CN217688530U - 检测组件及检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种检测组件及检测装置。在该检测组件中包括流道层和光波导结构。一方面，利用流道层形成引导待检样本的微流道(毫米级甚至微米级的流道)；另一方面，光波导结构形成至少两个光波导路径，在光波导结构的光波导材料的表面上形成与每个光波导路径对应的混合区域。微流道引导待检样本流过每个混合区域，使得待检样本在混合区域中与不同的反应流体接触。经由光波导路径传播的光线在传播过程中经过对应的混合区域，光线在经过不同的混合区域时受到待检样本与反应流体之间是否发生反应的影响而导致光线的强度和/或相位发生变化，由此能够定性和/或定量检测待检样本中与反应成分对应的特定成分。

Description

检测组件及检测装置

技术领域

本申请涉及将光波导结构和微流道结合在一起的检测装置，用于检测样本中的特定成分，具体地涉及一种检测组件及包括该检测组件的检测装置。

背景技术

在光学领域内，通过研究发现，光线以一定入射角从光密介质向光疏介质入射，当入射角大于一定角度时，会发生全反射现象，折射光线消失，光线仅沿反射方向传播。在光线发生全反射的位置，会产生沿光疏介质方向传播的渐逝波。进一步地，光在光波导路径中传播的过程中，渐逝波灵敏地受到光波导材料的表面处的边界反应的影响。因此，可以利用上述现象，通过检测受到上述影响前后的入射光和出射光的强度变化或者相位变化，来精确定性和/或定量检测光波导材料的表面处样本的特定的成分或成分变化。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的状态而做出本申请。本申请的一个目的在于提供一种检测组件，其能够利用上述渐逝波的特性实现定性和/或定量精确检测待检样本(例如生物样本)中的特定成分。本申请的另一个目的在于提供一种包括上述检测组件的检测装置，其能够在定性和/或定量精确检测待检样本中的特定成分的情况下实现小型化的结构。

为了实现上述目的，本申请采用如下的技术方案。

本申请提供了一种如下的检测组件，包括：

盖层，其形成有分隔开的流入孔和流出孔；

流道层，其形成有与所述流入孔和所述流出孔连通的微流道；以及

光波导结构，其形成至少两个光波导路径，在所述光波导结构的光波导材料的表面上形成与每个光波导路径对应的混合区域，所述微流道用于引导待检样本从所述流入孔朝向所述流出孔流动并流过每个混合区域，使得所述待检样本与流过或存储在所述混合区域的反应流体接触，经由所述光波导路径传播的光线在传播过程中经过对应的混合区域。

在一种可选的方案中，在所述检测组件的厚度方向上，所述流道层位于所述盖层和所述光波导结构之间，所述流道层与所述盖层和所述光波导结构抵接。

在另一种可选的方案中，所述盖层位于所述流道层的厚度方向上的一侧，所述光波导结构位于所述流道层的厚度方向上的另一侧，所述流道层的厚度方向上的一侧的表面与所述盖层的厚度方向上的另一侧的表面抵接，所述流道层的厚度方向上的另一侧的表面与所述光波导结构的厚度方向上的一侧的表面抵接。

在另一种可选的方案中，至少部分所述微流道形成于所述流道层的厚度方向上的一侧的表面。

在另一种可选的方案中，所述微流道的除了与所述流入孔和所述流出孔连通的部分以外的其它部分被所述盖层从所述厚度方向上的一侧封闭。

在另一种可选的方案中，所述光波导结构包括上包层、芯和下包层，所述芯由所述光波导材料制成且位于所述上包层和所述下包层之间，所述上包层与所述流道层抵接。

在另一种可选的方案中，所述混合区域位于所述上包层中。

在另一种可选的方案中，所述检测组件包括设置在所述芯上的反应流体载体，所述反应流体载体限定所述混合区域。

在另一种可选的方案中，所述盖层与所述反应流体载体经由所述微流道在所述检测组件的厚度方向上间隔开地彼此面对。

本申请还提供了一种如下的检测装置，包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的检测组件。

本申请还提供了一种如下的检测组件，包括：

盖层，其形成有分隔开的流入孔和流出孔，所述盖层还形成有存储反应流体的存储部；

流道层，其形成有与所述流入孔和所述流出孔连通的微流道；以及

光波导结构，其形成至少两个光波导路径，在所述光波导结构的光波导材料的表面上形成与每个光波导路径对应的混合区域，所述微流道用于引导待检样本从所述流入孔朝向所述流出孔流动并流过每个混合区域，每个所述混合区域与对应的所述存储部受控地连通，使得所述反应流体能够从所述存储部受控地流到对应的混合区域，从而使得所述待检样本与所述反应流体在所述混合区域接触，经由所述光波导路径传播的光线在传播过程中经过对应的混合区域。

在一种可选的方案中，在所述检测组件的厚度方向上，所述流道层位于所述盖层和所述光波导结构之间，所述流道层与所述盖层和所述光波导结构抵接。

在另一种可选的方案中，所述存储部与对应的所述混合区域隔着所述流道层彼此相对，所述存储部能够经由所述微流道与所述混合区域受控地连通。

在另一种可选的方案中，所述存储部包括凹槽，所述凹槽的底部形成有与所述微流道连通且与对应的所述混合区域相对的通孔，所述通孔能够受控地封闭和打开。

在另一种可选的方案中，所述盖层包括组装在一起的主体部和盖部，所述存储部形成于所述主体部中，所述存储部形成有朝向所述厚度方向上的一侧开放的开口，所述盖部封闭所述开口。

