CN217156393U - 一种电化学安培法适用的可校准微流控芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电化学安培法适用的可校准微流控芯片，涉及微流控芯片技术领域，包括微流控芯片，所述微流控芯片从上至下依次由第三芯片层、第二芯片层、第一芯片层所构成；所述第二芯片层表面依次设置有超纯水室、第一葡萄糖储存室、第二葡萄糖储存室、第三葡萄糖储存室、传感元件区、汗液收集区；所述超纯水室与第一葡萄糖储存室通过设置在第二芯片层表面的第一毛细通道连通；所述第一葡萄糖储存室与第二葡萄糖储存室通过设置在第二芯片层表面的第二毛细通道连通；本实用新型可以避免液体混合造成浓度改变，导致校准失败，从而保证了检测结果的可靠性，并且通过对传感器进行清洗，避免传感器受到影响，从而提高了传感器的检测精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及微流控芯片技术领域，具体为一种电化学安培法适用的可校准微流控芯片。
背景技术
微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。微流体结构包括微气体系统，即用于处理片外流体(液体泵，气体阀等)的微系统，以及用于片上处理纳升(nl)和皮升(pl)体积的微流体结构，表面张力，能量耗散，及流体阻力开始主导着流体行为。微流控研究这些行为如何变化，以及如何解决这些行为，或者为新用途而开发，迄今为止，最成功的微流体的商业应用是喷墨打印头，此外，微流体制造的进步允许以低成本塑料生产设备。微流体技术的进步正在革新分子生物学方法进行酶分析(如葡萄糖和乳酸分析)，DNA分析(如聚合酶链式反应和高通量测序)和蛋白质组学。新兴应用领域是临床病理学，特别是疾病的即时现场诊断。
许多微流控芯片在聚二甲基硅氧烷(PDMS)结构上集成了CO2、葡萄糖和氧电化学传感器。这些芯片受益于PDMS的低成本、制造简单和高气体扩散能力。计时安培法(chronoamperometry(i-t)method)是一种瞬态技术，其中方波电位施加到工作电极上。电极的电流(作为时间的函数测量)根据分析物从本体溶液向传感器表面的扩散而波动。因此，计时安培法可用于测量电极上发生的扩散控制过程的电流-时间依赖性。这因分析物浓度而异，因此可用来测量分析物浓度；计时安培法是一种灵敏的技术，不需要标记分析物或生物感受器，并且已经独立或与其他电化学技术(如CV)一起应用于许多研究中，例如，Martins等人使用计时安培法研究人血清白蛋白吸附到金底物上的自组装单层(SAM)。
然而，基于PDMS微流控芯片电化学传感器在实际应用中存在下列缺陷；
现有微控流芯片的微流体配置有连接流体入口和出口的单个微通道，不允许传感器重新激活和测量之间的重新校准，可能不利于分析结果的可靠性；
并且新旧汗液会污染传感器，从而影响微控流芯片的检测精度。
为此，我们提出一种电化学安培法适用的可校准微流控芯片。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电化学安培法适用的可校准微流控芯片，以解决上述背景技术中提出的现有微控流芯片的微流体配置有连接流体入口和出口的单个微通道，不允许传感器重新激活和测量之间的重新校准，可能不利于分析结果的可靠性；
并且新旧汗液会污染传感器，从而影响微控流芯片的检测精度的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种电化学安培法适用的可校准微流控芯片，包括:
微流控芯片，所述微流控芯片从上至下依次由第三芯片层、第二芯片层、第一芯片层所构成；
所述第二芯片层表面依次设置有超纯水室、第一葡萄糖储存室、第二葡萄糖储存室、第三葡萄糖储存室、传感元件区、汗液收集区；
所述超纯水室与第一葡萄糖储存室通过设置在第二芯片层表面的第一毛细通道连通；
所述第一葡萄糖储存室与第二葡萄糖储存室通过设置在第二芯片层表面的第二毛细通道连通；
