CN215140029U

CN215140029U - 一种反应时间可控的微流控芯片

Info

Publication number: CN215140029U
Application number: CN202122505525.9U
Authority: CN
Inventors: 李松晶; 韩军; 叶涛; 唐奎
Original assignee: Beijing Xinmai Microbial Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Xinmai Microbial Technology Co ltd
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2031-10-19

Abstract

本实用新型提出一种反应时间可控的微流控芯片，包括位于芯片内部的加样区、反应区和废液区，所述加样区通过加样口注入和接收待检样本，反应区两端分别连接加样区和废液区，所述废液区通过样本出口与外界连通，样本出口内嵌有可滑动的吸水材料，当吸水材料位于样本出口远离反应区一端时，待检样本停留在反应区发生充分反应，当吸水材料位于样本出口靠近反应区一端时，待检样本被吸水材料充分吸收。

Description

一种反应时间可控的微流控芯片

技术领域

本实用新型涉及体外诊断技术领域，具体涉及一种反应时间可控的微流控芯片。

背景技术

微流控芯片是微流控技术实现的主要平台，可以把生物、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到一块很小的芯片上。通过微通道自动完成分析全过程，用以实现常规化学或生物实验室的各种功能。微流控芯片具有体积轻巧、使用样品及试剂量少，且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点，在生物、化学、医学等领域有着的巨大潜力，近年来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。

微流控芯片一般会加入固定体积的反应液，利用其特殊结构，通过毛细作用实现加样后样本在微通道流动最后到达废液区从而完成自动反应过程，再配合光学分析仪进行检测从而对检测结果进行分析。

微流控芯片涉及不同疾病标志物的检测，根据不同样本的检测需要，可能需要不同的反应时间，而现有的微流控芯片由于其固有的结构特点，样本在微通道中的反应时间有限，这就存在当检测某些疾病标志物时，检测范围较窄的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种反应时间可控的微流控芯片，用于解决上述背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种反应时间可控的微流控芯片，包括位于芯片内部的加样区、反应区和废液区，所述反应区为限制高度和宽度的微通道，所述加样区通过加样孔注入和接收待检样本，反应区两端分别连接加样区和废液区，所述废液区通过样本出口与外界连通，样本出口内嵌有可滑动的吸水材料。

更进一步的，所述芯片由盖片和底片压合而成，所述盖片向上凸起与底片围合形成加样区、反应区和废液区，所述加样孔位于盖片的上表面并与加样区连通，所述样本出口位于底片上且与废液区的大小一致。

更进一步的，所述吸水材料的宽度与样本出口宽度一致，吸水材料的吸水能力为待检样本注入量的2-4倍。

更进一步的，所述吸水材料背向废液区的一侧贴有一层不透水薄膜，以防止样本外渗。

更进一步的，所述吸水材料为聚酯纤维、吸水性树脂、吸水明胶、造纸木浆中的一种或多种。

更进一步的，所述不透水薄膜为聚脂薄膜、尼龙薄膜、塑料薄膜中的一种或多种。

通过上述技术方案得到的一种反应时间可控的微流孔芯片，其有益效果是：

1、可根据不同检测需求自由控制反应时间，扩展检测范围，增加灵敏度，使反应时间真正可控。

2、区别于单向流动，将底片设置样本出口后，样本可在反应区停留形成微反应池，将干式反应转化为液相反应，可使反应更完全且均一性较好，减少原料投入也可达到相同甚至更好的效果，同时减少了单次反应所需的样本量。

3、嵌入样本出口的吸水材料可将反应后的废液完全吸收，大大减少了收集废液所需的空间和时间，可进一步缩小芯片体积，促进芯片微型化，为家庭自检提供更大便利。

附图说明

图1是本实用新型所述微流控芯片的结构示意图。

图2是所述盖片的结构示意图。

图3是所述底片的结构示意图。

图中，加样区1；反应区2；废液区3；加样孔4；样本出口5；吸水材料6；盖片7；底片8；荧光标记区2a；检测区2b；质控区2c。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种反应时间可控的微流控芯片，包括位于芯片内部的加样区1、反应区2和废液区3，所述加样区1通过加样孔4实现待检样本的注入和接收，反应区2两端分别连接加样区1和废液区3，所述废液区3通过样本出口5与外界连通，所述样本出口5内嵌有可沿样本出口5长度方向滑动的吸水材料6。

如图1-3所示，所述芯片由盖片7和底片8压合而成，所述盖片7向上凸起与底片8围合形成加样区1、反应区2和废液区3，所述反应区2为限制高度和宽度的微通道，以形成驱动液体移动的毛细力，所述反应区内沿样本流动方向依次间隔设有荧光标记区2a，检测区2b和质控区2c，其中荧光标记区贴近加样区1，加样区1和废液区3的宽度均宽于反应区2的宽度，所述加样孔4位于盖片7的上表面并与加样区1连通，样本出口5位于底片8上对应废液区的位置并与废液区3的大小一致，所述吸水材料6的宽度与样本出口5宽度一致，长度小于样本出口5的长度。

