CN215757346U - 一种微粒检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种微粒检测装置，包括基板和设置在所述基板内的至少一个检测单元，所述至少一个检测单元包括：检测池，所述检测池可容纳样品液；连通所述检测池的进样口；及设置在所述进样口与所述检测池之间的分支汇合流道，在所述进样口到所述检测池的方向，所述分支汇合流道具有至少一次分流以及汇合。本申请的微粒检测装置通过设置分支汇合流道使样品液产生分流及汇合，分流汇合过程中引起湍流，从而产生流体混合的效果。

Description

一种微粒检测装置

技术领域

本说明书涉及生物检测技术领域，特别涉及一种微粒检测装置。

背景技术

微粒检测装置可用于生物学样本检测，利用具有特异性的标记物检测或分离生物样本中的目标待测物。微粒检测装置可根据样本中的目标待测物的不同使用适用的标记物，其在临床检验、药物分析、环境监测等领域均有广泛应用。

实用新型内容

本说明书实施例之一提供一种微粒检测装置，包括基板和设置在所述基板内的至少一个检测单元，所述至少一个检测单元包括：检测池，所述检测池可容纳样品液；连通所述检测池的进样口；及设置在所述进样口与所述检测池之间的分支汇合流道，在所述进样口到所述检测池的方向，所述分支汇合流道具有至少一次分流以及汇合。

在一些实施例中，所述分支汇合流道包括多个分流通道和多个汇合通道，所述汇合通道设置在相邻两个分流通道之间；其中，每个所述分流通道包括多个子通道。

在一些实施例中，所述多个汇合流道选自直线形汇合通道、折线形汇合通道和曲线形汇合通道中的一种或多种。

在一些实施例中，所述多个汇合通道中的至少部分汇合通道为曲线形汇合通道，所述曲线形汇合通道占所述多个汇合通道的数量比例大于75％。

在一些实施例中，所述曲线形汇合通道呈圆弧形，所述曲线形汇合通道的圆心角为10-180°。

在一些实施例中，所述多个子通道中的任意两个子通道的长度互不相同。

在一些实施例中，所述分流通道的子通道数量为2-10个。

在一些实施例中，所述多个子通道为曲线形子通道或折线形子通道；或者所述多个子通道为曲线形子通道、折线形子通道和直线形子通道中的两种或三种的组合。

在一些实施例中，所述多个子通道均为曲线形子通道，所述曲线形子通道呈半圆弧形。

在一些实施例中，所述子通道的通道宽度为50-1000μm，且所述子通道的通道宽度与所述汇合通道的通道宽度相等。

在一些实施例中，所述分支汇合流道中所述分流通道的数量为5-50个。

在一些实施例中，所述分支汇合流道在所述基板上呈蛇形排布。

在一些实施例中，所述基板包括第一板体和第二板体，所述分支汇合流道和所述检测池设置在所述第二板体上，所述第一板体与所述第二板体密封连接。

在一些实施例中，所述检测单元内预埋有标记物，所述标记物预埋在所述分支汇合流道内。

在一些实施例中，所述微粒检测装置包括动力装置，所述动力装置通过供压通道联通所述检测池，所述动力装置用于提供负压以吸取样品液。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的微粒检测装置的立体结构示意图，图中基板的第一板体和第二板体为拆分状态；

