进入到第二混匀腔120。

下面将结合附图对本公开实施例的废液腔进行介绍。

如图1-7所示，第一基体100包括废液腔190，其具有在第一基体100 的第一侧100a的废液腔开口和在第一基体100的第二侧100b的废液腔开口。在第一基体100的第一侧100a的废液腔开口被第一柔性层200覆盖，在第一基体100的第二侧100b的废液腔开口由第二柔性层300覆盖，用于收集和存储废液。第二柔性层300的第一部分310中可以设置有废液腔通孔 311，该废液腔通孔311与第一基体100中的废液腔190对齐。此外，检测芯片还包括第一气体隔离膜610，该第一气体隔离膜610附接到第二柔性层 300的废液腔通孔311处并且可以为阻止液体透过并且允许气体透过的防水透气膜。因此，废液腔190通过第一气体隔离膜610和废液腔通孔311与检测芯片的外部气体地连通并液体地隔离。因此，废液可以在废液腔190中的气体流出废液腔190的同时流入废液腔190，而废液腔190中的废液则不会流出废液腔190而污染检测环境。第一气体隔离膜610可以为复合膜，其包括聚酯基底和疏水的ePTFE膜。此外，在所示实施例中，第一气体隔离膜 610从第二柔性层300的远离第一基体100的一侧附接到第二柔性层300。然而，本领域技术人员应当理解，第一气体隔离膜610还可以从第二柔性层 300的另一侧附接到第二柔性层300。

下面将结合附图对本公开实施例的扩增腔进行介绍。

图36和图37分别示出了检测芯片的局部俯视图和局部仰视图。

如上所述，第二基体400附接到第一柔性层200的与第一基体100相反的一侧。如图36和图37所示，第一基体100包括第一定位结构1140，第二基体400包括第二定位结构420。该第一定位结构1140与该第二定位结构 420的位置对应以将第二基体400相对于第一基体100定位。通过将第二基体400的粘结面附接到第一柔性层200，从而将第二基体400附接到第一柔性层200。

第二基体400形成有配置为储存有扩增试剂的扩增腔410。例如，扩增试剂可以为预先存储在扩增腔410中的冻干分子，其包括扩增所需要的酶、探针、引物和其他试剂等。

如图8、图36、图37所示，扩增腔410的一端自身封闭，另一端具有开口。该开口可以为长条形。第二基体400相对于第一基体100定位成使得开口的一端与第一柔性层200中的第一流道出口210和中间层500中的第一中间层通孔520对齐，并且开口的另一端与第一柔性层200中的第二流道出口220和中间层500中的第二中间层通孔530对齐。因此，扩增腔410的开口的一端通过第一流道出口210和中间层500中的第一中间层通孔520连接到第七微流道7，并且该开口的另一端通过第二流道出口220和中间层500 中的第二中间层通孔530连接到第八微流道8。第七微流道7和第八微流道 8分别连接到长条形开口的两端有助于使待扩增试剂(例如，含有核酸分子的洗脱液)充满扩增腔410，并且防止气泡的产生，从而对进入扩增腔410 中的被检测试剂的体积实现精确的定量。因此，待扩增试剂可以从第一混匀腔170经由第七微流道7和开口的一端流动到扩增腔410，并且在填充满扩增腔410后经由开口的另一端和第八微流道8流动到透气腔1100，该透气腔 1100可以将空气排出到检测芯片外部。

第一柔性层200中的第一流道出口210和中间层500中的第一中间层通孔520的尺寸被设计成大于第七微流道7的宽度，并且第一柔性层200中的第二流道出口220和中间层500中的第二中间层通孔530的尺寸被设计成大于第八微流道8的宽度，以避免由于检测芯片制造时的对准误差而导致第七微流道7和第八微流道8的堵塞。例如，第七微流道7和第八微流道8可以为1mm，第一柔性层200中的第一流道出口210和第二流道出口220以及中间层500中的第一中间层通孔520和第二中间层通孔530的直径可以为 1.2mm。

