CN219682558U - 微流控芯片及检测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种微流控芯片及检测系统。该微流控芯片包括：芯片本体及标准品，所述芯片本体上设有试剂区、选择阀、至少两个分支通道及至少两个混合反应区；所述试剂区通过所述选择阀可选择地与各所述分支通道的第一端连通；各所述分支通道的第二端分别连通一所述混合反应区，其中，至少一个所述混合反应区内置有所述标准品。本申请提供的方案，可根据选择阀选择试剂流通的通道，从而对检测仪器、检测试剂以及芯片质量进行检测。
Description
技术领域
本申请涉及微流控芯片技术领域，尤其涉及微流控芯片及检测系统。
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，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
相关技术中，微流控芯片尤其是用于体外诊断的芯片在设计中未设置用于质控的独立通道及用于质量控制的质控品，因此在使用前无法对芯片自身的质量进行检测。同时，对于提前密封在芯片中的试剂检测也极其受限，对试剂在长期密封保持过程中的稳定性无法保证。
实用新型内容
为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种微流控芯片及检测系统，能够通过选择阀选择以判断仪器和芯片质量是否合格。
本申请第一方面提供一种微流控芯片，包括芯片本体及标准品，所述芯片本体上设有试剂区、选择阀、至少两个分支通道及至少两个混合反应区；
所述试剂区通过所述选择阀可选择地与各所述分支通道的第一端连通；各所述分支通道的第二端分别连通一所述混合反应区，其中，至少一个所述混合反应区内置有所述标准品。
进一步的，所述混合反应区包括混合室及反应室，所述分支通道的第二端、所述混合室及所述反应室依次连通，至少一个所述混合室内置有所述标准品。
进一步的，所述芯片本体上还设有样品区及主流道，所述样品区与各所述试剂区分别通过所述主流道与所述选择阀连通，所述样品区上开设有加样口。
进一步的，所述选择阀包括阀体及拨片，所述阀体上开设有相互连通的进料口及出料口，所述出料口设置为两个；所述进料口与所述试剂区连通，各所述出料口分别与所述分支通道的第一端一一对应连通，所述拨片转动设于两所述出料口之间且能够转动至将任一所述出料口封闭的位置。
进一步的，所述拨片为磁性拨片或磁控拨片。
进一步的，所述芯片本体上设有多个连接通道、多个所述选择阀及两个以上的所述分支通道，所述试剂区通过各所述连接通道及各所述选择阀依次两两分流至与所述两个以上的所述分支通道一一对应连通。
进一步的，各所述试剂区内分别置有检测试剂和/或开设有加液口。
进一步的，所述标准品为干燥或凝胶状态且置有所述标准品的所述混合室上开设有加液孔。
本申请第二方面提供了一种检测系统，包括恒温装置及上述的微流控芯片，所述恒温装置用于加热所述反应室。
进一步的，上述检测系统还包括多个指示器和多个光感元件，各所述指示器与各所述光感元件一一对应电连接，各所述光感元件与各所述反应室一一对应设置。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：其芯片上设置有至少两个并联的检测通道，能够根据选择阀选择任一检测通道进行检测；通过在检测通道内设有特定浓度的标准物质，能够在芯片使用前对预存的试剂及芯片本身进行质量检测，或者结合多条检测通道获得一系列浓度梯度以得到定标曲线。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请实施例示出的微流控芯片的结构示意图；
图2是本申请另一实施例示出的微流控芯片的结构示意图；
图3是本申请实施例示出的选择阀的放大示意图1；
图4是本申请实施例示出的选择阀的放大示意图2；
图5是本申请实施例示出的微流控芯片作定标芯片时的结构示意图。
附图标记：
1、芯片本体；11、试剂区；111、加液口；12、选择阀；121、阀体；121a、进料口；121b、出料口；122、拨片；13、分支通道；14、混合反应区；141、混合室；141a、加液孔；142、反应室；15、样品区；151、加样口；16、主流道；17、连接通道；2、标准品。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
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。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申请中的具体含义。
相关技术中，微流控芯片尤其是用于体外诊断的芯片在设计中未设置用于质控的独立通道及用于质量控制的质控品，因此在使用前无法对芯片自身的质量进行检测。同时，对于提前密封在芯片中的试剂检测也极其受限，对试剂在长期密封保持过程中的稳定性无法保证。
针对上述问题，本申请实施例提供一种微流控芯片，能够判断仪器和芯片质量是否合格，在使用前对芯片质量进行检测。
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
如图1所示，本申请实施例示出的微流控芯片，包括芯片本体1及标准品2。标准品2指已知特定浓度的待检测的标准物质，该标准品2处于干燥状态，具体类型可以是以冻干、烘干、风干等形式制备的干燥标准物质，同时也可以是凝胶状态。