在另一种可选的方案中，所述流入孔和所述流出孔形成于所述主体部中且沿着所述厚度方向贯通所述主体部，

所述主体部还形成有与所述流入孔相连的引流槽，用于将所述待检样本引流到所述流入孔中。

在另一种可选的方案中，所述微流道包括在所述厚度方向上贯通所述流道层的混合通孔，所述存储部能够经由所述混合通孔与所述混合区域连通。

在另一种可选的方案中，所述光波导结构包括上包层、芯和下包层，所述芯由所述光波导材料制成且位于所述上包层和所述下包层之间，所述上包层与所述流道层抵接，所述混合区域位于所述上包层中。

在另一种可选的方案中，所述反应流体包含缓冲液和修饰色素。

本申请还提供了一种如下的检测装置，包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的检测组件。

本申请还提供了一种如下的检测组件，包括：

盖层，其形成有分隔开的流入孔和流出孔；

流道层，其形成有与所述流入孔和所述流出孔连通的微流道；

光波导结构，其形成至少两个光波导路径，在所述光波导结构的光波导材料的表面上形成与每个光波导路径对应的混合区域，所述微流道用于引导待检样本从所述流入孔朝向所述流出孔流动并流过每个混合区域，使得所述待检样本与流过或存储在所述混合区域的反应流体接触，经由所述光波导路径传播的光线在传播过程中经过对应的混合区域；以及

光学系统，其用于捕获光线以使光线入射到每一个所述光波导路径中，且用于将所述光波导路径中的光线从所述光波导路径中引导出。

在一种可选的方案中，所述光学系统包括与每一个所述光波导路径对应的第一光学器件和第二光学器件，所述第一光学器件用于捕获来自光源的光线以使光线入射到对应的所述光波导路径中，所述第二光学器件用于将所述光波导路径中的光线从所述光波导路径中引导出，

在所述光波导路径的延伸方向上，所述混合区域位于所述第一光学器件和所述第二光学器件之间。

在另一种可选的方案中，所述第一光学器件为光栅、反光镜、透镜、透镜组、透镜阵列、分光器中的一种或多种的组合；并且/或者

所述第二光学器件为光栅、反光镜、透镜、透镜组、透镜阵列、分光器中的一种或多种的组合。

在另一种可选的方案中，所述检测组件还包括仅一个光源，利用所述光学系统使来自所述光源的光线入射到所有的所述光波导路径中。

在另一种可选的方案中，所述光波导结构包括上包层、芯和下包层，所述芯由所述光波导材料制成且位于所述上包层和所述下包层之间，所述上包层与所述流道层抵接。

在另一种可选的方案中，所述检测组件还包括光检测部，所述光源和所述光检测部被设置成相对于所述芯偏置。

在另一种可选的方案中，在所述检测组件的厚度方向上，所述光源和所述光检测部设置在所述芯的同一侧；或者

在所述检测组件的厚度方向上，所述光源和所述光检测部设置在所述芯的不同侧。

在另一种可选的方案中，所述检测组件还包括光检测部，所述光源和所述光检测部被设置成对准所述芯相反的端面，并且分别设置在所述光波导结构的芯的两端侧。

在另一种可选的方案中，所述检测组件还包括光检测部，所述光源包括设置在所述芯的表面上的自发光膜，所述光检测部包括设置在所述的芯的表面上的光检测膜。

本申请还提供了一种如下的检测装置，包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的检测组件。

本申请还提供了一种如下的检测组件，包括：

盖层，其形成有分隔开的流入孔和流出孔；

流道层，其形成有与所述流入孔和所述流出孔连通的微流道；以及

光波导结构，其形成至少两个光波导路径，在所述光波导结构的光波导材料的表面上形成与每个光波导路径对应的混合区域，所述微流道用于引导待检样本从所述流入孔朝向所述流出孔流动并流过每个混合区域，使得所述待检样本与流过或存储在所述混合区域的反应流体接触，经由所述光波导路径传播的光线在传播过程中经过对应的混合区域，

其中，所述光波导结构包括上包层、第一芯、第二芯和下包层，所述上包层与所述流道层抵接，所述第一芯和所述第二芯由光波导材料制成且位于所述上包层和所述下包层之间，所述第二芯设置在所述第一芯上且所述混合区域设置在所述第二芯的表面上。

在一种可选的方案中，所述第二芯的光折射率大于所述第一芯的光折射率，所述光线入射到所述第一芯中，之后进入所述第二芯经过所述混合区域，然后返回所述第一芯。

在另一种可选的方案中，所述检测组件还包括设置在所述第二芯的表面上的反应流体载体，所述反应流体载体限定所述混合区域。

在另一种可选的方案中，所述盖层包括用于存储所述反应流体的存储部，所述存储部的底部的通孔经由所述微流道与所述混合区域彼此相对。

在另一种可选的方案中，在所述待检样本的沿着所述微流道流动的方向上，所述微流道包括顺次连通的流入部、引流部、流入分支部、混合通孔、流出分支部和流出部，

所述流入部与所述流入孔连通，所述流出部与所述流出孔连通，所述引流部和所述流入分支部用于将所述待检样本引导到所述混合通孔，所述混合区域与所述混合通孔连通，所述流出分支部用于将所述混合通孔中的样本引导到所述流出部。

在另一种可选的方案中，所述引流部包括折曲段和直线段，所述折曲段位于所述流入部和所述直线段之间且与所述流入部和所述直线段均直接连通，所述折曲段在从所述流入部朝向所述直线段延伸的过程中形成往复折返的形状。

在另一种可选的方案中，所述微流道还包括设置于所述流出分支部的阻流结构，所述流出分支部形成为凹槽，所述阻流结构包括使所述凹槽的深度和/或宽度变化的结构。

在另一种可选的方案中，所述盖层在所述检测组件的厚度方向上位于所述流道层的一侧，且从所述厚度方向上的一侧封闭所述引流部、所述流入分支部、所述混合通孔和所述流出分支部。