图2是根据本说明书一些实施例所示的微粒检测装置的微粒检测装置的立体结构示意图，图中基板的第一板体和第二板体为连接状态；

图3是根据本说明书一些实施例所示的微粒检测装置的第二板体的正视图；

图4是根据本说明书一些实施例所示的微粒检测装置的第二板体的立体结构示意图；

图5至图9是根据本说明书一些实施例所示的微粒检测装置的第二板体的正视图；

图10是根据本说明书一些实施例所示的采用负压进样方式的微粒检测装置的立体结构示意图，图中基板的第一板体和第二板体为拆分状态；

图11是根据本说明书一些实施例所示的采用负压进样方式的微粒检测装置的第二板体的正视图；

图中：100-基板，110-第一板体，120-第二板体，200-检测单元，210-检测池，220-进样口，230-分支汇合流道，231-汇合通道，232-分流通道，231a-曲线形汇合通道，231b-直线形分支汇合通道，231c-折线形汇合通道，232a-曲线形子通道，232b-直线形子通道，232c-折线形子通道，240-预埋位置，250-排气口，260-柱塞泵，270-供压通道。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例或实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的"一种"、"所述"和"该"也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的"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。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，"前部"、"后部"、"下部"和/或"上部"等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。"包括"或者"包含"等类似词语意指出现在"包括"或者"包含"前面的元件或者物件涵盖出现在"包括"或者"包含"后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。

根据标记物、样本中的目标待测物的不同，微粒检测装置的应用场景可大致包括：1)临床检验。例如，利用特异性染料与细胞的结合进行细胞鉴定、细胞计数、细胞活率检测、细胞周期检测、细胞凋亡检测等；利用化学发光相关的物质标记抗体或抗原，与待测的抗原或抗体反应后，分离游离态的化学发光标记物并加入化学发光系统的其它相关物产生化学反应来进行抗原或抗体的定量或定性免疫检测。2)药物分析。例如，利用特异性检测试剂作为标记物，与如血液样本、尿液样本等生物学样本混合，以检测生物学样本中药物成分及其浓度。3)环境监测。例如，利用在一种或多种微生物的存在下能够发生可检测的颜色变化的特异性染料作为标记物，进行环境生物学样本中微生物的检测和定量。

以用于进行细胞鉴定、细胞计数、细胞活率等检测的微粒检测装置为例，其标记物一般为染料，如台盼蓝、吖啶橙、碘化丙啶等。采用预先配置染料、再与细胞液混合的方式将增加操作的步骤，同时人工配制染色液和加样也会造成操作误差。染料预埋在微粒检测装置内，使混合过程在微粒检测装置内完成，则需要微粒检测装置具备流体混合的功能。因此，需要提供一种微粒检测装置，可在微粒检测装置内使流体产生湍流从而产生流体混合效果。

以下将结合图1-11对本申请实施例所涉及的微粒检测装置进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用以解释本申请，并不构成对本申请的限定。

本申请披露了一种微粒检测装置，其设置分支汇合流道230使样品液产生分流及汇合，分流汇合过程中样品液流向、流速上的变化引起湍流，从而产生流体混合的效果。微粒检测装置包括基板100和设置在基板100上的一个或多个检测单元200，每个检测单元200包括检测池210、进样口220和分支汇合流道230，进样口220通过分支汇合流道230连通检测池210。分流汇合流道设置在进样口220与检测池210之间，是进行样品液流通及流体混合的结构。在进样口220至检测池的方向，分流汇合流道230具有至少一次分流以及汇合。

基板100为微粒检测装置的主体结构。基板100可以为一体成型结构，也可以为多层连接的结构。在一些实施例中，为便于加工制造，基板100可包括第一板体110和第二板体120，第一板体110与第二板体120采用密封设置。例如，第一板体110与第二板体120可采用粘接、激光焊接、超声焊接、等离子处理等方式进行密封连接。每个检测单元200的检测池及分支汇合流道230设置在基板100内。在一些实施例中，检测池和分支汇合流道230设置在第二板体120上。具体的，如图1-2所示，可通过激光切割等方式将检测池和分支汇合流道230的主体设置在第二板体120上，检测池和分支汇合流道230的顶部未封闭；第一板体110与第二板体120密封连接，使检测池和分支汇合流道230形成相对封闭的内腔。在一些实施例中，检测池和分支汇合流道230设置在第一板体110与第二板体120之间。具体的，可通过激光切割等方式将检测池和分支汇合流道230的部分主体设置在第二板体120上，将检测池和分支汇合流道230的其余主体设置在第一板体110上，第一板体110与第二板体120密封连接，使基板100形成完整且相对封闭的检测池和分支汇合流道230。

