CN216654606U - 离心式微流控芯片及其主体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种离心式微流控芯片及其主体结构，离心式微流控芯片的主体结构包括板体。板体包括相对设置的第一表面与第二表面。第一表面上朝向第二表面的方向凹设形成有收集腔室、第一样本腔室以及与第一样本腔室连通的第二样本腔室。由于加样孔由收集腔室的底壁朝向第二表面延伸，这样移液枪的枪头与芯片接触的位置位于收集腔室的内部，而并非如传统技术会接触到第一表面，即能避免接触第一表面导致污染第一表面；此外，加样孔内的残留样本在离心工作时进入到收集腔室内通过收集腔室来收集残留的样本；此外，上述的离心式微流控芯片无需如传统产品在芯片表面上设置的框架结构，从而使得产品结构较为简单，成本较低。

Description

离心式微流控芯片及其主体结构

技术领域

本实用新型涉及体外诊断技术领域，特别是涉及一种离心式微流控芯片及其主体结构。

背景技术

离心式微流控芯片是指将化学分析过程中涉及的阀、流动管道、混合反应器、分离装置、检测装置等集成到CD状的微流控芯片上，以离心力为驱动力，实现对样品制备、反应、分离、检测等操作的分析系统。因离心式微流控芯片具有加工方便，操作简便的特性，在微流控芯片技术中得到了广泛的应用。

传统地，离心式微流控芯片在添加样本(尤其是全血样本)时，由于加样枪头外壁存在一定的样本残留，在加样过程中，枪头外壁的残留样本会剐蹭、或滴落到芯片表面，导致芯片表面被污染；当芯片离心作业时，芯片表面上残留样本还会被甩到仪器内部，导致仪器污染，进而影响仪器检测性能。一般会在芯片表面添加一个框架来防止残留样本被甩到仪器内部。然而，这样会使得装置结构更加复杂，使得成本增加。

实用新型内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种离心式微流控芯片及其主体结构，它能够降低残留样本对芯片表面和测试仪器的污染，芯片组装更加方便，同时成本大大降低。

其技术方案如下：一种离心式微流控芯片的主体结构，所述离心式微流控芯片的主体结构包括：板体，所述板体包括相对设置的第一表面与第二表面；所述第一表面上朝向所述第二表面的方向凹设形成有收集腔室、第一样本腔室以及与所述第一样本腔室连通的第二样本腔室；所述收集腔室的底壁上设有加样孔，所述板体上还设有流道，所述加样孔通过所述流道与所述第一样本腔室相连通。

上述的离心式微流控芯片的主体结构工作时，使用移液枪进行加样，加样时枪头伸入到收集腔室，将样本加入到加样孔中，样本经加样孔与流道进入到第一样本腔室。加样过程中，枪头上残留的样本在与加样孔的孔壁由于剐蹭保留在加样孔的周边区域(位于收集腔室的内部)。当芯片离心工作时，第一样本腔室内的样本在离心力作用下进入到第二样本腔室，残留在加样孔的样本则在离心力的作用下被甩到收集腔室，而不会甩出收集腔室的外部导致芯片表面与测试仪器等污染。如此可见，由于加样孔由收集腔室的底壁朝向第二表面延伸，这样移液枪的枪头与芯片接触的位置位于收集腔室的内部，而并非如传统技术会接触到第一表面，即能避免接触第一表面导致污染第一表面；此外，加样孔内的残留样本在离心工作时进入到收集腔室内通过收集腔室来收集残留的样本；此外，上述的离心式微流控芯片无需如传统产品在芯片表面上设置的框架结构，从而使得产品结构较为简单，成本较低。

在一个实施例中，所述加样孔包括第一孔段以及与所述第一孔段连通的第二孔段；所述收集腔室通过所述第一孔段与所述第二孔段相连通，所述第二孔段与所述流道相连通；所述第一孔段的孔径从所述收集腔室的底壁至所述第二孔段的方向上逐渐缩小。

在一个实施例中，所述加样孔为从所述收集腔室的底壁延伸到所述第二表面的通孔；所述流道设置于所述第二表面上，所述流道与所述第一样本腔室相连通。

在一个实施例中，所述板体设有连接孔；所述连接孔从所述流道的底壁延伸到所述第一样本腔室的底壁，所述流道通过所述连接孔与所述第一样本腔室相连通。

在一个实施例中，所述第一样本腔室与所述第二样本腔室相邻设置，所述第一样本腔室与所述第二样本腔室的相邻位置处设置有连通所述第一样本腔室与所述第二样本腔室的窗口；所述第二样本腔室相对于所述第一样本腔室更加远离于所述板体的中心位置；所述第一样本腔室为绕所述板体的中心设置的弧形腔室。

