CN218654531U - 一种微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及微流控芯片技术领域，特别涉及一种微流控芯片，包括芯片壳体和设置在芯片壳体内腔的芯片基板，通过在芯片基板上贯穿开设有第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池，在芯片基板的一侧面向内凹陷形成四个圆柱状的凹槽，四个凹槽分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池一一对应设置且相连通，凹槽的槽底贯穿开设有通孔，芯片基板的一侧面上还设有注样口，注样口分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池相连通，这样无需再进行芯片和管路的连接，而且该芯片基板包含4个独立反应池，反应池与进样口相连，采用“无出样口设计”，有效避免了反应后废液对环境造成污染。

Description

一种微流控芯片

技术领域

本实用新型涉及微流控芯片技术领域，特别涉及一种微流控芯片。

背景技术

微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，完成分析的全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。由于其体积小、试剂消耗量低和高度集成化等特点，越来越多的研究人员开始关注微流控芯片。

作为一种新型技术平台，微流控芯片借助其内部集成的微阀、微泵、微反应器、微通道等各类功能单元构成的微流体网络，能够自动完成检测样品的预处理、富集、反应、标记和检测等多个反应步骤。各类基于微流控芯片的新型检测方法正不断涌现，通过将各类检测分析方法与微流控芯片相互结合，有利于进一步提升其综合检测性能与水平。

对于微流控芯片的使用，一个重要的环节就是外部流体和微流控芯片管路的连接。绝大部份微流体芯片仍采用直接将硬质芯片和流体导管进行胶粘的连接方法，此方法很大程度上影响了芯片的固定和使用，且有可能造成污染，因此阻碍了微流控芯片的大规模使用。另一方面，涉及到分子诊断的实验，为了克服气溶胶可能导致的假阳性问题，往往需要相互独立的核酸提取室与核酸扩增室，对检测可靠性提出了较高的环境要求。

此外，目前微流控芯片的应用的不足之处在于，受到芯片上试剂存储有效时长的影响，芯片能够稳定工作的使用寿命往往有限；而且，芯片上的试剂存储与快速释放等功能会显著增加芯片的复杂度(设计复杂度、加工制造的复杂度)，由此提升了芯片的检测成本，不利于芯片的推广与应用。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够集成多种试剂装载与反应的集成式微流控芯片。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种微流控芯片，包括芯片壳体和设置在芯片壳体内腔的芯片基板，所述芯片基板上贯穿开设有第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池，所述芯片基板的一侧面向内凹陷形成四个圆柱状的凹槽，四个所述凹槽分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池一一对应设置且相连通，所述凹槽的槽底贯穿开设有通孔，所述通孔的直径小于凹槽的直径，所述芯片基板的一侧面上还设有注样口，所述注样口分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池相连通。

进一步的，所述注样口与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池之间均分别通过第一通道进行连通，所述第一通道设置在芯片基板的一侧面相对的另一侧面上。

进一步的，所述第一反应池的形状为圆形，所述第二反应池的形状为正五边形，所述第三反应池的形状为正八边形，所述第四反应池的形状为正六边形。

进一步的，所述芯片基板的一侧面上还设有注样凸起，所述注样凸起位于注样口正上方，所述注样凸起的一端伸至芯片壳体外部，所述注样凸起伸至芯片壳体外部的一端的一侧面向内凹陷形成呈圆柱状的加样腔，所述加样腔与注样口相连通。

进一步的，四个所述凹槽与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池之间均分别通过第二通道进行连通，所述第二通道设置在芯片基板的一侧面上。

本实用新型的有益效果在于：

通过在芯片基板上贯穿开设有第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池，在芯片基板的一侧面向内凹陷形成四个圆柱状的凹槽，四个凹槽分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池一一对应设置且相连通，凹槽的槽底贯穿开设有通孔，通孔的直径小于凹槽的直径，芯片基板的一侧面上还设有注样口，注样口分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池相连通，这样无需再进行芯片和管路的连接，而且该芯片基板包含4个独立反应池，反应池与进样口相连，采用“无出样口设计”，有效避免了反应后废液对环境造成污染；本方案设计的微流控芯片有利于实现“样品入-结果出”封闭式自动化检测，显著提高检测效率；另一方面，有利于实现高通量、并行、乃至多靶标多重检测，显著提升了整体检测水平。