检测单元200为微粒检测装置上相互配合以完成预定检测的结构或部件的集合。在一些实施例中，如图1-2所示，基板100上可设置一个检测单元200。例如，如图1所示，基板100设置有一个检测单元200。在一些实施例中，基板100上可设置多个检测单元200，使微粒检测装置可在同一时间完成多个样品的检测，或一个样品的多项检测。例如，如图3所示，基板100设置有3个检测单元200。又例如，如图4所示，基板100设置有2个检测单元200。考虑到为例检测装置为一次性耗材，为便于计算实验设计和控制耗材用量，同时考虑到使用的便捷性以及基板100尺寸的限制，所述基板100上优选的可设置1-10个检测单元200。

对于每个检测单元200，由进样口220导入检测单元200内的样品液经过分支汇合流道230的分流及汇合后进入检测池。在一些实施例中，如图4所示，分支汇合流道230包括多个分流通道232和多个汇合通道231，汇合通道231设置在相邻两个分流通道232之间。具体的，分流通道232用于将流入的样品液由单股流体分流为多股，汇合通道231用于将分流通道232分流的多股流体汇合成单股。分流和汇合时流体流向发生改变，流体冲撞及旋涡区增加，使流体作不规则运动，引发湍流及流体混合。

在一些实施例中，每个分流通道232包括多个子通道。具体的，每个分流通道232的多个子通道分别在进样端和出样端相互连通，使从前一汇合通道231流入分流通道232的样品液由单股分流为多股，并且使从分流通道232流入下一汇合通道231的多股流体汇合为单股；对于每个分流通道232，其分流数量与流体混合效果呈正相关的关系。例如，如图4所示，分支汇合流道230中，每个分流通道232包括2个子通道。又例如，如图9所示，每个分流通道232包括3个子通道。为兼顾流体混合效果及加工难度，在一些实施例中，分流通道232的子通道数量为2-10个。

对于每个分流通道232，其子通道形状影响流体混合效果。在一些实施例中，分流通道232的多个子通道为曲线形子通道232a或折线型子通道。例如，如图4-8所示，分流通道232的两个子通道均为曲线形子通道232a。在一些实施例中，分流通道232的多个子通道为曲线形子通道232a、折线型子通道和直线形子通道232b中的两种或多种的组合。例如，如图9所示，分流通道232的三个子通道为曲线形子通道232a、折线型子通道和直线形子通道232b的组合。具体的，子通道形状直接影响通道内流体流向的变化，流向的不断变化可增加子通道内旋涡和湍流的产生，增强流体混合效果。在一些实施例中，优选的，分流通道232的多个子通道均为曲线形子通道232a，且每个曲线形子通道232a呈半圆弧形。例如，如图4所示，分流通道232呈环形，分流通道232的两个子通道均呈半圆弧形。

在一些实施例中，分流通道232的多个子通道长度相同。例如，如图5和图6所示，呈环形的分流通道232包括两个子通道，两个子通道长度相等。在一些实施例中，分流通道232的多个子通道中任意两个子通道的长度互不相同。例如，如图7和图8所示，每个分流通道232包括两个子通道，两个子通道长度不等。又例如，如图9所示，每个分流通道232包括三个子通道，其中任意两个子通道长度不等。具体的，分流通道232的多个子通道长度不等，可使不同时刻进入分流通道232的流体在汇合通道231汇合，提升流体混合的均匀程度；长度不等带来的弯曲/弯折程度不同，引起各子通道内不同程度的不规则或混沌流动，可加剧汇合后流体冲撞及旋涡区的产生，提升流体混合效果。为简化结构，在一些实施例中，每个分流通道232均包括长度不等的两个子通道，且分流通道232呈环形。