所述吸水材料6可采用聚酯纤维、吸水性树脂、吸水明胶、造纸木浆或其他具有吸水性特点的材料，所述吸水材料6的规格可根据加入芯片的待检样本注入量进行调整，整体上保持吸水材料6的吸水能力为待检样本注入量的2-4倍，以避免吸水材料6饱和。

所述吸水材料6背向废液区的一侧贴有一层不透水薄膜以防止样本外渗，薄膜材料可以是聚脂薄膜，尼龙薄膜，塑料薄膜等具有相同效果的材料，可有效提高样本检测时的安全性。

本实施例中所用芯片的反应区2宽度范围为1.5-5.5mm，高度范围为10-200μm，长度范围为20-30mm。

加样前，确认吸水材料6位于远离反应区2的一侧，向加样孔内加入定量的待检样本后，待检样本由加样区1流入反应区2，并在毛细作用下向反应区2另一端移动，此时缺少吸水材料6的连接，待检样本滞留在反应区2进行充分反应，待反应完全后，手动将吸水材料6滑动到靠近反应区2一侧，吸水材料6与待检样本接触，将待检样本完全吸收至废液区3内，配合光学分析仪进行检测。

实施例：

PSA是通过定量人体血浆样本中的总前列腺特异性抗原来对前列腺疾病进行检测，现以PSA的检测为例对现有和改进后的微流控芯片进行对比实验。

1、材料准备

1）改进前PSA微流控芯片与改进后PSA微流控芯片（相对于改进前PSA微流控芯片，改进后的PSA微流控芯片在废液区设置样本出口，并将吸水材料可滑移的设置在样本出口内）；

2）PSA临床样本S1、S2；

2、包被位点

1）将PSA荧光标记抗体干燥于荧光标记区2a；

2）将PSA抗体包被于检测区2b；

3）将二抗包被于质控区2c。

3、检测

1）改进前的PSA微流控芯片

将改进前的PSA微流控芯片平放在实验台上，将35μL样本加入到微流控芯片中，4min后，芯片用荧光免疫分析仪进行判读，记录PSA样本的检测结果。每个样本重复检测3次，计算每个样本检测均值与原浓度差值的偏差。

2）改进后的PSA微流控芯片

将改进后的PSA微流控芯片平放在实验台上，加样前将吸水材料6与反应通道2断开，然后将15μL样本加入到微流控芯片加样孔4中，计时3min后，反方向移动吸水材料6与反应区2连接吸取废液，1min后，将芯片用荧光免疫分析仪进行判读，记录PSA样本的检测结果，每个样本重复检测3次，计算每个样本检测均值与原浓度值的偏差。

3、结果

如表1所示，与改进前相比，改进后的芯片加样量减半，结果表明，改进后PSA微流控芯片的检测结果偏差都在5%以内，改进前PSA微流控芯片的检测结果偏差都在10%以内，改进后的偏差小于改进前的偏差，表明改进后芯片检测结果更精准。

表一：微流控芯片改进前后样本检测结果

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种反应时间可控的微流控芯片，其特征在于，包括位于芯片内部的加样区、反应区和废液区，所述反应区为限制高度和宽度的微通道，所述加样区通过加样孔注入和接收待检样本，反应区两端分别连接加样区和废液区，所述废液区通过样本出口与外界连通，样本出口内嵌有可滑动的吸水材料。

2.根据权利要求1所述的反应时间可控的微流控芯片，其特征在于，所述芯片由盖片和底片压合而成，所述盖片向上凸起与底片围合形成加样区、反应区和废液区，所述加样孔位于盖片的上表面并与加样区连通，所述样本出口位于底片上且与废液区的大小一致。

3.根据权利要求1所述的反应时间可控的微流控芯片，其特征在于，所述吸水材料的宽度与样本出口宽度一致，吸水材料的吸水能力为待检样本注入量的2-4倍。

4.根据权利要求1所述的反应时间可控的微流控芯片，其特征在于，所述吸水材料背向废液区的一侧贴有一层不透水薄膜。

5.根据权利要求1所述的反应时间可控的微流控芯片，其特征在于，所述吸水材料为聚酯纤维、吸水性树脂、吸水明胶、造纸木浆中的一种。

6.根据权利要求4所述的反应时间可控的微流控芯片，其特征在于，所述不透水薄膜为聚脂薄膜、尼龙薄膜、塑料薄膜的一种。