附图说明

图1所示为根据本实用新型的一种微流控芯片的结构示意图；

图2所示为根据本实用新型的一种微流控芯片的结构示意图；

标号说明：

1、芯片基板；2、第一反应池；3、第二反应池；4、第三反应池；5、第四反应池；6、凹槽；7、通孔；8、注样口；9、第一通道；10、注样凸起；11、第二通道。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1所示，本实用新型提供的技术方案：

一种微流控芯片，包括芯片壳体和设置在芯片壳体内腔的芯片基板，所述芯片基板上贯穿开设有第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池，所述芯片基板的一侧面向内凹陷形成四个圆柱状的凹槽，四个所述凹槽分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池一一对应设置且相连通，所述凹槽的槽底贯穿开设有通孔，所述通孔的直径小于凹槽的直径，所述芯片基板的一侧面上还设有注样口，所述注样口分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池相连通。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：

通过在芯片基板上贯穿开设有第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池，在芯片基板的一侧面向内凹陷形成四个圆柱状的凹槽，四个凹槽分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池一一对应设置且相连通，凹槽的槽底贯穿开设有通孔，通孔的直径小于凹槽的直径，芯片基板的一侧面上还设有注样口，注样口分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池相连通，这样无需再进行芯片和管路的连接，而且该芯片基板包含4个独立反应池，反应池与进样口相连，采用“无出样口设计”，有效避免了反应后废液对环境造成污染；本方案设计的微流控芯片有利于实现“样品入-结果出”封闭式自动化检测，显著提高检测效率；另一方面，有利于实现高通量、并行、乃至多靶标多重检测，显著提升了整体检测水平。

进一步的，所述注样口与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池之间均分别通过第一通道进行连通，所述第一通道设置在芯片基板的一侧面相对的另一侧面上。

从上述描述可知，通过在芯片基板内部设计第一通道，这样无需再进行芯片和管路的连接，有利于实现“样品入-结果出”封闭式自动化检测，显著提高检测效率。

进一步的，所述第一反应池的形状为圆形，所述第二反应池的形状为正五边形，所述第三反应池的形状为正八边形，所述第四反应池的形状为正六边形。

从上述描述可知，通过将四个反应池设置成不同的形状，这样可以根据形状区分内标和检测样本；当芯片用于多个靶标/项目检测时，可以通过形状区分检测靶标/检测项目。

进一步的，所述芯片基板的一侧面上还设有注样凸起，所述注样凸起位于注样口正上方，所述注样凸起的一端伸至芯片壳体外部，所述注样凸起伸至芯片壳体外部的一端的一侧面向内凹陷形成呈圆柱状的加样腔，所述加样腔与注样口相连通。

从上述描述可知，通过设置注样凸起，注样凸起位于注样口正上方，注样凸起的一端伸至芯片壳体外部，注样凸起伸至芯片壳体外部的一端的一侧面向内凹陷形成呈圆柱状的加样腔，加样腔与注样口相连通，这样能够避免注样时外溅。

进一步的，四个所述凹槽与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池之间均分别通过第二通道进行连通，所述第二通道设置在芯片基板的一侧面上。

从上述描述可知，通过在芯片基板内部设计第二通道，这样无需再进行芯片和管路的连接，有利于实现“样品入-结果出”封闭式自动化检测，显著提高检测效率。

请参照图1和图2所示，本实用新型的实施例一为：

请参照图1和图2，一种微流控芯片，包括芯片壳体和设置在芯片壳体内腔的芯片基板1，所述芯片基板1上贯穿开设有第一反应池2、第二反应池3、第三反应池4和第四反应池5，所述芯片基板1的一侧面向内凹陷形成四个圆柱状的凹槽6，四个所述凹槽6分别与第一反应池2、第二反应池3、第三反应池4和第四反应池5一一对应设置且相连通，所述凹槽6的槽底贯穿开设有通孔7，所述通孔7的直径小于凹槽6的直径，所述芯片基板1的一侧面上还设有注样口8，所述注样口8分别与第一反应池2、第二反应池3、第三反应池4和第四反应池5相连通。