在另一种可选的方案中，所述下包层包括由玻璃制成的基层和由二氧化硅制成并覆盖所述基层的覆层，所述覆层与所述上包层抵接。

本申请还提供了一种如下的检测装置，包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的检测组件。

通过采用上述技术方案，本申请提供了一种检测组件及检测装置。在该检测组件中包括流道层和光波导结构。一方面，利用流道层形成引导待检样本的微流道(毫米级甚至微米级的流道)；另一方面，光波导结构形成至少两个光波导路径，在光波导结构的光波导材料的表面上形成与每个光波导路径对应的混合区域。这样，可以使包含能够与待检样本中的特定成分发生反应的反应成分的反应流体流过对应的混合区域或存储在对应的混合区域中，进一步地，微流道引导待检样本流过每个混合区域，使得待检样本在混合区域中与不同的反应流体接触。进一步地，经由光波导路径传播的光线在传播过程中经过对应的混合区域，光线在经过不同的混合区域时受到待检样本与反应流体之间是否发生反应的影响而导致光线的强度和/或相位发生变化，由此能够定性和/或定量检测待检样本中与反应成分对应的特定成分。而且，利用微流道配合光波导结构的组合，有利于使检测组件以及包括该检测组件的检测装置的结构获得简化，从而实现小型化的目的。

附图说明

图1A和图1B是用于说明根据本申请的检测组件的检测原理的说明性示意图。

图1C至图1I示出了本申请的检测组件的可选方案的说明性示意图。

图2A是示出了根据本申请的第一实施例的检测组件的局部结构的立体示意图，其中为了示出微流道和混合区域的具体构造而省略了盖层。

图2B是示出了图2A中的检测组件的结构的俯视示意图。

图2C是示出了图2A中的检测组件的结构的分解示意图。

图2D是示出了图2A中的检测组件的另一分解示意图。

图2E是示出了图2A中的检测组件的盖层的结构的立体示意图。

图2F是示出了图2E中的盖层的截面示意图，其中省略了剖面线。

图2G是示出了图2A中的检测组件的流道层的结构的立体示意图。

图2H和图2I是示出了图2A中的检测组件的上包层的结构的立体示意图。

图2J是示出了图2A中的检测组件的第一芯的结构的立体示意图。

图2K是示出了图2A中的检测组件的第二芯和反应流体载体两者的组合体的立体示意图。

图2L是示出了图2A中的检测组件的下包层的基层的结构的立体示意图。

图2M是示出了图2A中的检测组件的下包层的覆层的结构的立体示意图。

图2N是示出了图2A中的检测组件的入射光栅和出射光栅的示例结构的立体示意图。

图3A是示出了根据本申请的第二实施例的检测组件的局部结构的立体示意图，其中为了示出微流道和混合区域的具体构造而省略了盖层。

图3B是示出了图3A中的检测组件的结构的俯视示意图。

图3C是示出了图3A中的检测组件的流道层的结构的立体示意图。

图4A是示出了根据本申请的第三实施例的检测组件的局部结构的立体示意图，其中为了示出微流道和混合区域的具体构造而省略了盖层。

图4B是示出了图4A中的检测组件的结构的俯视示意图。

图4C是示出了图4A中的检测组件的流道层的结构的立体示意图。

附图标记说明

LS光源；LTS光学系统；OWG光波导结构；OWP光波导路径；SR混合区域；LR光检测部；

1盖层；11主体部；111引流槽；112流入孔；113A第一存储部；113B第二存储部；114流出孔；12盖部；

2流道层；21流入部；22引流部；221折曲段；222直线段；23A第一流入分支部；23B第二流入分支部；24A第一混合通孔；24B第二混合通孔；25A第一流出分支部；25B第二流出分支部；26、26’、26”阻流结构；27流出部；28光栅孔；

3光波导结构；31上包层；311A第一混合槽；311B第二混合槽；312A第一长槽；312B第二长槽；313光栅槽；32第一芯；33第二芯；34下包层；341基层；342覆层；

4反应流体载体；

5A入射光栅；5B出射光栅；

L长度方向；W宽度方向；T厚度方向。

具体实施方式

下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。

以下首先说明根据本申请的检测组件的所利用的光学原理。如背景技术中说明地，光线在光波导路径中传播的过程中，渐逝波灵敏地受到光波导路径的表面处的边界反应的影响。利用上述现象，本申请的发明人通过在形成光波导路径的光波导材料的表面处的混合区域布置包括特定反应成分的反应流体，从而对流经该混合区域且能够与该特定反应成分发生反应的待检样本的特定成分进行精确的定性和/或定量检测。另外，为了使得待检样本顺利流经混合区域并且考虑到使检测组件小型化的需要，本申请的发明人还将微流道(毫米级甚至微米级的流道)应用到检测组件中，对待检样本进行引流。

具体地，在本申请的检测组件的可选方案中，如图1A所示，利用光学系统LTS使来自同一光源LS的光线传输通过由光波导结构OWG(典型地可以是矩形光波导结构或脊形光波导结构)形成的两个光波导路径OWP，由此通过两个光波导路径OWP的光线的波长等参数相同。这里的光学系统LTS可以是光栅、反光镜、透镜、透镜组、透镜阵列、分光器等光学器件中的一种或多种的组合。在这两个光波导路径OWP中，在光波导结构OWG的光波导材料的表面上设置混合区域SR，使包含反应成分的反应流体流过或存储于一个混合区域SR，未包含反应成分的反应流体流过或存储于另一个混合区域SR。在本申请的技术方案中，利用微流道引流待检样本并使待检样本同时流经两个混合区域SR，待检样本的特定成分能够与反应成分发生反应，使得在设置有上述一个混合区域SR的光波导路径OWP中传播的光线的强度和/或相位由于上述反应的影响而发生显著变化。除了是否包含反应成分之外，两个光波导路径OWP中的其它参数完全相同。这样，可以将利用设置上述一个混合区域SR的光波导路径(比对路径)OWP测量的光线的强度和/或相位等参数的数值作为比对数据，可以将利用设置上述另一个混合区域SR的光波导路径(基准路径)OWP测量的光线的强度和/或相位等参数的数值作为基准数据。由此，通过比对数据与基准数据之间的比较(实现去噪等处理)，从而对混合区域SR中的待检样本的特定成分进行定性和/或定量的精确检测。可以理解，图1A中示出的光学系统LTS可以包括分光器和反射镜，来实现使同一光源LS的光线分别通过两个光波导路径OWP传播。