与分流通道232的多个子通道类似，分支汇合流道230的多个汇合通道231的通道形状影响流体混合效果。在一些实施例中，分支汇合流道230的多个汇合通道231选自直线形汇合通道231b、折线形汇合通道231c和曲线形汇合通道231a中的一种或多种。具体的，汇合通道231形状直接影响汇合通道231内流体流向的变化，流向的不断变化可增加汇合通道231内旋涡和湍流的产生，增强流体混合效果。例如，如图5和图8所示，分支汇合流道230的多个汇合通道231可为直线形汇合通道231b和折线形汇合通道231c的组合。例如，如图6和图7所示，分支汇合流道230的多个汇合通道231可为直线形汇合通道231b和曲线形汇合通道231a的组合。

为进一步优化分支汇合流道230的混合效果，在一些实施例中，在分支汇合流道230的多个汇合通道231中，至少部分汇合通道231为曲线形汇合通道231a，且曲线形汇合通道231a占多个汇合通道231的数量比例大于75％。具体的，可使流向不断变化的曲线形汇合通道231a占多个汇合通道231的主体，可优化分支汇合流道230的混合效果。在一些实施例中，进一步的，上述曲线形汇合通道231a呈圆弧状，且曲线形汇合通道231a的圆心角为10°-180°。

分支汇合流道230中分流及汇合的次数可影响流体混合效果。分流通道232的数量决定分支汇合流道230对导入样品液的分流次数。一般而言，分流次数与流体混合效果呈正相关的关系。为保障流体混合效果，同时降低工艺难度，优化基板100的结构布置，在一些实施例中，分支汇合流道230中所述分流通道232的数量为5-50个。在一些实施例中，分支汇合流道230在基板100上呈蛇形排布。

分支汇合流道230中，子通道及汇合通道231的通道宽度可影响流体混合效果。在一些实施例中，子通道的通道宽度为50-1000μm，且子通道的通道宽度与汇合通道231的通道宽度相等。具体的，分流通道232的多个子通道中，每个子通道的通道宽度与汇合通道231的通道宽度相等，可引起流体汇合时流体压力的显著增大，进而提升流体混合效果。

对于每个检测单元200，检测池为可容纳样品液、进行光学检测的主要结构。样品液汇集在检测池内，光学检测装置透过检测池对样品液进行检测。在一些实施例中，检测池设置在第二板体120上，通过第二板体120与第二板体120的密封连接，使检测池形成相对封闭的检测环境。在一些实施例中，第一板体110和/或第二板体120被配置为能够允许光透射到检测池内，以及能够允许光学检测装置检测检测池内透射出的光。在一些实施例中，检测池的深度优选的小于1mm。检测池的优选深度可尽量避免样品液中待测物在检测池深度方向上的重叠，保障检测的准确性。

检测单元200内可预埋标记物，在微粒检测装置内进行标记物与样品液的混合，可减少操作步骤和操作误差。预埋标记物的位置可以有多种。在一些实施例中，标记物预埋在分支汇合流道230内。例如，如图1和图4所示，检测单元200内可设置用于预埋标记物的预埋位置240，该预埋位置240位于分支汇合流道230前段，预埋位置240靠近进样口220。例如，标记物可预埋在分支汇合流道230中段。又例如，分支汇合流道230的全流道均可预埋有标记物。为提升标记物与样品液的混合效果，在一些实施例中，标记物预埋在分支汇合流道230的前段和/或中段。

标记物的预埋形态可以有多种。在一些实施例中，预埋的标记物可以为囊滴、冻干粉末或溶液。标记物的预埋方式可以有多种。在一些实施例中，标记物可采用超声喷涂、烘干、或滴加粉末的方式预埋在检测单元200中。