所述第二葡萄糖储存室与第三葡萄糖储存室通过设置在第二芯片层表面的第三毛细通道连通；
所述第三葡萄糖储存室与传感元件区通过设置在第二芯片层表面的第四毛细通道连通；
所述传感元件区与汗液收集区通过设置在第二芯片层表面的第五毛细通道连通；
所述第三芯片层表面开设有五个卡孔，五个所述卡孔内分别卡接固定有五个卡销，五个所述卡销分别对应抵接在第一毛细通道、第二毛细通道、第三毛细通道、第四毛细通道、第五毛细通道内。
作为本实用新型的进一步方案，所述第五毛细通道、第四毛细通道、第三毛细通道、第二毛细通道、第一毛细通道长度依次递减。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过将三个卡销抽出，三个卡销分别对应第二毛细通道、第三毛细通道、第四毛细通道，第一葡萄糖储存室、第二葡萄糖储存室、第三葡萄糖储存室内的液体会毛细至传感元件区，由于第二毛细通道、第三毛细通道、第四毛细通道的长度不一，所以第一葡萄糖储存室、第二葡萄糖储存室、第三葡萄糖储存室内的液体毛细至传感元件区时会有时间差，第一葡萄糖储存室、第二葡萄糖储存室、第三葡萄糖储存室内的液体在流过传感元件区内的传感器时会产生三个电流值，因此得到一条标准曲线，即该传感器工作电极的校准曲线，相比较现有的，本实用新型可以避免液体混合造成浓度改变，导致校准失败，从而保证了检测结果的可靠性。
本实用新型通过将对应第一毛细通道、第五毛细通道内的卡销抽出，此时超纯水室内的纯水毛细出，从而达到对传感元件区内的传感器进行清洗，以便传感器的正常使用，相比较现有的，本实用新型通过对传感器进行清洗，避免传感器受到影响，从而提高了传感器的检测精度。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型中的第二芯片层结构示意图。
图中：101、第三芯片层；102、第二芯片层；103、第一芯片层；104、卡孔；105、卡销；106、超纯水室；107、第一葡萄糖储存室；108、第二葡萄糖储存室；109、第三葡萄糖储存室；110、传感元件区；111、汗液收集区；112、第一毛细通道；113、第二毛细通道；114、第三毛细通道；115、第四毛细通道；116、第五毛细通道。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种电化学安培法适用的可校准微流控芯片，包括微流控芯片，微流控芯片从上至下依次由第三芯片层101、第二芯片层102、第一芯片层103所构成；第二芯片层102表面依次设置有超纯水室106、第一葡萄糖储存室107、第二葡萄糖储存室108、第三葡萄糖储存室109、传感元件区110、汗液收集区111；超纯水室106与第一葡萄糖储存室107通过设置在第二芯片层102表面的第一毛细通道112连通；第一葡萄糖储存室107与第二葡萄糖储存室108通过设置在第二芯片层102表面的第二毛细通道113连通；第二葡萄糖储存室108与第三葡萄糖储存室109通过设置在第二芯片层102表面的第三毛细通道114连通；第三葡萄糖储存室109与传感元件区110通过设置在第二芯片层102表面的第四毛细通道115连通；传感元件区110与汗液收集区111通过设置在第二芯片层102表面的第五毛细通道116连通；第三芯片层101表面开设有五个卡孔104，五个卡孔104内分别卡接固定有五个卡销105，五个卡销105分别对应抵接在第一毛细通道112、第二毛细通道113、第三毛细通道114、第四毛细通道115、第五毛细通道116内，第五毛细通道116、第四毛细通道115、第三毛细通道114、第二毛细通道113、第一毛细通道112长度依次递减。