当需要对待检样本中的多个参数进行定性和/或定量的精确检测时，如图1B所示，在本申请的检测组件的可选方案中，除了用于获取基准数据的光波导路径OWP之外，可以在其它多个(图中示出了三个)光波导路径OWP对应混合区域SR中存储包含不同反应成分的反应流体或者使反应流体流过混合区域SR，由此能够对待检样本中的不同的特定成分进行检测。在以上的方案中，除了反应成分不同以外，各光波导路径OWP中对应的反应流体的其它成分完全相同。当然，为了对待检样本中的某一特定成分进行更精确地检测，可以在多个光波导路径OWP对应的混合区域SR中存储或流过相同的包含与上述某一特定成分对应的反应成分的反应流体。可以理解，图1B中的光学系统LTS可以包括衍射光栅和透镜阵列，来实现使同一光源LS的光线分别通过四个光波导路径OWP传播。另外，也可以成对设置基准路径和比对路径，也就是说在图1B中设置两对基准路径和比对路径，实现对两个特定参数的检测。

另外，为了适用不同的应用场景以及改善检测组件的结构布局的灵活性，可以对光源LS的种类和设置位置、光学系统LTS的构成和设置位置等进行调整。具体地，如图1C所示，在本申请的检测组件的可选方案中，光源LS和光检测部LR可以设置成相对于光波导结构OWG偏置且设置在光波导结构OWG的侧方，例如设置在图1C中的上侧。这样，如1C所示，来自光源LS的光线从光波导结构OWG的一侧被捕获并入射到光波导结构OWG中，光线在光波导结构OWG中限定的光波导路径中以全反射的方式传播并在混合区域SR由于渐逝波的影响而产生强度和/或相位的变化，最后被光检测部LR检测。进一步地，在光源LS、光检测部LR和光波导结构OWG采用如图1C所示的方式布置时，可以利用图1D中示出的光栅，实现捕获来自光源LS的光线以传输到光波导结构OWG中以及将光波导结构OWG中的光线传输到光检测部LR的功能。也可以利用图1E中示出的棱镜和图1F中示出的偏光板等光学器件中的一种或多种来实现同样的功能。在以上的可选方案中，光源LS和光检测部LR可以设置成相对于光波导结构OWG偏置且设置在光波导结构OWG的同一侧，可以理解，在其它的可选方案中，光源LS和光检测部LR可以设置成相对于光波导结构OWG偏置且设置在光波导结构OWG的不同侧。进一步地，如图1G所示，在本申请的检测组件的可选方案中，光源LS和光检测部LR可以被设置成对准光波导结构OWG的端面，并且设置在光波导结构OWG的两端侧。在这种情况下，如图1H所示，还可以利用偏光板这样的光学器件使来自光源LS的光线入射到光波导结构OWG中。

进一步地，关于光源LS的种类和关联的设置位置，在如图1C至图1H所示的可选方案中，本申请的检测组件可以典型地采用相对于光波导结构OWG外置的LD(镭射二极管)或LED(发光二极管)等作为光源LS，对应地可以典型地采用相对于光波导结构OWG外置的PD(光电传感器)、CCD(电荷耦合器件)、CMOS(互补金属氧化物半导体)、功率计等作为光检测部LR。在图1I所示的可选方案中，本申请的检测组件还可以采用直接设置在形成光波导路径的光波导结构OWG的光波导材料上的有机自发光膜(可以由OLED，即有机发光半导体形成)，通过外部激励可以使有机自发光膜发光，对应地可以采用直接设置在形成光波导结构OWG的光波导材料上光检测膜作为光检测部LR。

进一步地，关于微流道，在不同的检测组件中，可以采用不同构造的微流道来实现待检样本的引流。另外，为了防止待检样本流过微流道的过程中被污染并且考虑到易于加工制造，在本申请的检测组件中可以采用在流道层中形成微流道并且利用盖层封闭微流道的除了流入部和流出部以外的部分的构造。关于流道层和盖层，具体示例可以参见以下说明的本申请的检测组件的实施例。

可以利用以上光学原理和技术构思构造本申请的检测组件，以下将结合说明书附图说明根据本申请的第一实施例的检测组件的结构。

在本申请的实施例中，检测组件整体形成为大致长方体形状。“长度方向”、“宽度方向”和“厚度方向”分别是指根据本申请的检测组件的长度方向、宽度方向和厚度方向，其中光线在光波导结构形成的光波导路径中通过全反射的形式传导，可以认为光线在光波导路径中整体沿着长度方向进行传播，也就是说光波导路径的延伸方向为长度方向，这也是光波导结构中由光波导材料形成的芯的延伸方向。

在本申请的实施例中，“流动方向”是指待检样本(例如血液)在检测组件的流道层的微流道中的流动方向，其中流动方向随着微流道的各部分的具体构造受到对应的限制。

(根据本申请的第一实施例的检测组件的结构)

