CN219744856U - 一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，涉及微流控及生物检测领域，包括：芯片本体，芯片本体内部开设有依次连通的样本区、标记区、混合反应区、检测区、废液区和芯片出口；样本区和芯片出口均贯通芯片本体的一侧表面；标记区和混合反应区之间具有阀门；标记区内预埋有标记物；检测区内设有检测位点。本实用新型的标记区和混合反应区之间设有阀门，阀门之前的液体流动为毛细作用驱动，阀门之后的液体流动为泵阀驱动，这样的毛细驱动与泵阀驱动的结合，不仅提高了操作的便捷性和灵活性，而且还增强了流体流动的可控性，提高了检测结果的准确性和重复性。
Description
技术领域
本实用新型涉及微流控及生物检测领域，更具体的说是涉及一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片。
背景技术
免疫检测是一种利用抗原抗体之间的特异性免疫反应来测定免疫状态和各种疾病的诊断方法，具有高特异性，高敏感性及快速等特点。常见的免疫方法有胶体金层析法、荧光层析法，酶联免疫法和化学发光法等。胶体金试纸条作为最常见的免疫检测技术，因其简单便携且价格低廉而被广泛使用，然而现阶段试纸条多用于定性或半定量检测，无法实现定量检测。传统荧光免疫层析法在一定程度上提升了检测的灵敏度，但NC膜的批内/批间差异仍然会对检测结果造成影响。
现有技术中仍然存在的问题包括：
1、使用试纸条难以对样本中的待检物进行定量分析；
2、由于自驱动微流控芯片的通道表面性质较难做到很好的均一性，样本在通道内流动时，表面性质的不均一容易造成气泡的产生，从而影响检测结果。
因此，如何提供一种能够提高检测精度，且在一定程度上增强操作的灵活性，并能够降低加工难度和加工成本的微流控免疫检测芯片，是本领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，旨在解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，包括：芯片本体，所述芯片本体内部开设有依次连通的样本区、标记区、混合反应区、检测区、废液区和芯片出口；所述样本区和所述芯片出口均贯通所述芯片本体的一侧表面；所述标记区和所述混合反应区之间具有阀门；所述标记区内预埋有标记物；所述检测区内设有检测位点；所述样本区与所述标记区之间为毛细作用驱动，所述混合反应区、所述检测区与所述废液区之间为泵阀驱动。
通过上述技术方案，本实用新型的标记区和混合反应区之间设有阀门，阀门之前的液体流动(样本区到标记区)为毛细作用驱动，阀门之后的液体流动(混合反应区到检测区和废液区)为泵阀驱动，这样的毛细驱动与泵阀驱动的结合，不仅提高了操作的便捷性和灵活性，而且增强了流体流动的可控性，提高了检测结果的准确性和重复性。
优选的，在上述一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片中，所述检测位点的数量为多个，能够通过设置多个检测位点提高检测精度。
优选的，在上述一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片中，所述检测位点的上加工有微阵列结构，用于增大比表面积，微阵列结构上包被有捕获抗体/抗原，用于捕获流过的目标抗原/抗体。
优选的，在上述一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片中，所述阀门为疏水阀、气阀或机械阀。本实用新型中阀门的具体结构可以为多种，如采用疏水阀，只有当压力达到一定值时，疏水阀才会被打开，或者采用具有一定驱动压力的单向阀体结构均可。
优选的，在上述一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片中，所述芯片本体包括底板，和密封贴合在所述底板上的盖板；所述样本区、所述标记区、所述混合反应区、所述检测区、所述废液区和所述芯片出口均为开设在所述底板上的沉槽；所述盖板上开设有与所述样本区和所述芯片出口对应的通孔，降低了加工难度和加工成本。
优选的，在上述一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片中，所述样本区和对应的通孔之间设有滤膜，能够实现样本加入后的过滤。
优选的，在上述一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片中，所述样本区和所述标记区之间还开设有过滤区，能够实现样本进入标记区之前的过滤。
优选的，在上述一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片中，所述芯片出口用于连接泵阀系统。芯片出口的设置能够实现外界的泵阀系统和芯片本体内部通道的快速连接。
优选的，在上述一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片中，所述阀门能够在所述泵阀系统的作用下打开。仅通过设置泵阀系统就可以实现毛细管力流动和泵阀驱动之间的转换，操作更方便。
优选的，在上述一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片中，所述泵阀系统控制流体在所述检测区的检测位点处内往复运动，从而让待测样本与检测位点上的抗体/抗原充分接触，提高检测结果的精度和准确度。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，具有以下有益效果：
1、本实用新型的标记区和混合反应区之间设有阀门，阀门之前的液体流动(样本区到标记区)为毛细作用驱动，阀门之后的液体流动(混合反应区到检测区和废液区)为泵阀驱动，这样的毛细驱动与泵阀驱动的结合，不仅提高了操作的便捷性和灵活性(加样步骤可在仪器外进行)，而且还增强了流体流动的可控性，提高了检测结果的准确性和重复性。
2、本实用新型的检测位点上设有微阵列结构，可以提高该区域的比表面积，让待测样本中的抗原/抗体与检测位点上包被的捕获抗体/抗原充分接触，提高检测结果的精度和灵敏度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本实用新型提供的基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片的结构透视图；