检测单元200的进样方式可以有多种。在一些实施例中，检测单元200可采用正压进样方式导入样品液；对应的，检测单元200还包括连通检测池的排气口250。具体的，排气口250用于为检测池通气，在正压进样过程中平衡检测池内外的气体压力。例如，如图1所示，基板100的第一板体110上设置有排气口250，排气口250连通检测池。在一些实施例中，检测单元200可采用负压进样方式导入样品液；对应的，检测单元200还包括连通检测池的动力装置260。具体的，动力装置260可提供负压，动力装置260联通检测池，使检测单元200可通过抽吸方式吸取样品液。例如，如图10和11所示，检测单元200包括检测池、进样口220和动力装置柱塞泵260(以柱塞泵为例)，其中，进样口220通过分支汇合流道230连通检测池，柱塞泵260通过供压通道270连通检测池；进样口220设置在基板100侧壁上，且进样口220凸出于基板100，进样时进样口220插入样品液中，拉动柱塞泵260的柱塞提供负压以吸取样品液。

本申请实施例可能带来的有益效果包括但不限于：1)微粒检测装置设置分支汇合流道，通过分支汇合流道对样品液进行多次分流和汇合，增加样品液冲撞及旋涡区，使流体作不规则运动，引发湍流及流体混合；2)通过调整分流通道的子通道形状、子通道数量、子通道长度以及汇合通道的通道形状等，使其在优化流体混合效果的同时易于加工制作；3)优化分支汇合流道的分流及汇合数量，以及分支汇合流道的整体布置，提升流体混合效果，且优化基板的空间利用。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

Claims (15)

1.一种微粒检测装置，包括基板和设置在所述基板内的至少一个检测单元，其特征在于，所述至少一个检测单元包括：

检测池，所述检测池可容纳样品液；

连通所述检测池的进样口；及

设置在所述进样口与所述检测池之间的分支汇合流道，在所述进样口到所述检测池的方向，所述分支汇合流道具有至少一次分流以及汇合。

2.如权利要求1所述的微粒检测装置，其特征在于，所述分支汇合流道包括多个分流通道和多个汇合通道，所述汇合通道设置在相邻两个分流通道之间；其中，每个所述分流通道包括多个子通道。

3.如权利要求2所述的微粒检测装置，其特征在于，所述多个汇合通道选自直线形汇合通道、折线形汇合通道和曲线形汇合通道中的一种或多种。

4.如权利要求3所述的微粒检测装置，其特征在于，所述多个汇合通道中的至少部分汇合通道为曲线形汇合通道，所述曲线形汇合通道占所述多个汇合通道的数量比例大于75％。

5.如权利要求4所述的微粒检测装置，其特征在于，所述曲线形汇合通道呈圆弧形，所述曲线形汇合通道的圆心角为10-180°。

6.如权利要求2所述的微粒检测装置，其特征在于，所述多个子通道中的任意两个子通道的长度互不相同。

7.如权利要求2所述的微粒检测装置，其特征在于，所述分流通道的子通道数量为2-10个。

8.如权利要求2所述的微粒检测装置，其特征在于，所述多个子通道为曲线形子通道或折线形子通道；或者所述多个子通道为曲线形子通道、折线形子通道和直线形子通道中的两种或三种的组合。

9.如权利要求8所述的微粒检测装置，其特征在于，所述多个子通道均为曲线形子通道，所述曲线形子通道呈半圆弧形。

10.如权利要求2所述的微粒检测装置，其特征在于，所述子通道的通道宽度为50-1000μm，且所述子通道的通道宽度与所述汇合通道的通道宽度相等。

11.如权利要求2所述的微粒检测装置，其特征在于，所述分支汇合流道中所述分流通道的数量为5-50个。

12.如权利要求2所述的微粒检测装置，其特征在于，所述分支汇合流道在所述基板上呈蛇形排布。

13.如权利要求1-12中任一项所述的微粒检测装置，其特征在于，所述基板包括第一板体和第二板体，所述分支汇合流道和所述检测池设置在所述第二板体上，所述第一板体与所述第二板体密封连接。

14.如权利要求1-12中任一项所述的微粒检测装置，其特征在于，所述检测单元内预埋有标记物，所述标记物预埋在所述分支汇合流道内。

15.如权利要求1-12中任一项所述的微粒检测装置，其特征在于，所述微粒检测装置包括动力装置，所述动力装置通过供压通道联通所述检测池，所述动力装置用于提供负压以吸取样品液。

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