芯片本体1上设有试剂区11、选择阀12、至少两个分支通道13及至少两个混合反应区14；试剂区11通过选择阀12可选择地与各分支通道13的第一端连通，试剂区11内设预先存储好检测试剂的试剂预存位，或开设用于添加检测试剂的加液孔141a，选择阀12用于选择检测试剂要流通的分支通道13；各分支通道13的第二端分别连通一混合反应区14，标准品2至少置于任一分支通道13的混合反应区14中。在本实施例中，分支通道13设置为两个，且其对应的两个混合反应区14中均置有标准品2。
基于上述方案，分置于两分支通道13的标准品2选用不同浓度的待检测物质，获取其与检测试剂不同的反应结果，得到待检物质的浓度标准曲线；或选用相同浓度的待检测物质，对检测试剂的质量或检测仪器进行检测，以减少实验误差；或通过检测结果判断同一批次芯片是否存在问题。
在一些实施例中，混合反应区14包括混合室141及反应室142，分支通道13的第二端、混合室141及反应室142依次连通，标准品2置于混合室141中。具体的，在检测时，检测试剂先在混合室141与进行混合保证混合均匀，再流经反应室142通过检测系统表达反应结果，在反应室142内可针对反应要求单独进行加热或降温等操作，保证结果的准确性。
在另一实施例中，如图2所示，芯片本体1上还设有样品区15及主流道16，样品区15与各试剂区11分别通过主流道16与选择阀12连通，样品区15上开设有加样口151。在该实施例中，至少一个分支通道13用于对样品进行检测，其对应的混合反应区14未置有标准品2。
具体的，未置有标准品2的分支通道13用于给样品进行正常的体外诊断等检测；置有标准品2的分支通道13用于在样品检测前，先利用该特定浓度标准物质对芯片的质量进行检测，若检测反应结果符合预设结果，则芯片质量过关，能保证该芯片上样品检测结果的可靠性。当该芯片的检测试剂是预先存储在试剂区11内时，在样品检测前通过标准品2进行反应，还能同时判断芯片内预存试剂的有效性，进一步提高实验结果的准确性。由于标准品2的混合反应及后续样品检测的混合反应都在同一芯片上，属于芯片内对照，且使用相同的检测试剂与其反应，可以最大限度排除芯片质量及检测试剂对结果的干扰，极大提高检测的准确性，基本排除芯片质量或试剂有效性的误差问题，降低由于芯片生产等因素带来的检测偏差。
在一些实施例中，如图3和图4所示，选择阀12包括阀体121及拨片，阀体121上开设有相互连通的进料口121a及出料口121b，当选择阀12仅进行双向选择时，出料口121b设置为两个；进料口121a与试剂区11连通，各出料口121b分别与分支通道13的第一端一一对应连通，拨片转动设于两出料口121b之间且能够转动至将任一出料口121b封闭的位置。拨片通过转动，可将出料口121b严丝合缝封闭，挡住未选择的分支通道13，使试剂或样品只能流通至另一分支通道13中，起到选择样品检测或质量监控的目的。
可选的，拨片为磁性拨片或磁控拨片，磁性拨片自身带有磁性，可直接通过铁或磁铁控制拨片的转动位置以选择分支通道13；磁控拨片常态无磁性，通过通电来产生磁性控制拨片的转动位置。
具体地，如图2、图3和图4所示，在检测芯片质量时，先转动选择阀12的拨片挡住下方无标准品2的分支通道13对应的出料口121b，同时上方有标准品2的分支通道13对应的出料口121b打开与试剂区11连通；在混合室141内加纯水以溶解混合室141内的冻干状态标准品2；通过试剂区11的加液孔141a分别加入检测试剂1、2、3，检测试剂通过选择阀12流入上方有标准品2的分支通道13，与溶解后的标准品2混合后流入反应室142内，反应室142加温至37℃孵育后获得反应结果。在进行样品检测时，转动选择阀12的拨片挡住上方有标准品2的分支通道13对应的出料口121b，同时下方无标准品2的分支通道13对应的出料口121b打开，在样品区15的加样口151加入样本、试剂区11的加液孔141a分别加入检测试剂1、2、3，样本及检测试剂分别通过选择阀12依次流入混合室141内；样品和检测试剂混合均匀后流入反应室142内，反应室142加温至37℃孵育后获得反应结果。
在另一实施例中，如图5所示，芯片本体1上设有多个连接通道17、多个选择阀12及两个以上的分支通道13，试剂区11通过各连接通道17及各选择阀12依次两两分流至与两个以上的分支通道13一一对应连通。在本实施例中，微流控芯片属于定标芯片，其分支通道13设置为6个，连接通道17设置为10个，选择阀12设置为5个；连接通道17通过选择阀12两两分流至各分支通道13，各分支通道13对应的混合反应区14分别按照一定梯度设有不同浓度的标准物质，通过试剂与标准物质进行反应可获得定标曲线，能够用于回算样本浓度。在本实施例中，当分支通道13设置为4个时，连接通道17设置为2个，选择阀12设置为3个。
在一些实施例中，各试剂区11内分别置有检测试剂或开设有加液口111，设置有加液口111的芯片可在检测时直接从加液口111加入检测试剂；预先置有检测试剂的芯片能够结合标准品2对该检测试剂的有效性进行检测，作为同一芯片的内对照，能够保证样品检测结果的准确性。
在一些实施例中，标准品2为干燥或凝胶状态且置有标准品2的混合室141上开设有加液孔141a，干燥状态或凝胶状态能最大程度保持该特定浓度标准物质的质量不变。当标准品2为干燥状态，通过混合室141上的加液孔141a加入纯水可对其进行溶解，溶解后可与检测试剂混合反应；当标准品2为凝胶状态时，可先与检测试剂混合，在后续反应室142中加热融化后与检测试剂反应。