具体的，首先通过将三个卡销105抽出，三个卡销105分别对应第二毛细通道113、第三毛细通道114、第四毛细通道115，第一葡萄糖储存室107、第二葡萄糖储存室108、第三葡萄糖储存室109内的液体会毛细至传感元件区110，由于第二毛细通道113、第三毛细通道114、第四毛细通道115的长度不一，所以第一葡萄糖储存室107、第二葡萄糖储存室108、第三葡萄糖储存室109内的液体毛细至传感元件区110时会有时间差，第一葡萄糖储存室107、第二葡萄糖储存室108、第三葡萄糖储存室109内的液体在流过传感元件区110内的传感器时会产生三个电流值，传感器用计时安培分析法得到不同浓度相对应的电流值，因此得到一条标准曲线，即该传感器工作电极的校准曲线，相比较现有的，本实用新型可以避免液体混合造成浓度改变，导致校准失败，从而保证了检测结果的可靠性；
其次在校准工作完成后，通过将对应第一毛细通道112、第五毛细通道116内的卡销105抽出，此时超纯水室106内的纯水毛细出，从而达到对传感元件区110内的传感器进行清洗，最终污水会毛细至汗液收集区111内，以便传感器的正常使用，相比较现有的，本实用新型通过对传感器进行清洗，避免传感器受到影响，从而提高了传感器的检测精度。
工作原理：对于本实用新型，在使用时，首先使用者将三个卡销105抽出，三个卡销105分别对应第二毛细通道113、第三毛细通道114、第四毛细通道115，第一葡萄糖储存室107、第二葡萄糖储存室108、第三葡萄糖储存室109内的液体会毛细至传感元件区110，由于第二毛细通道113、第三毛细通道114、第四毛细通道115的长度不一，所以第一葡萄糖储存室107、第二葡萄糖储存室108、第三葡萄糖储存室109内的液体毛细至传感元件区110时会有时间差，第一葡萄糖储存室107、第二葡萄糖储存室108、第三葡萄糖储存室109内的液体在流过传感元件区110内的传感器时会产生三个电流值，传感器用计时安培分析法得到不同浓度相对应的电流值，因此得到一条标准曲线，即该传感器工作电极的校准曲线；
其次在校准工作完成后，通过将对应第一毛细通道112、第五毛细通道116内的卡销105抽出，此时超纯水室106内的纯水毛细出，从而达到对传感元件区110内的传感器进行清洗，最终污水会毛细至汗液收集区111内，以便传感器的正常使用。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种电化学安培法适用的可校准微流控芯片，其特征在于，包括：
微流控芯片，所述微流控芯片从上至下依次由第三芯片层(101)、第二芯片层(102)、第一芯片层(103)所构成；
所述第二芯片层(102)表面依次设置有超纯水室(106)、第一葡萄糖储存室(107)、第二葡萄糖储存室(108)、第三葡萄糖储存室(109)、传感元件区(110)、汗液收集区(111)；
所述超纯水室(106)与第一葡萄糖储存室(107)通过设置在第二芯片层(102)表面的第一毛细通道(112)连通；
所述第一葡萄糖储存室(107)与第二葡萄糖储存室(108)通过设置在第二芯片层(102)表面的第二毛细通道(113)连通；
所述第二葡萄糖储存室(108)与第三葡萄糖储存室(109)通过设置在第二芯片层(102)表面的第三毛细通道(114)连通；
所述第三葡萄糖储存室(109)与传感元件区(110)通过设置在第二芯片层(102)表面的第四毛细通道(115)连通；
所述传感元件区(110)与汗液收集区(111)通过设置在第二芯片层(102)表面的第五毛细通道(116)连通；
所述第三芯片层(101)表面开设有五个卡孔(104)，五个所述卡孔(104)内分别卡接固定有五个卡销(105)，五个所述卡销(105)分别对应抵接在第一毛细通道(112)、第二毛细通道(113)、第三毛细通道(114)、第四毛细通道(115)、第五毛细通道(116)内。
2.根据权利要求1所述的一种电化学安培法适用的可校准微流控芯片，其特征在于，所述第五毛细通道(116)、第四毛细通道(115)、第三毛细通道(114)、第二毛细通道(113)、第一毛细通道(112)长度依次递减。
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