如图2A至图2D所示，根据本申请的第一实施例的检测组件包括组装在一起的盖层1、流道层2、光波导结构3以及光学系统。从厚度方向T上的一侧到另一侧，盖层1、流道层2、光波导结构3层叠布置。设各部分的面向厚度方向T上的一侧的表面为第一面且各部分的面向厚度方向T上的另一侧的表面为第二面，则盖层1的第一面朝向厚度方向T上的一侧露出，盖层1的第二面与流道层2的第一面抵接(特别地，这两表面彼此抵靠且紧密接触)，流道层2的第二面与光波导结构3的第一面抵接，光波导结构3的第二面朝向厚度方向T上的另一侧露出。

以下分别对检测组件的各部件的结构进行说明。

(盖层)

在本实施例中，如图2E和图2F所示，盖层1包括组装在一起的主体部11和盖部12。

如图2E所示，主体部11形成有在厚度方向T上贯通的流入孔112和流出孔114。流入孔112在厚度方向T上与流道层2的微流道的下述流入部21相对，流出孔114在厚度方向T上与流道层2的微流道的下述流出部27相对，使得经由流入孔112流入的待检样本能够顺着流入孔112流入微流道的流入部21，待检样本经由微流道全程之后从流出部27经由流出孔114流出，流出孔114可以外接抽吸装置，抽吸装置能够用于促进待检样本在微流道中流动。

进一步地，如图2E所示，主体部11的第一面还形成有与流入孔112相连的引流槽111。引流槽111沿着长度方向L直线状地延伸，引流槽111朝向厚度方向T上的另一侧凹陷。在引流槽111中加入待检样本之后，引流槽111用于将待检样本引流到流入孔112中。

进一步地，如图2E所示，主体部11的第一面还形成有与光波导结构3中设置的反应流体载体4对应的第一存储部113A和第二存储部113B。第一存储部113A和第二存储部113B均形成为朝向厚度方向T上的另一侧凹陷的凹槽，第一存储部113A和第二存储部113B彼此间隔开，第一存储部113A对应光波导结构3的第一光波导路径，第二存储部113B对应光波导结构3的第二光波导路径。第一存储部113A内存储有包含反应成分(例如醛)的反应流体，第二存储部113B存储有不包含上述反应成分的反应流体。此外，以第一存储部113A为例，如图2F所示，第一存储部113A的底部可以形成有通孔，该通孔与第一光波导路径中设置的反应流体载体4所限定的混合区域相对。在该通孔开放的情况下，反应流体能够流入混合区域。第二存储部113B形成有对应的结构，第二存储部113B与第二光波导路径中设置的反应流体载体4所限定的混合区域相对。进一步地，两个盖部12分别盖在第一存储部113A和第二存储部113B上。当未使用检测组件时，盖部12所形成的凸起结构分别封闭第一存储部113A和第二存储部113B两者底部的通孔；当使用检测组件时，可以利用对应的机械机构(例如弹簧、杠杆等)使盖部12抬起、枢转，或者可以直接取下盖部12，使得反应流体流入光波导路径上的反应流体载体4上。在一个可选的方案中，作为存储部113A、113B的凹槽的底部的通孔被保护膜封闭，盖部12具有与通孔相对设置或者部分地插入到通孔中的凸起结构，按压盖部12能够使凸起结构破坏所述保护膜从而使存储部中的反应流体流到反应流体载体4所限定的混合区域。另外，盖部12上还可以形成细孔，使得在盖部12抬起之后存储部113A、113B内部压力与大气压力相同，从而使得反应流体能够通过通孔顺利流出。

(流道层)

在本实施例中，如图2A至图2D以及图2G所示，在流道层2内形成预定形状的微流道，一方面，微流道能够将待检样本引流到反应流体载体4限定的混合区域处，进一步将待检样本从该混合区域处引流出；另一方面，微流道能够在一定程度上过滤待检样本中的异物，改善检测结果的精确性。

流道层2可以由聚合物形成。如图2A至图2D以及图2G所示，流道层2的第一面形成有预定形状的微流道，用于对进入微流道内的待检样本进行引流。在待检样本的流动方向上，微流道包括顺次连通的流入部21、引流部22、流入分支部(第一流入分支部23A和第二流入分支部23B)、混合通孔(第一混合通孔24A和第二混合通孔24B)、流出分支部(第一流出分支部25A和第二流出分支部25B)、阻流结构26和流出部27。

流入部21形成为盲孔，且具有圆形的截面形状。流入部21的开口与盖层1的流入孔112相对，并且流入部21的开口尺寸应当保证能够使待检样本从盖层1的流入孔112顺利流入。

引流部22形成为在厚度方向T贯通流道层2。引流部22的一端与流入部21连通，引流部22的另一端与流入分支部23A、23B连通。在本实施例中，引流部22包括折曲段221和直线段222。折曲段221位于流入部21和直线段222之间且与流入部21和直线段222均直接连通，折曲段221在从流入部21朝向直线段222延伸的过程中形成为在宽度方向W上往复折返的形状。折曲段221在折曲过程中形成为圆滑过渡的弯曲形状，而并非形成具有尖锐夹角的弯折形状。这样，折曲段221在将从流入部21流入的待检样本顺利引流到直线段222的过程中，待检样本的压降较低。而且当待检样本中含有多种需要混合的成分时，折曲段221有利于这些成分进行充分地混合。直线段222用于使折曲段221与流入分支部23A、23B连通。直线段222沿着长度方向L直线状地延伸，直线段222在与入射光栅5A对应的两个光栅孔28之间延伸穿过。

流入分支部23A、23B形成为在厚度方向T贯通流道层2。流入分支部23A、23B包括第一流入分支部23A和第二流入分支部23B，第一流入分支部23A和第二流入分支部23B均与引流部22的直线段222连通。第一流入分支部23A和第二流入分支部23B相对于直线段222倾斜地延伸，使得这三者在图2B所示的俯视图中形成为倒“Y”形状，从而构成Y型微流道。第一流入分支部23A用于将一部分待检样本顺利引流到第一混合通孔24A，第二流入分支部23B用于将另一部分待检样本顺利引流到第二混合通孔24B。