在一个实施例中，所述板体通过注塑一次成型。

一种微流控芯片，所述离心式微流控芯片包括所述的主体结构。

上述的离心式微流控芯片工作时，使用移液枪进行加样，加样时枪头伸入到收集腔室，将样本加入到加样孔中，样本经加样孔与流道进入到第一样本腔室。加样过程中，枪头上残留的样本在与加样孔的孔壁由于剐蹭保留在加样孔的周边区域(位于收集腔室的内部)。当芯片离心工作时，第一样本腔室内的样本在离心力作用下进入到第二样本腔室，残留在加样孔的样本则在离心力的作用下被甩到收集腔室，而不会甩出收集腔室的外部导致芯片表面与测试仪器等污染。如此可见，由于加样孔由收集腔室的底壁朝向第二表面延伸，这样移液枪的枪头与芯片接触的位置位于收集腔室的内部，而并非如传统技术会接触到第一表面，即能避免接触第一表面导致污染第一表面；此外，加样孔内的残留样本在离心工作时进入到收集腔室内通过收集腔室来收集残留的样本；此外，上述的离心式微流控芯片无需如传统产品在芯片表面上设置的框架结构，从而使得产品结构较为简单，成本较低。

在一个实施例中，所述离心式微流控芯片还包括第一盖板与第二盖板；所述第一盖板叠设于所述第一表面上，所述第二盖板叠设于所述第二表面上；所述第一盖板上设置有与所述加样孔位置相应的第一通孔。

在一个实施例中，所述第一通孔的孔径大于所述加样孔的孔径；所述第一通孔的开孔面积小于所述收集腔室的口部面积；所述第一通孔的开孔区域沿着垂直于所述第一表面方向朝向所述收集腔室的底壁的投影位于所述收集腔室的底壁中部部位，所述投影完全覆盖所述加样孔。

在一个实施例中，所述板体的中心部位上设置有轴孔，所述第一盖板上设置有与所述轴孔位置相应的第二通孔，所述第二盖板上设置有与所述轴孔位置相应的第三通孔。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的主体结构第一表面的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的主体结构第二表面的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的主体结构的一视角结构图；

图4为本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的主体结构的剖视结构图；

图5为本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的分解结构图；

图6为本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的透视图；

图7为本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的剖视结构图；

图8为本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的在样本未离心之前的状态示意图；

图9为本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的在样本离心动作时的状态示意图。

10、板体；11、第一表面；111、收集腔室；1111、底壁；112、第一样本腔室；113、第二样本腔室；114、加样孔；1141、第一孔段；1142、第二孔段；115、流道；116、窗口；12、第二表面；13、连接孔；14、轴孔；20、第一盖板；21、第一通孔；22、第二通孔；30、第二盖板；31、第三通孔；40、样本。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1至图9，图1至图4示出了本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的主体结构的结构示意图；图5至图7示出了本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的结构示意图；图8示出了本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的在样本40未离心之前的状态示意图，图9示出了本实用新型一实施例的离心式微流控芯片的在样本40离心动作时的状态示意图。本实用新型一实施例提供的一种离心式微流控芯片，包括主体结构。具体而言，离心式微流控芯片的主体结构包括板体10。板体10包括相对设置的第一表面11与第二表面12。第一表面11上朝向第二表面12的方向凹设形成有收集腔室111、第一样本腔室112以及与第一样本腔室112连通的第二样本腔室113。收集腔室111的底壁1111上设有加样孔114，板体10上还设有流道115，加样孔114通过流道115与第一样本腔室112相连通。

上述的离心式微流控芯片及其主体结构工作时，使用移液枪进行加样，加样时枪头伸入到收集腔室111，将样本40加入到加样孔114中，样本40经加样孔114与流道115进入到第一样本腔室112。加样过程中，枪头上残留的样本40在与加样孔114的孔壁由于剐蹭保留在加样孔114的周边区域(位于收集腔室111的内部)。请参阅图8与图9，当芯片离心工作时，第一样本腔室112内的样本40(如图8或图9的阴影部分)在离心力作用下进入到第二样本腔室113，残留在加样孔114的样本40则在离心力的作用下被甩到收集腔室111，而不会甩出收集腔室111的外部导致芯片表面与测试仪器等污染。如此可见，由于加样孔114由收集腔室111的底壁1111朝向第二表面12延伸，这样移液枪的枪头与芯片接触的位置位于收集腔室111的内部，而并非如传统技术会接触到第一表面11，即能避免接触第一表面11导致污染第一表面11；此外，加样孔114内的残留样本40在离心工作时进入到收集腔室111内通过收集腔室111来收集残留的样本40；此外，上述的离心式微流控芯片无需如传统产品在芯片表面上设置的框架结构，从而使得产品结构较为简单，成本较低。