在根据本公开的实施例中，通过合理设计扩增腔410的形状和尺寸，进入扩增腔410中的被检测试剂可以在毛细管作用下主动润湿扩增腔410的体积，减少扩增腔410内的气泡的产生。例如，扩增腔410的体积可以在10- 100μL的范围内，例如50μL。在相同核酸片段浓度下，扩增体系体积越大，检测下限越低，灵敏度越高，芯片性能越好；另一方面，扩增体系体积越大，相同功率下扩增体系升温和降温速率越慢，扩增时间越长，芯片性能越差。在50μL的试剂体积下加热效率、检测下限可以取得平衡。通过具有固定体积的刚性扩增腔410填充试剂，可以对进入扩增腔410中的被检测试剂的体积进行定量。例如，该开口的宽度可以在0.1mm-3mm的范围内，例如1.5mm。较小的开口宽度有利于被检测试剂借助于毛细管力流动到扩增腔410。

第二基体400由诸如PMMA、PC、PP、PS等的高分子材料注塑成型，优选由PP和PC制成。此外，第二基体400可以被表面修饰，使得酶、核酸分子等不易粘附到第二基体400的表面。

第二基体400可以为一体件，因此，结构简单，加工方便，降低了检测芯片的成本。

例如，第二基体400可以由对检测光透明的材料制成。检测光包括入射到扩增腔410中以激发扩增腔410中的试剂发出荧光信号的光，还包括扩增腔410中的试剂发出的荧光信号。由透明材料制成的第二基体400有助于对扩增腔410中发生的扩增反应进行光学检测。例如，扩增腔410的壁厚可以在0.1mm-3mm的范围内，例如0.5mm。薄的壁厚可以提高检测装置对扩增腔410中试剂的加热效率。

第二柔性层300的第一部分310中可以设置有透气腔通孔312，该透气腔通孔312与第一基体100中的透气腔1100对齐。此外，检测芯片还包括第二气体隔离膜620，该第二气体隔离膜620附接到第二柔性层300的透气腔通孔312处并且可以为阻止液体透过并且允许气体透过的防水透气膜。因此，透气腔1100通过第二气体隔离膜620和透气腔通孔312与检测芯片的外部气体地连通并液体地隔离。透气腔1100的防水性能使在扩增过程中，气溶胶和挥发的蒸汽不能从透气腔1100中排出，而透气腔1100的透气性能使当被检测试剂进入扩增腔410时，可以排出检测芯片内部的空气。第二气体隔离膜620可以为复合膜，其包括聚酯基底和疏水的ePTFE膜。此外，在所示实施例中，第二气体隔离膜620从第二柔性层300的远离第一基体100 的一侧附接到第二柔性层300。然而，本领域技术人员应当理解，第二气体隔离膜620还可以从第二柔性层300的另一侧附接到第二柔性层300。

本公开实施例的检测芯片可以安装到检测装置的适当位置从而与检测装置协作完成检测过程。

检测芯片包括第一芯片定位结构，用于将芯片定位到检测装置的合适位置。第一芯片定位结构可以包括设置在第一基体100中的芯片定位孔1120，其可以为直径在0.1mm-10mm范围内的圆形通孔，用于与检测装置上的作为第二芯片定位结构的定位销配合，将芯片定位到检测装置上。此外，第一芯片定位结构可以包括位于检测芯片两侧的长条形的芯片定位槽1130，用于与检测装置上的固定装置匹配，将芯片固定安装到检测装置上。

如图4、图5和图7所示，第一柔性层200和中间层500中均设置有与第一基体100上的芯片定位孔1120对齐且大小相同的通孔，用于与检测装置上的定位销配合。

检测装置可以包括如上所述的顶杆910作为改变储存腔的容积的第一操作部分。顶杆910可以为多个，多个顶杆910分别设置在不同的储存腔上方以改变储存腔的容积。或者，检测装置可以包括能够在不同储存腔上方移动的顶杆910。

检测装置可以包括按压第二柔性层300以操作开关阀的第二操作部分，例如按压杆。按压杆可以包括多个或者配置为可移动。

此外，检测装置还可以包括用于加热扩增腔410的加热器件、用于检测扩增腔410中扩增反应的检测器件、用于加热第一混匀腔170和第二混匀腔 120的加热器件、用于固定磁珠930的磁铁920等。

本公开的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其等同范围来限定。

Claims (41)