与前述应用功能实现微流控芯片实施例相对应，本申请还提供了一种检测系统，包括恒温装置及上述微流控芯片，恒温装置用于加热反应室142，将其加热至待检测物质及检测试剂混合后所需的反应温度进行孵化，具体地，可加热至37℃保持恒温孵化。
在一些实施例中，本微流控芯片为电化学免疫发光法检测设计，检测系统还包括多个指示器和多个光感元件，各指示器与各光感元件一一对应电连接，各光感元件与各反应室142一一对应设置。光感元件用于识别反应室142中反应物不同颜色的光或不同亮度的光，将光信号转化为电信号传递给指示器，指示器接受光感元件传递的电信号后进一步转化为图像信号或其他特定信号以反应实验结果。通过引入光感元件和指示器使微流控芯片反应结果判定简单、准确，不需要肉眼观察，大大降低了结果判定的人为主观性，提高检测结果的准确性。
综上，本申请实施例提供的微流控芯片，具有选择阀12及多个分支通道13，分支通道13的混合反应室142内设有标准品2。当该微流控芯片用于样品检测时，先通过选择阀12选择具有标准品2的分支通道13能在样品测试前对芯片质量、试验试剂性能及仪器情况进行检测，将检测结果作为内对照组试验，提高样品检测的准确性。当该微流控芯片用于质控时，通过选择阀12选择各分支通道13内的标准品2对芯片或试剂进行质控。当该微流控芯片作为定标芯片使用时，设置四、六甚至更多分支通道13，在分支通道13内按一定梯度放置不同浓度的标准品2能够获得定标曲线，回算样本浓度。
上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种微流控芯片，其特征在于：包括芯片本体及标准品，所述芯片本体上设有试剂区、选择阀、至少两个分支通道及至少两个混合反应区；
所述试剂区通过所述选择阀可选择地与各所述分支通道的第一端连通；各所述分支通道的第二端分别连通一所述混合反应区，其中，至少一个所述混合反应区内置有所述标准品。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述混合反应区包括混合室及反应室，所述分支通道的第二端、所述混合室及所述反应室依次连通，至少一个所述混合室内置有所述标准品。
3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述芯片本体上还设有样品区及主流道，所述样品区与各所述试剂区分别通过所述主流道与所述选择阀连通，所述样品区上开设有加样口。
4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述选择阀包括阀体及拨片，所述阀体上开设有相互连通的进料口及出料口，所述出料口设置为两个；所述进料口与所述试剂区连通，各所述出料口分别与所述分支通道的第一端一一对应连通，所述拨片转动设于两所述出料口之间且能够转动至将任一所述出料口封闭的位置。
5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于：所述拨片为磁性拨片或磁控拨片。
6.根据权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于：所述芯片本体上设有多个连接通道、多个所述选择阀及两个以上的所述分支通道，所述试剂区通过各所述连接通道及各所述选择阀依次两两分流至与所述两个以上的所述分支通道一一对应连通。
7.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于：各所述试剂区内分别置有检测试剂和/或开设有加液口。
8.根据权利要求2或7所述的微流控芯片，其特征在于：所述标准品为干燥或凝胶状态且置有所述标准品的所述混合室上开设有加液孔。
9.一种检测系统，其特征在于：包括恒温装置及如权利要求1～7中任一项所述的微流控芯片，所述恒温装置用于加热所述反应室。
10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于：还包括多个指示器和多个光感元件，各所述指示器与各所述光感元件一一对应电连接，各所述光感元件与各所述反应室一一对应设置。
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Cited By (1)
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| CN117101749A (zh) * | 2023-10-20 | 2023-11-24 | 江苏集萃中科纳米科技有限公司 | 一种微流控芯片固定加样装置及加样方法 |
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2022
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Cited By (2)
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| CN117101749A (zh) * | 2023-10-20 | 2023-11-24 | 江苏集萃中科纳米科技有限公司 | 一种微流控芯片固定加样装置及加样方法 |
| CN117101749B (zh) * | 2023-10-20 | 2024-01-30 | 江苏集萃中科纳米科技有限公司 | 一种微流控芯片固定加样装置及加样方法 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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