第一混合通孔24A和第二混合通孔24B均被形成为在厚度方向T上贯通流道层2。在第一混合通孔24A和第二混合通孔24B所在的部位处，流道层2与下包层34包围形成反应池。第一光波导路径与一个反应池对应，并且形成该第一光波导路径的第一芯32的一部分和第二芯33以及对应的反应流体载体4通过第一混合通孔24A露出，在该反应池中主要利用反应流体载体4限定混合区域。第二光波导路径与另一个反应池对应，并且形成该第二光波导路径的第一芯32的一部分和第二芯33以及对应的反应流体载体4通过第二混合通孔24B露出，在该反应池中主要利用反应流体载体4限定混合区域。进一步地，第一混合通孔24A与第一流入分支部23A连通，使得经由第一流入分支部23A流入的待检样本能够流到对应的反应池的反应流体载体4限定的混合区域中。第二混合通孔24B与第二流入分支部23B连通，使得经由第二流入分支部23B流入的待检样本能够流到对应的反应池的反应流体载体4限定的混合区域中。

流出分支部25A、25B形成为朝向厚度方向T上的另一侧凹陷的凹槽形状且在厚度方向T上未贯通流道层2。流出分支部25A、25B包括第一流出分支部25A和第二流出分支部25B，第一流出分支部25A与第一混合通孔24A连通，第二流出分支部25B与第二混合通孔24B连通。为了使待检样本尽量长时间的留在反应池中，第一流出分支部25A和第二流出分支部25B中可以均形成有阻流结构26。如图2B和图2G所示，在本实施例中，一方面，阻流结构26包括形成在第一流出分支部25A的底部的多个台阶以及形成在第二流出分支部25B的底部的多个台阶；另一方面，阻流结构26还包括使第一流出分支部25A的底部和第二流出分支部25B的底部朝向流出部逐渐升高的构造。这些台阶以及逐渐升高的构造在厚度方向T上形成高度差的结构，能够在微流道引流待检样本的过程中尽量延缓待检样本从反应池中流出，从而使得待检样本与反应流体能够充分混合，进而待检样本中的特定成分与反应流体中的反应成分能够发生充分反应。

流出部27形成为盲孔，且具有圆形的截面形状。流出部27与第一流出分支部25A和第二流出分支部25B均连通，使得经由第一流出分支部25A和第二流出分支部25B的待检样本汇入流出部27中。另外，流出部27的开口与盖层1的流出孔114相对，流出部27的开口的尺寸应当保证待检样本能够顺利流入流出孔中。

可以理解，在上述的流道层2中，流入部21和流出部27在厚度方向T上的深度最浅，引流部22、流入分支部23A和23B以及混合通孔24A和24B由于贯通流道层2而深度最深，流出分支部25A和25B在厚度方向T上的深度从混合通孔24A和24B朝向流出部27逐渐变浅。进一步地，通过采用上述的流道层2，能够促使从流入部21进入的待检样本在两条流路中流动，其中一条流路与第一光波导路径对应，具体为流入部21→引流部22→第一流入分支部23A→第一混合通孔(与混合区域连通)24A→第一流出分支部25A→流出部27；另一条流路与第二光波导路径对应，具体为流入部21→引流部22→第二流入分支部23B→第二混合通孔(与混合区域连通)24B→第二流出分支部25B→流出部27。在一条流路中，待检样本在利用第一混合通孔24A形成的反应池中与反应流体的反应成分发生反应；在另一条流路中，待检样本在利用第二混合通孔24B形成的反应池中与不包含反应成分的反应流体仅混合而不能发生反应。

此外，在流道层2中，在引流部22的直线段222的宽度方向W上的两侧的部位形成有两个用于使入射光栅5A露出的光栅孔28，在流出部27的宽度方向W上的两侧的部位形成有两个用于使出射光栅5B露出的光栅孔28。在宽度方向W上，一个用于入射光栅5A的光栅孔28设置于引流部22的直线段222的一侧，一个用于出射光栅5B的光栅孔28设置于流出部27的一侧，这两个光栅孔28对应的入射光栅5A和出射光栅5B成对使用。在宽度方向W上，另一个用于入射光栅5A的光栅孔28设置于引流部22的直线段222的另一侧，另一个用于出射光栅5B的光栅孔28设置于流出部27的另一侧，这两个光栅孔28对应的入射光栅5A和出射光栅5B成对使用。

(光波导结构)

在本实施例中，如图2A至图2D所示，光波导结构3包括上包层31、第一芯32、第二芯33和下包层34，用于形成两个光波导路径。利用两组光栅5A、5B能够使来自同一光源的光线在两个光波导路径中进行全反射传播。

如图2H和图2I所示，在上包层31的第一面上，上包层31形成有与用于入射光栅5A的光栅孔28分别对应的两个光栅槽313，这些光栅槽313的形状和尺寸与对应的光栅孔28相同，光栅槽313和光栅孔28共同形成容纳入射光栅5A的容纳腔。进一步地，在上包层31的上侧面，上包层31还形成有与用于出射光栅5B的光栅孔28分别对应的两个光栅槽313，这些光栅槽313的形状和尺寸与对应的光栅孔28相同，光栅槽313和光栅孔28共同形成容纳出射光栅5B的容纳腔。

进一步地，在上包层31的第一面上，上包层31还形成有与第一混合通孔24A对应的第一混合槽311A和与第二混合通孔24B对应的第二混合槽311B。第一混合槽311A的形状和尺寸与第一混合通孔24A相同，第一混合槽311A和第一混合通孔24A共同形成容纳第二芯33和反应流体载体4的反应池。第二混合槽311B的形状和尺寸与第二混合通孔24B相同，第二混合槽311B和第二混合通孔24B共同形成容纳第二芯33和反应流体载体4的反应池。