图2附图为本实用新型提供的检测位点上的微阵列结构的放大图；
图3附图为本实用新型提供的基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片的爆炸图。
其中：
1-盖板；2-底板；
100-样本区；200-标记区；300-阀门；400-混合反应区；500-检测区；501-第一检测位点；502-第二检测位点；600-废液区；700-芯片出口。
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。
参见附图1和附图2，本实用新型实施例公开了一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，包括：芯片本体，芯片本体内部开设有依次连通的样本区100、标记区200、混合反应区400、检测区500、废液区600和芯片出口700；样本区100和芯片出口700均贯通芯片本体的一侧表面；标记区200和混合反应区400之间具有阀门300，阀门300可以阻止标记区200内的流体通过毛细作用流向混合反应区400；混合反应区400则用于促进标记物质和样本之间的混合和反应；标记区200内预埋有标记物；检测区500内设有检测位点；废液区600与检测区500相连通，废液区600具有废液腔室，用于废液的收集；芯片出口700的底部与废液区600相连通，上部则与外部的泵阀系统相连。
为了进一步优化上述技术方案，检测区500内设有两个或更多检测位点如图2中所示的第一检测位点501和第二检测位点502。
为了进一步优化上述技术方案，检测位点的上加工有微阵列结构。用于增大比表面积，微阵列结构上包被有捕获抗体/抗原，用于捕获流过的目标抗原/抗体。
为了进一步优化上述技术方案，阀门300为疏水阀、气阀或机械阀。在本实施例中首选疏水阀。
参见附图3，芯片本体包括底板1，和密封贴合在底板1上的盖板2；样本区100、标记区200、混合反应区400、检测区500、废液区600和芯片出口700均为开设在底板1上的沉槽；盖板2上开设有与样本区100和芯片出口700对应的通孔。
在本实施例中，为了提高样品的过滤效果，可以在底板1的样本区100和盖板2的对应通孔之间设有滤膜，也可以在样本区100和标记区200之间开设过滤区。
检测时，样本首先被加入到样品区100内，并通过毛细管力到达标记区200之中与预埋的标记物质进行接触，但由于阀门300的阻力，液体会停留在标记区200内。随后，将芯片插入仪器中完成芯片出口700与外界泵阀系统的连接，在泵阀系统的控制下，液体突破阀门300的阻力流至混合反应区400进行混合反应，形成待检物-标记抗体/抗原的复合物。此后，混合液以特定流速流至检测区500，与检测位点上包被的捕获抗体/抗原结合，形成的捕获抗体/抗原-待检物-标记抗体/抗原复合物被固定在检测位点上，多余的液体则流至废液区600中。仪器对检测位点的荧光强度进行检测，根据荧光强度可确定待测物质的浓度。
由于待检物质的浓度越高，被固定在检测位点上的复合物也越多，检测位点上的光信号也越强，因此根据检测位点上的光信号强度可确定待检物质的浓度。
流体还可以在泵阀系统的驱动下，在检测区500附近做往复运动，从而让待测样本与检测位点上的抗体/抗原更加充分地接触，提高检测结果的精度和准确度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，包括：芯片本体，所述芯片本体内部开设有依次连通的样本区(100)、标记区(200)、混合反应区(400)、检测区(500)、废液区(600)和芯片出口(700)；所述样本区(100)和所述芯片出口(700)均贯通所述芯片本体的一侧表面；所述标记区(200)和所述混合反应区(400)之间具有阀门(300)；所述标记区(200)内预埋有标记物；所述检测区(500)内设有检测位点；所述样本区(100)与所述标记区(200)之间为毛细作用驱动，所述混合反应区(400)、所述检测区(500)与所述废液区(600)之间为泵阀驱动。
2.根据权利要求1所述的一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，所述检测位点的数量为多个。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，所述检测位点的上加工有微阵列结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，所述阀门(300)为疏水阀、气阀或机械阀。
5.根据权利要求1或2或4所述的一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，所述芯片本体包括底板(1)，和密封贴合在所述底板(1)上的盖板(2)；所述样本区(100)、所述标记区(200)、所述混合反应区(400)、所述检测区(500)、所述废液区(600)和所述芯片出口(700)均为开设在所述底板(1)上的沉槽；所述盖板(2)上开设有与所述样本区(100)和所述芯片出口(700)对应的通孔。
6.根据权利要求5所述的一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，所述样本区(100)和对应的通孔之间设有滤膜。
7.根据权利要求5所述的一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，所述样本区(100)和所述标记区(200)之间开设有过滤区。
8.根据权利要求1-2、4和6-7中任一项所述的一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，所述芯片出口(700)用于连接泵阀系统。
9.根据权利要求8所述的一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，所述阀门(300)能够在所述泵阀系统的作用下打开。
10.根据权利要求8所述的一种基于毛细和泵阀驱动的微流控免疫检测芯片，其特征在于，所述泵阀系统控制流体在所述检测区(500)内的检测位点处往复运动。
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