参阅图3与图4，在一个实施例中，加样孔114包括第一孔段1141以及与第一孔段1141连通的第二孔段1142。收集腔室111通过第一孔段1141与第二孔段1142相连通，第二孔段1142与流道115相连通。第一孔段1141的孔径从收集腔室111的底壁1111至第二孔段1142的方向上逐渐缩小。如此，第一孔段1141为渐缩孔段，对样本40起到汇聚的作用，使得进入到第一孔段1141内的样本40汇聚进入到第二孔段1142，通过第二孔段1142进入到流道115中。此外，第一孔段1141也能便于加样时枪头更好的对准加样孔114。具体而言，第一孔段1141的壁面为由收集腔室111的底壁1111延伸到第二孔段1142的斜面，即第一孔段1141具体例如为锥形孔段，当然第一孔段1141也不限于是锥形孔段，还可以根据需要设计成其它结构形式。此外，第二孔段1142例如为直通段，当然也可以是渐缩段或其它结构形式，在此不进行限定。

在一个实施例中，加样孔114为从收集腔室111的底壁1111延伸到第二表面12的通孔。流道115设置于第二表面12上，流道115与第一样本腔室112相连通。如此，能便于在板体10上加工出收集腔室111、第一样本腔室112、第二样本腔室113、加样孔114与流道115。

在一个实施例中，板体10设有连接孔13。连接孔13从流道115的底壁延伸到第一样本腔室112的底壁，流道115通过连接孔13与第一样本腔室112相连通。如此，流道115通过连接孔13与第一样本腔室112相连通。

在另一个实施例中，加样孔114不限于上述实施例中的通孔，例如还可以是盲孔，即加样孔114并不需要延伸到第二表面12。相应地，流道115设置于第一表面11上即可。

参阅图1与图3，在一个实施例中，第一样本腔室112与第二样本腔室113相邻设置，第一样本腔室112与第二样本腔室113的相邻位置处设置有连通第一样本腔室112与第二样本腔室113的窗口116。

此外，第二样本腔室113相对于第一样本腔室112更加远离于板体10的中心位置。第一样本腔室112为绕板体10的中心设置的弧形腔室。如此，离心动作时，第一样本腔室112内的样本40会在离心力作用下进入到更加远离于板体10的中心的第二样本腔室113中。

在一个实施例中，板体10通过注塑一次成型。如此，能便于生产加工，加工成本较低。需要说明的是，板体10还可以通过其它方式加工形成，例如通过铣削的方式加工形成，在此不进行限定，根据实际需求进行选择即可。

参阅图5至图9，在一个实施例中，离心式微流控芯片还包括第一盖板20与第二盖板30。第一盖板20叠设于第一表面11上，第二盖板30叠设于第二表面12上。第一盖板20上设置有与加样孔114位置相应的第一通孔21。如此，第一盖板20叠设于第一表面11上时封住第一样本腔室112与第二样本腔室113的口部，保证第一样本腔室112与第二样本腔室113内的样本40在离心过程中不会通过样本腔室的口部向外甩出；此外，由于在第一盖板20上设置有第一通孔21，枪头可以穿过第一通孔21伸入到收集腔室111对加样孔114进行加样。另外，第二盖板30叠设于第二表面12上时封住加样孔114、微流道115与连接孔13，以保证密封性。

需要说明的是，作为一个可选的方案，不限于是上述实施例中在第一表面11上设置第一盖板20，还可以是在第一表面11上设置用于封堵第一样本腔室112与第二样本腔室113的口部的其它封堵结构，在此不进行限定，根据实际需求进行设置即可。同样地，不限于是上述实施例中在第二表面12上设置第二盖板30，还可以是在第二表面12上设置用于封堵加样孔114、微流道115与连接孔13的其它封堵结构，在此不进行限定，根据实际需求进行设置即可。

还需要说明的是，第一盖板20例如通过粘接固定于第一表面11上，或者通过螺钉、螺丝、销钉等安装件装设于第一表面11上。第二盖板30在第二表面12上的固定方式类似，在此不进行限定，根据实际需求进行设置即可。