1.一种检测芯片，其特征在于，所述检测芯片包括：

第一基体，包括至少一个储存腔；以及

第一柔性层，附接到所述第一基体的第一侧，

其中，所述储存腔在所述第一侧具有第一开口，所述第一柔性层在所述至少一个储存腔的所述第一开口处且配置为能处于打开状态或者封闭状态，

所述第一基体的第一侧包括第一粘结区域和第二粘结区域，

当所述第一柔性层处于所述封闭状态时，所述第一柔性层在所述第一粘结区域和所述第二粘结区域附接到所述第一基体的第一侧，以封闭所述储存腔的所述第一开口，

当所述第一柔性层处于所述打开状态时，所述第一柔性层在所述第二粘结区域附接到所述第一基体的所述第一侧并且在所述第一粘结区域与所述第一基体分离，以打开所述储存腔的所述第一开口。

2.根据权利要求1所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一柔性层在所述第一粘结区域处对所述第一基体的第一附接强度小于在所述第二粘结区域处对所述第一基体的第二附接强度。

3.根据权利要求2所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一基体在所述第一侧的表面在所述第一粘结区域处具有多个凹凸结构。

4.根据权利要求3所述的检测芯片，其特征在于，

多个凹凸结构在垂直于所述表面的垂直方向上的最大深度差在0.1mm-3mm的范围内。

5.根据权利要求2-4任一所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一附接强度在1N-50N的范围内，所述第二附接强度在50N-500N的范围内。

6.根据权利要求1所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一基体在所述第一侧的表面在所述第一粘结区域与所述第二粘结区域处平齐。

7.根据权利要求1所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一基体在所述第一侧的表面设置有缓冲槽和与所述缓冲槽连通的用于形成至少一个微流道的基体凹槽，

所述缓冲槽至少部分围绕所述储存腔的所述第一开口设置，以在所述缓冲槽的内侧限定所述第一粘结区域，并且在所述缓冲槽的外侧限定所述第二粘结区域。

8.根据权利要求7所述的检测芯片，其特征在于，

所述缓冲槽在垂直于所述表面的垂直方向上的深度在0.01-5mm的范围内。

9.根据权利要求7所述的检测芯片，其特征在于，

所述缓冲槽在平行于所述表面的水平方向上的宽度在0.01mm-5mm的范围内。

10.根据权利要求7所述的检测芯片，其特征在于，

所述缓冲槽的底表面包括疏水表面。

11.根据权利要求7所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一基体在所述第一粘结区域处为环形凸台，所述环形凸台的宽度在0.01mm-5mm的范围内。

12.根据权利要求11所述的检测芯片，其特征在于，

所述环形凸台的横截面朝向所述第一侧缩小。

13.根据权利要求11所述的检测芯片，其特征在于，

所述环形凸台包括多个子环形凸台。

14.根据权利要求1所述的检测芯片，其特征在于，

所述至少一个储存腔包括多个储存腔，并且

所述第一基体在所述第一侧的表面包括用于形成多个微流道的多个基体凹槽。

15.根据权利要求14所述的检测芯片，其特征在于，

所述多个微流道中的至少部分微流道设置有开关阀，用于控制对应的至少部分微流道的连通和断开。

16.根据权利要求15所述的检测芯片，其特征在于，所述检测芯片还包括：

中间层，所述第一柔性层通过所述中间层粘附到所述第一基体的所述第一侧，其中，

所述中间层包括贯穿所述中间层的多个中间贯通槽，所述多个中间贯通槽的位置与所述多个基体凹槽的位置对应以形成所述多个微流道，

所述开关阀包括设置在所述基体凹槽中的将所述基体凹槽断开成两个子基体凹槽的断开区域以及设置在所述中间贯通槽中的阀作用区域，所述阀作用区域在所述第一基体的所述表面的方向上的投影覆盖所述基体凹槽的所述断开区域以及所述两个子基体凹槽的一部分，使得所述两个子基体凹槽能够通过所述阀作用区域连通。

17.根据权利要求14所述的检测芯片，其特征在于，

所述多个所述储存腔包括至少一个储液腔，所述至少一个储液腔预先存储有试剂，所述试剂被封闭在所述储液腔中。

18.根据权利要求15所述的检测芯片，其特征在于，

所述多个所述储存腔包括至少一个储液腔，

所述检测芯片还包括第二柔性层，所述第二柔性层在所述至少一个储液腔处附接到所述第一基体的与所述第一侧相反的第二侧，所述储液腔在所述第二侧具有第二开口，所述第二柔性层至少封闭所述储液腔的第二开口。