所述芯片基板1的材质为聚二甲基硅氧烷，加样时无需借助任何注射泵，减少了使用成本。

请参照图1，所述注样口8与第一反应池2、第二反应池3、第三反应池4和第四反应池5之间均分别通过第一通道9进行连通，所述第一通道9设置在芯片基板1的一侧面相对的另一侧面上。

所述第一反应池2的形状为圆形，所述第二反应池3的形状为正五边形，所述第三反应池4的形状为正八边形，所述第四反应池5的形状为正六边形。

所述第一反应池2的几何中心、第二反应池3的几何中心、第三反应池4的几何中心和第四反应池5的几何中心连线形成一个方形。

请参照图1，所述芯片基板1的一侧面上还设有注样凸起10，所述注样凸起10位于注样口8正上方，所述注样凸起10的一端伸至芯片壳体外部，所述注样凸起10伸至芯片壳体外部的一端的一侧面向内凹陷形成呈圆柱状的加样腔，所述加样腔与注样口8相连通。

请参照图2，四个所述凹槽6与第一反应池2、第二反应池3、第三反应池4和第四反应池5之间均分别通过第二通道11进行连通，所述第二通道11设置在芯片基板1的一侧面上。

本方案设计的微流控芯片可以装载多种生物试剂，包括冻干型的试剂，试剂和芯片可以常温储存，有效避免了试剂失效等问题。

微流控芯片上的每个反应池(包括第一反应池2、第二反应池3、第三反应池4和第四反应池5)都有相对应的进气孔(即通孔7)，微流控芯片采用亲水性的材料，加样时，使用移液器/滴管将样本从注样口加入，液体在芯片基板1的第二通道11中通过虹吸作用进入反应池，溶解试剂，继而将微流控芯片插入相应的仪器中孵育，即可完成反应。

综上所述，本实用新型提供的一种微流控芯片，通过在芯片基板上贯穿开设有第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池，在芯片基板的一侧面向内凹陷形成四个圆柱状的凹槽，四个凹槽分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池一一对应设置且相连通，凹槽的槽底贯穿开设有通孔，通孔的直径小于凹槽的直径，芯片基板的一侧面上还设有注样口，注样口分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池相连通，这样无需再进行芯片和管路的连接，而且该芯片基板包含4个独立反应池，反应池与进样口相连，采用“无出样口设计”，有效避免了反应后废液对环境造成污染；本方案设计的微流控芯片有利于实现“样品入-结果出”封闭式自动化检测，显著提高检测效率；另一方面，有利于实现高通量、并行、乃至多靶标多重检测，显著提升了整体检测水平。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括芯片壳体和设置在芯片壳体内腔的芯片基板，所述芯片基板上贯穿开设有第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池，所述芯片基板的一侧面向内凹陷形成四个圆柱状的凹槽，四个所述凹槽分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池一一对应设置且相连通，所述凹槽的槽底贯穿开设有通孔，所述通孔的直径小于凹槽的直径，所述芯片基板的一侧面上还设有注样口，所述注样口分别与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池相连通。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述注样口与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池之间均分别通过第一通道进行连通，所述第一通道设置在芯片基板的一侧面相对的另一侧面上。

3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一反应池的形状为圆形，所述第二反应池的形状为正五边形，所述第三反应池的形状为正八边形，所述第四反应池的形状为正六边形。

4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片基板的一侧面上还设有注样凸起，所述注样凸起位于注样口正上方，所述注样凸起的一端伸至芯片壳体外部，所述注样凸起伸至芯片壳体外部的一端的一侧面向内凹陷形成呈圆柱状的加样腔，所述加样腔与注样口相连通。

5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，四个所述凹槽与第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池之间均分别通过第二通道进行连通，所述第二通道设置在芯片基板的一侧面上。

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