参阅图1、图4与图7，在一个实施例中，第一通孔21的孔径大于加样孔114的孔径。第一通孔21的开孔面积小于收集腔室111的口部面积。第一通孔21的开孔区域沿着垂直于第一表面11方向朝向收集腔室111的底壁1111的投影位于收集腔室111的底壁1111中部部位，投影完全覆盖加样孔114。如此，移液枪的枪头通过第一通孔21能顺利地进入到收集腔室111，对加样孔114进行加样，而不会与第一通孔21的孔壁发生剐蹭。此外，在离心动作时，第一盖板20对收集腔室111内的残留样本40起到限制作用，避免收集腔室111内的残留样本40向外甩出。

此外，需要说明的是，为了避免移液枪的枪头通过第一通孔21进入到收集腔室111中对加样孔114进行加样时与第一通孔21孔壁发生剐蹭，第一通孔21的孔径大于枪头的外径。

参阅图1与图5，在一个实施例中，板体10的中心部位上设置有轴孔14，第一盖板20上设置有与轴孔14位置相应的第二通孔22，第二盖板30上设置有与轴孔14位置相应的第三通孔31。如此，驱动装置的驱动轴能装设于轴孔14中，并驱动微流控芯片转动，从而实现离心动作。当然了，也可以无需设置轴孔14，而是在板体10的表面上设置有与驱动装置的驱动轴相连的连接件，驱动轴驱动连接件动作，带动板体10转动。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种离心式微流控芯片的主体结构，其特征在于，所述离心式微流控芯片的主体结构包括：

板体，所述板体包括相对设置的第一表面与第二表面；所述第一表面上朝向所述第二表面的方向凹设形成有收集腔室、第一样本腔室以及与所述第一样本腔室连通的第二样本腔室；所述收集腔室的底壁上设有加样孔，所述板体上还设有流道，所述加样孔通过所述流道与所述第一样本腔室相连通。

2.根据权利要求1所述的离心式微流控芯片的主体结构，其特征在于，所述加样孔包括第一孔段以及与所述第一孔段连通的第二孔段；所述收集腔室通过所述第一孔段与所述第二孔段相连通，所述第二孔段与所述流道相连通；所述第一孔段的孔径从所述收集腔室的底壁至所述第二孔段的方向上逐渐缩小。

3.根据权利要求1所述的离心式微流控芯片的主体结构，其特征在于，所述加样孔为从所述收集腔室的底壁延伸到所述第二表面的通孔；所述流道设置于所述第二表面上，所述流道与所述第一样本腔室相连通。

4.根据权利要求3所述的离心式微流控芯片的主体结构，其特征在于，所述板体设有连接孔；所述连接孔从所述流道的底壁延伸到所述第一样本腔室的底壁，所述流道通过所述连接孔与所述第一样本腔室相连通。

5.根据权利要求1所述的离心式微流控芯片的主体结构，其特征在于，所述第一样本腔室与所述第二样本腔室相邻设置，所述第一样本腔室与所述第二样本腔室的相邻位置处设置有连通所述第一样本腔室与所述第二样本腔室的窗口；所述第二样本腔室相对于所述第一样本腔室更加远离于所述板体的中心位置；所述第一样本腔室为绕所述板体的中心设置的弧形腔室。

6.根据权利要求1所述的离心式微流控芯片的主体结构，其特征在于，所述板体通过注塑一次成型。

7.一种微流控芯片，其特征在于，所述离心式微流控芯片包括如权利要求1至6任意一项所述的主体结构。

8.根据权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述离心式微流控芯片还包括第一盖板与第二盖板；所述第一盖板叠设于所述第一表面上，所述第二盖板叠设于所述第二表面上；所述第一盖板上设置有与所述加样孔位置相应的第一通孔。

9.根据权利要求8所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一通孔的孔径大于所述加样孔的孔径；所述第一通孔的开孔面积小于所述收集腔室的口部面积；所述第一通孔的开孔区域沿着垂直于所述第一表面方向朝向所述收集腔室的底壁的投影位于所述收集腔室的底壁中部部位，所述投影完全覆盖所述加样孔。

10.根据权利要求8所述的微流控芯片，其特征在于，所述板体的中心部位上设置有轴孔，所述第一盖板上设置有与所述轴孔位置相应的第二通孔，所述第二盖板上设置有与所述轴孔位置相应的第三通孔。

Images