19.根据权利要求18所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一基体还包括混匀腔室系统，所述混匀腔室系统包括第一混匀腔和第二混匀腔，

所述至少一个储液腔包括预先存储有洗脱液的洗脱液腔、预先存储有第一清洗液的第一清洗液腔、预先存储有裂解液的裂解液腔，

所述多个微流道包括连接所述混匀腔室系统和所述裂解液腔的第一微流道、连接所述混匀腔室系统和所述第一清洗液腔的第二微流道、连接所述混匀腔室系统和所述洗脱液腔的第三微流道和连接所述第一混匀腔和所述第二混匀腔的第九微流道。

20.根据权利要求19所述的检测芯片，其特征在于，所述洗脱液腔的直径比所述裂解液腔和所述第一清洗液腔的直径小。

21.根据权利要求19所述的检测芯片，其特征在于，

所述至少一个储液腔还包括预先存储有第二清洗液的第二清洗液腔和预先存储有第三清洗液的第三清洗液腔，

所述多个微流道还包括连接所述混匀腔室系统和所述第三清洗液腔的第四微流道、连接混匀腔室系统和所述第二清洗液腔的第五微流道。

22.根据权利要求21所述的检测芯片，其特征在于，所述第一混匀腔和所述第二混匀腔设置在所述第一基体的中部，所述至少一个储液腔设置在所述中部的两侧。

23.根据权利要求22所述的检测芯片，其特征在于，所述第一混匀腔和所述第二混匀腔的高度比所述裂解液腔、所述第一清洗液腔、所述第二清洗液腔和所述第三清洗液腔的高度高。

24.根据权利要求21所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一微流道连接所述第一混匀腔和所述裂解液腔，所述第二微流道连接所述第一混匀腔和所述第一清洗液腔，所述第三微流道连接所述第二混匀腔和所述洗脱液腔，所述第四微流道连接所述第一混匀腔和所述第三清洗液腔的、所述第五微流道连接所述第四微流道和所述第二清洗液腔。

25.根据权利要求19所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一基体还包括废液腔，所述废液腔包括分别在所述第一侧和所述第二侧的两个废液腔开口，所述两个废液腔开口分别由所述第一柔性层和所述第二柔性层覆盖，所述多个微流道还包括连接所述第一混匀腔和所述废液腔的第六微流道，

所述第二柔性层中设置有废液腔通孔，

所述检测芯片还包括在所述废液腔通孔处附接到所述第二柔性层的第一气体隔离膜，所述第一气体隔离膜使得所述废液腔通过所述第一气体隔离膜和所述废液腔通孔与所述检测芯片的外部气体地连通并液体地隔离。

26.根据权利要求18所述的检测芯片，其特征在于，所述检测芯片还包括：

第二基体，包括配置为存储有扩增试剂的扩增腔，其中，

所述扩增腔的一端封闭，另一端具有扩增腔开口并且附接到所述第一柔性层的与所述第一基体相反的一侧，

所述第一基体还包括第一混匀腔和与所述检测芯片的外部气体连通但液体隔离的透气腔，

所述多个微流道包括第七微流道和第八微流道，所述扩增腔通过形成在所述第一柔性层中的第一流道出口和所述第七微流道连接到所述第一混匀腔，所述扩增腔通过形成在所述第一柔性层中的第二流道出口和所述第八微流道连接到所述透气腔。

27.根据权利要求26所述的检测芯片，其特征在于，

所述第二基体为一体件。

28.根据权利要求26所述的检测芯片，其特征在于，

所述扩增腔开口为长条形，所述开口的宽度在0.1mm-3mm的范围内。

29.根据权利要求26所述的检测芯片，其特征在于，

所述扩增腔为长条形，所述第一流道出口和所述第二流道出口分别设置在所述扩增腔开口的两端。

30.根据权利要求26所述的检测芯片，其特征在于，

所述第二基体由对用于所述检测芯片的检测光透明的材料制成，并且所述扩增腔的壁厚在0.1mm-3mm的范围内。

31.根据权利要求26所述的检测芯片，其特征在于，

所述透气腔的一端被所述第一柔性层覆盖，

所述检测芯片还包括第二气体隔离膜，所述第二气体隔离膜附接到所述第一基体的所述第二侧以覆盖所述透气腔的另一端，所述透气腔通过所述第二气体隔离膜与所述检测芯片的外部气体地连通并液体地隔离。

