CN216639511U - 一种磁分离微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生化检测领域，具体涉及一种磁分离微流控芯片，所述芯片顶部设置有若干依次连通的混合区，所述芯片两侧分别设置有进样孔和出样孔，所述进样孔和所述出样孔分别连通若干所述混合区的两端，所述混合区呈椭圆形结构，且两端沿所述进样孔和所述出样孔延伸，具有可以提高捕获效率的有益效果。

Description

一种磁分离微流控芯片

技术领域

本实用新型属于生化检测领域，具体涉及一种磁分离微流控芯片。

背景技术

近年来，因细菌污染而引发的安全事件屡屡发生，细菌污染成为全球重点关注的世界性公共卫生难题，直接威胁到人类的身体健康和社会稳定。传统的细菌检测方法如平板菌落检测法操作简单，准确性高，费用低，但测试耗时费力，不适合快速检测的要求。而新发展的聚合酶联法(PCR)、酶联免疫法等测试方法，虽然检测灵敏度和缩短检测时间方面做了巨大贡献，但这些方法存在对仪器设备和测试人员要求高、测试费用高等局限。

近年来，微流控芯片因具有样品用量小、结构设计灵活，与细菌具有良好的生物相容性，可实现细菌的在线培养和分离等功能，在细菌测试中具有广泛应用。研究发现，微流控芯片结合SERS检测技术，可实现细菌的快速分离、高灵敏、高特异性的测试识别，为细菌检测提供了理想的平台。但目前微流控SERS芯片在应用中存在混合不充分导致捕获率低、基于MEMS技术制备芯片的成本较高、芯片内SERS基底集成难度大、PDMS盖片上插接进出样口，易导致芯片连接不牢、漏液等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可以提高捕获效率的磁分离微流控芯片，为实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种磁分离微流控芯片，所述芯片顶部设置有若干依次连通的混合区，所述芯片两侧分别设置有进样孔和出样孔，所述进样孔和所述出样孔分别连通若干所述混合区的两端，所述混合区呈椭圆形结构，且两端沿所述进样孔和所述出样孔延伸。

进一步的，所述混合区内设置有若干交错分布的微柱。

进一步的，所述微柱底部设置有固定部，所述固定部的直径大于所述微柱，所述固定部与所述微柱之间设置有倒角。

进一步的，远离所述进样孔一端的所述混合区上设置有检测区，所述出样孔通过所述检测区连通所述混合区。

进一步的，所述芯片底部设置有磁铁，所述磁铁设置在所述检测区正下方。

进一步的，所述出样孔包括出样孔前段和出样孔后段，所述出样孔前段的开口设置在所述芯片侧面，所述出样孔后段通过所述检测区6连通所述混合区2，所述出样孔前段的直径大于所述出样孔后段。

进一步的，所述进样孔包括进样孔前段和进样孔后段，所述进样孔后段连通所述混合区，所述进样孔前段的开口设置在所述芯片侧面，所述进样孔前段的直径大于所述进样孔后段。

进一步的，所述进样孔并排设置有若干个，若干个所述进样孔上的进样孔后段连通有连接孔，所述连接孔连通所述混合区。

本实用新型具有以下有益效果：通过磁性纳米微球以及菌液从进样孔内进入，使磁性纳米微球以及菌液在混合区内朝向出样孔流动，在混合区椭圆形结构的作用下，实现整个液体通道的收缩与扩张，有利于磁珠与细菌的有效混合，达到了提高捕获效率的有益效果，并且菌液在混合区内流动时，途径微柱侧面，以分散菌液，与混合区的椭圆形结构的共同作用下，使细菌能够与磁珠混合更为充分。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为俯视示意图；

图3为进、出样孔示意图；

图4为仰视示意图；

图5为微柱示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图1-5，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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，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。

如图1和2，一种磁分离微流控芯片，所述芯片1顶部设置有若干依次连通的混合区2，所述芯片1两侧分别设置有进样孔4和出样孔5，所述进样孔4和所述出样孔5分别连通若干所述混合区2的两端，所述混合区2呈椭圆形结构，且两端沿所述进样孔4和所述出样孔5延伸。

具体地，芯片1为现有技术，整个磁分离微流控芯片由3D打印制成，混合区2的椭圆形结构长为5～15mm、宽2～5mm、深1～3mm，至少设置两个，相邻两个混合区2之间设置有用于连通的通道，进样孔4和出样孔5同心设置，若干混合区2沿二者轴心方向上并排分布，且椭圆形结构的扁长的方向沿着二者轴心分布。

具体实施时，磁性纳米微球以及菌液从进样孔4内进入，在出样孔5上通过出样管连接蠕动泵，进而使磁性纳米微球以及菌液在混合区2内朝向出样孔5流动，在混合区2椭圆形结构的作用下，实现整个液体通道的收缩与扩张，有利于磁珠与细菌的有效混合，提高捕获效率。