此外，在上包层31的第二面上，上包层31形成有两条彼此平行的第一长槽312A和第二长槽312B，第一长槽312A和第二长槽312B沿着长度方向L直线状延伸且均具有矩形截面形状。第一长槽312A和第二长槽312B的形状和尺寸均与第一芯32的形状和尺寸对应。在上包层31的厚度方向T上，第一长槽312A与一个用于入射光栅5A的光栅槽313、一个用于出射光栅5B的光栅槽313和第一混合槽311A连通，第二长槽312B与另一个用于入射光栅5A的光栅槽313、另一个用于出射光栅5B的光栅槽313和第二混合槽311B连通。

在本实施例中，如图2A至图2D所示，下包层34包括由玻璃制成的基层341和由二氧化硅制成并覆盖基层341的覆层342。下包层34在厚度方向T上位于上包层31的下侧。利用第一长槽312A和第二长槽312B，下包层34的覆层342与上包层31包围形成用于收纳第一芯32的容纳腔，在厚度方向T上覆层342与上包层31抵接。分别在图2L和图2M中示出基层341和覆层342的典型形状。

在本实施例中，如图2J所示，第一芯32由光波导材料制成且形成为沿着长度方向L直线状延伸的长条形状。两个第一芯32插入由上包层31和下包层34利用长槽312A、312B形成的容纳腔中。两个第一芯32中的一个第一芯32延伸经过一个用于入射光栅5A的光栅槽313、第一混合槽311A和一个用于出射光栅5B的光栅槽313，并且该第一芯32经由一个用于入射光栅5A的光栅槽313、第一混合槽311A和一个用于出射光栅5B的光栅槽313露出。两个第一芯32中的另一个第一芯32延伸经过另一个用于入射光栅5A的光栅槽313、第二混合槽311B和另一个用于出射光栅5B的光栅槽313，并且该第一芯32经由另一个用于入射光栅5A的光栅槽313、第二混合槽311B和另一个用于出射光栅5B的光栅槽313露出。

在本实施例中，如图2K所示，第二芯33由光波导材料制成且形成为沿着长度方向L直线状延伸的长条形状。第二芯33的光波导材料与第一芯32的光波导材料不同，第二芯33的光波导材料的对光线的折射率大于第一芯32的光波导材料对光线的折射率，第二芯32设置在第一芯33的中间位置且位于对应的入射光栅5A和出射光栅5B之间。可以理解，第一芯32在长度方向L上的尺寸主要与整个检测组件在长度方向L上的尺寸相关，第二芯33在长度方向L上的尺寸主要与检测组件的检测灵敏度相关，因此第一芯32和第二芯33两者在长度方向L上的尺寸可以据此分别进行调整。这样，在通过入射光栅5A将光线引入第一芯32时的损耗较小，而经由第一芯32入射到第二芯33的光线由于渐逝波现象在第二芯33和反应流体载体4的交界面(第二芯333的表面的与反应流体载体4重叠的部分)处产生的损耗较明显，有利于最后得到较精确的检测结果。

进一步地，反应流体载体4可以形成为多孔构造且固定设置于第二芯33上，第二芯33固定设置于第一芯32上，反应流体载体4实际上限定了检测组件的用于待检样本和反应流体的混合区域。当光线入射到第二芯33与反应流体载体4的交界面处时产生渐逝波，从而利用反应流体载体4内的反应组分与待检样本发生反应之后产生的反应物对渐逝波的影响，来定性和/或定量地检测待检样本中的特定成分。在本实施例中，在对应第一光波导路径的反应流体除了包含反应成分之外还包含缓冲液和修饰色素的情况下，对应第二光波导路径的反应流体不包含反应成分而仅包括缓冲液和修饰色素。反应流体载体4能够在利用检测组件进行检测的过程中保持反应流体，使得反应流体能够尽可能多地集中在第二芯33处。

可以理解，在设置了第二芯33的情况下，在第一芯32中传播的光线可以从第一芯32进入第二芯33，然后从第二芯33出射到光检测部。或者，在第一芯32中传播的光线可以从第一芯32进入第二芯33，然后又从第二芯33返回到第一芯32并从第一芯32出射到光检测部。另外，可以不设置第二芯33，将反应流体载体4直接设置在第一芯32上。

通过采用上述结构，流经由微流道形成的第一流路的待检样本与经由第一存储部113A进入反应池的反应流体内的反应成分发生反应，从而对在第一光波导路径中传播的光线的强度和/或相位产生明显影响。这样，利用之前说明的原理，能够定性和/或定量检测待检样本中与反应成分对应的成分。

以下说明根据本申请的第二实施例的检测组件的结构。

(根据本申请的第二实施例的检测组件的结构)

根据本申请的第二实施例的检测组件的结构与根据本申请的第一实施例的检测组件的结构基本相同，以下主要说明两者之间的不同之处。

在本实施例中，如图3A至图3C所示，与第一实施例相比，阻流结构26’包括更多的台阶结构，从而能够形成更多离散的高度突变部位，由此能够发挥更好的延缓待检样本从反应池流出的作用。

以下说明根据本申请的第三实施例的检测组件的结构。

(根据本申请的第三实施例的检测组件的结构)