32.根据权利要求26所述的检测芯片，其特征在于，

所述透气腔的两端分别被所述第一柔性层和所述第二柔性层覆盖，

所述第二柔性层中设置透气腔通孔，

所述检测芯片还包括在所述透气腔通孔处附接到所述第二柔性层的第二气体隔离膜，所述透气腔通过所述第二气体隔离膜和所述透气腔通孔与所述检测芯片的外部气体地连通并隔离。

33.根据权利要求26所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一基体包括第一定位结构，

所述第二基体包括第二定位结构，

所述第一定位结构和所述第二定位结构的位置对应以将所述第二基体相对于所述第一基体定位。

34.根据权利要求11所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一基体还包括第一混匀腔和第二混匀腔，

所述第一混匀腔包括分别在所述第一基体的所述第一侧和所述第一基体的与所述第一侧相反的第二侧的两个第一混匀腔开口，所述两个第一混匀腔开口分别由所述第一柔性层和第一盖件覆盖，

所述第二混匀腔包括分别在所述第一基体的所述第一侧和所述第一基体的所述第二侧的两个第二混匀腔开口，所述两个第二混匀腔开口分别由所述第一柔性层和第二盖件覆盖，

所述多个微流道包括第九微流道，所述第九微流道连接所述第一混匀腔和所述第二混匀腔，

所述第一基体还包括围绕所述第一混匀腔的第一透气槽和围绕所述第二混匀腔的第二透气槽，

所述第一透气槽包括第一外壁和在所述第一混匀腔和所述第一透气槽之间的第一内壁，

所述第二透气槽包括第二外壁和在所述第一混匀腔和所述第二透气槽之间的第二内壁。

35.根据权利要求34所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一盖件包括第一盖柔性部分、围绕所述第一盖柔性部分的第一密封凹槽、围绕所述第一密封凹槽的第一突起、围绕所述第一突起的第一支撑边，

所述第一密封凹槽的底面抵接所述第一内壁的端面，所述第一突起插入到所述第一透气槽中，所述第一支撑边被所述第一外壁支撑，所述第一突起还设置有面对所述第一内壁且延伸到所述第一密封凹槽中的第一透气通道。

36.根据权利要求35所述的检测芯片，其特征在于，所述检测芯片还包括粘结圈，

其中，所述粘结圈设置在所述第一支撑边的端面和所述第一外壁的端面之间，以粘结所述第一支撑边和所述第一外壁。

37.根据权利要求35所述的检测芯片，其特征在于，

所述第一盖件和所述第二盖件形成一体的混匀盖件，所述第一透气槽和第二透气槽通过连接透气槽连通，所述混匀盖件在所述连接透气槽处设置有混匀腔通孔，

所述检测芯片还包括在所述混匀腔通孔处附接到所述混匀盖件的第三气体隔离膜，所述连接透气槽通过所述第三气体隔离膜和所述混匀腔通孔与所述检测芯片的外部气体地连通并隔离。

38.根据权利要求14所述的检测芯片，其特征在于，

所述储存腔包括样品腔，并且所述第一基体还包括第一混匀腔，

所述样品腔包括分别在所述第一基体的所述第一侧和在所述第一基体的与所述第一侧相反的第二侧的两个样品腔开口，所述两个样品腔开口分别由所述第一柔性层和第三盖件覆盖，所述多个微流道包括第十微流道，所述第十微流道连接所述第一混匀腔和所述样品腔，

所述第一基体还包括围绕所述样品腔的第三透气槽，所述第三透气槽包括第三外壁和在所述样品腔和所述第三透气槽之间的第三内壁。

39.根据权利要求1所述的检测芯片，其特征在于，所述检测芯片还包括：

第一芯片定位结构，配置为将所述检测芯片定位和安装到检测装置。

40.一种检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：

第二芯片定位结构，配置为安装如权利要求1-39中任一项所述的检测芯片，以及

第一操作部分，配置为能工作以改变所述储存腔的容积。

41.一种检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：

第二芯片定位结构，配置为安装如权利要求18所述的检测芯片，以及

第二操作部分，配置为能工作以按压所述第二柔性层以操作所述开关阀。

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