进一步的，所述混合区2内设置有若干交错分布的微柱3。

菌液在混合区2内流动时，途径微柱3侧面，以分散菌液，与混合区2的椭圆形结构的共同作用下，使细菌能够与磁珠混合更为充分，具体地，如图2，微柱3在图中上下方向并排设置多个，且与混合区2椭圆形结构适配，在图中左右方向上，其中一个微柱3设置在右侧的相邻两个微柱3之间。

进一步的，所述微柱3呈圆柱体结构，相邻两个所述微柱3之间间隙分布。

进一步的，所述微柱3底部设置有固定部，所述固定部的直径大于所述微柱3，所述固定部与所述微柱3之间设置有倒角。

固定部使微柱3的上端与另外一个微柱3之间间隙分布，以避免堵塞。

进一步的，远离所述进样孔4一端的所述混合区2上设置有检测区6，所述出样孔5通过所述检测区6连通所述混合区2。

进一步的，所述芯片1底部设置有磁铁9，所述磁铁9设置在所述检测区6正下方。

磁珠通过静电作用结合到的细菌表面，进入检测区6，受芯片1底部磁铁9磁力作用，与磁珠磁性结合的细菌会被富集于检测区6，富集在检测区6的细菌，可以用拉曼光谱仪进行直接检测。

具体地，磁铁9设置在一磁铁腔内。

进一步的，所述出样孔5包括出样孔前段501和出样孔后段502，所述出样孔前段501的开口设置在所述芯片1侧面，所述出样孔后段通过所述检测区6连通所述混合区2，所述出样孔前段501的直径大于所述出样孔后段502。

具体的，检测区6底部设置有出液孔8，出液孔8连通出样孔后段502。

进一步的，所述进样孔4包括进样孔前段401和进样孔后段402，所述进样孔后段402连通所述混合区2，所述进样孔前段401的开口设置在所述芯片1侧面，所述进样孔前段401的直径大于所述进样孔后段402。

具体的，位于一端的混合区2底部设置有进液孔7，进液孔7连通进样孔后段402。

此外，进样孔前段401和出样孔前段501的直径相同，均为1.4mm，可以直接插入聚四氟乙烯管，实现良好的密封和进出样，避免接口损坏、漏液等问题。

进一步的，所述进样孔4并排设置有若干个，若干个所述进样孔4上的进样孔后段402连通有连接孔403，所述连接孔403连通所述混合区2。

具体地，不同进样孔4用于输入不同菌液，只需要一种菌液时，另外几个进样孔4可以将其连接的进样管堵住，进样孔4至少设置有三个。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种磁分离微流控芯片，其特征在于：所述芯片(1)顶部设置有若干依次连通的混合区(2)，所述芯片(1)两侧分别设置有进样孔(4)和出样孔(5)，所述进样孔(4)和所述出样孔(5)分别连通若干所述混合区(2)的两端，所述混合区(2)呈椭圆形结构，且两端沿所述进样孔(4)和所述出样孔(5)延伸。

2.根据权利要求1所述的一种磁分离微流控芯片，其特征在于：所述混合区(2)内设置有若干交错分布的微柱(3)。

3.根据权利要求2所述的一种磁分离微流控芯片，其特征在于：所述微柱(3)底部设置有固定部，所述固定部的直径大于所述微柱(3)，所述固定部与所述微柱(3)之间设置有倒角。

4.根据权利要求1所述的一种磁分离微流控芯片，其特征在于：远离所述进样孔(4)一端的所述混合区(2)上设置有检测区(6)，所述出样孔(5)通过所述检测区(6)连通所述混合区(2)。

5.根据权利要求4所述的一种磁分离微流控芯片，其特征在于：所述芯片(1)底部设置有磁铁(9)，所述磁铁(9)设置在所述检测区(6)正下方。

6.根据权利要求4所述的一种磁分离微流控芯片，其特征在于：所述出样孔(5)包括出样孔前段(501)和出样孔后段(502)，所述出样孔前段(501)的开口设置在所述芯片(1)侧面，所述出样孔后段(502)通过所述检测区(6)连通所述混合区(2)，所述出样孔前段(501)的直径大于所述出样孔后段(502)。

7.根据权利要求1所述的一种磁分离微流控芯片，其特征在于：所述进样孔(4)包括进样孔前段(401)和进样孔后段(402)，所述进样孔后段(402)连通所述混合区(2)，所述进样孔前段(401)的开口设置在所述芯片(1)侧面，所述进样孔前段(401)的直径大于所述进样孔后段(402)。

8.根据权利要求7所述的一种磁分离微流控芯片，其特征在于：所述进样孔(4)并排设置有若干个，若干个所述进样孔(4)上的进样孔后段(402)连通有连接孔(403)，所述连接孔(403)连通所述混合区(2)。

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