根据本申请的第三实施例的检测组件的结构与根据本申请的第一实施例的检测组件的结构基本相同，以下主要说明两者之间的不同之处。

在本实施例中，如图4A至图4C所示，与第一实施例相比，第一流出分支部25A和第二流出分支部25B形成有构造不同的阻流结构26”。该阻流结构26”包括宽度变细的两段细部，两段细部之间设置一段宽部，细部的宽度相对于宽部的宽度变窄。由此，宽度较窄的细部处延缓待检样本的流出，能够发挥第一实施例和第二实施例说明的延缓待检样本从反应池流出的作用。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本申请。本领域技术人员可以在本申请的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本申请的范围。以下进行补充说明。

i.在以上的实施例中，可以认为通过盖层1、流道层2和光波导结构3包围形成了反应池，在反应池中收纳的多孔的反应流体载体4限定了反应流体和待检样本的混合区域。

进一步地，在一个可选的方案中，可以设置单独的感测层，感测层可以设置在光波导结构3和流道层2之间且内部可以设置反应流体载体4，反应流体载体4可以与光波导结构3的芯直接抵接。

进一步地，在一个可选的方案中，反应流体可以直接存储在反应流体载体4中，而不必存储在盖层1的存储部113A、113B内，由此可以进一步简化检测组件的结构。

ii.在以上的实施例中，从盖层1的存储部113A、113B到反应池的通路不必限于上述实施例中说明的具体结构，而是可以根据需要进行改变。

iii.在以上的实施例中，用于捕获来自光源的光线的光学器件以及用于将在光波导路径中传播的光线引导到光检测部的光学器件不限于光栅5A、5B，而是可以根据需要进行选择。具体地，光学器件的种类和设置位置可以参见图1C至图1I中的可选方案，根据需要进行选择。关于与本申请的实施例的方案结合的光源、光学系统和光检测部，它们的设置方式和设置位置参照物可以是指上述实施例中光波导结构的芯。

另外，在以上的实施例中，当盖层1本身由透光材料制成时，来自光源的光线可以穿过盖层1经由入射光栅5A进入光波导结构3中，从出射光栅5B射出的光线可以在穿过盖层1之后被光检测部检测。当盖层1本身不能够透射光线时，可以在盖层1的与入射光栅5A和出射光栅5B所在的部位处形成通孔。

iv.本申请的检测组件的形态可以为所谓的“芯片”。另外，本申请还提供了一种包括上述检测组件的检测装置，芯片能够以可拆装的方式插入检测装置中。检测装置除了包括上述检测组件之外还可以包括壳体、显示屏、电源以及必要的输入/输出模块和端口等，当检测组件不包括光源时检测装置可以包括附加的光源。该检测装置可以实现小型化和一次性的功能特性。当检测装置具有一次性的功能特性时，检测组件的盖层1上的流出孔114可以替代地形成为废液容腔，而不必形成为通孔的形式。

v.本申请的检测组件所针对的待检样本不限于血液，也可以是其它的生物样本。反应流体典型地为、但不限于是液态，其中反应流体的反应成分与待检样本中的期望检测的特定成分能够发生反应，而且待检测样本中期望检测的成分与反应流体中的其它成分不发生反应。在反应流体为例如粉末等固态物质时，反应流体(固态物质)可以直接存储于反应流体载体4。或者，反应流体可以包括例如粉末等固态物质和液体，二者可以分别存储于反应流体载体4和存储部113A、113B。

vi.在一个可选的方案中，可以采用如下的制造方法制造根据本申请的上述实施例的检测组件的部分结构：

在由玻璃制成的基层341上利用二氧化硅压膜成膜作为覆层342，也可以采用溅射等其它方式形成覆层342；

利用聚合物在覆层342上形成第一芯32、第二芯33和上包层31，并在第一芯32的预定位置形成光栅(包括入射光栅5A和出射光栅5B)，光栅的形状可以如图2N所示；

利用旋转涂布的方式在第二芯33上形成硅氧烷膜，并利用硅氧烷膜形成反应流体载体4，去除多余的部分；

在上包层31上形成流道层2。

Claims (10)

1.一种检测组件，其特征在于，包括：

盖层，其形成有分隔开的流入孔和流出孔；

流道层，其形成有与所述流入孔和所述流出孔连通的微流道；以及

光波导结构，其形成至少两个光波导路径，在所述光波导结构的光波导材料的表面上形成与每个光波导路径对应的混合区域，所述微流道用于引导待检样本从所述流入孔朝向所述流出孔流动并流过每个混合区域，使得所述待检样本与流过或存储在所述混合区域的反应流体接触，经由所述光波导路径传播的光线在传播过程中经过对应的混合区域。

2.根据权利要求1所述的检测组件，其特征在于，在所述检测组件的厚度方向上，所述流道层位于所述盖层和所述光波导结构之间，所述流道层与所述盖层和所述光波导结构抵接。

3.根据权利要求2所述的检测组件，其特征在于，所述盖层位于所述流道层的厚度方向上的一侧，所述光波导结构位于所述流道层的厚度方向上的另一侧，所述流道层的厚度方向上的一侧的表面与所述盖层的厚度方向上的另一侧的表面抵接，所述流道层的厚度方向上的另一侧的表面与所述光波导结构的厚度方向上的一侧的表面抵接。

4.根据权利要求3所述的检测组件，其特征在于，至少部分所述微流道形成于所述流道层的厚度方向上的一侧的表面。

5.根据权利要求4所述的检测组件，其特征在于，所述微流道的除了与所述流入孔和所述流出孔连通的部分以外的其它部分被所述盖层从所述厚度方向上的一侧封闭。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的检测组件，其特征在于，所述光波导结构包括上包层、芯和下包层，所述芯由所述光波导材料制成且位于所述上包层和所述下包层之间，所述上包层与所述流道层抵接。

7.根据权利要求6所述的检测组件，其特征在于，所述混合区域位于所述上包层中。

8.根据权利要求6所述的检测组件，其特征在于，所述检测组件包括设置在所述芯上的反应流体载体，所述反应流体载体限定所述混合区域。

9.根据权利要求8所述的检测组件，其特征在于，所述盖层与所述反应流体载体经由所述微流道在所述检测组件的厚度方向上间隔开地彼此面对。

10.一种检测装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的检测组件。

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