CN220345861U - 一种检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种检测仪，包括有仪器本体，其特征在于：所述仪器本体包括有壳体，所述壳体内设置有微流控芯片反应区、注射泵驱动区、废液收集区以及控制区，其中微流控芯片反应区包括有基片和设置在基片上的混合仓，所述混合仓还间隔设置有至少两个，各个所述混合仓的下游均连接有反应仓，而各个所述混合仓的上游均开设有用于进液的入口，而位于最下游的反应仓上开设有用于出液的出口，与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在检测仪器中集成了微流控芯片反应区、注射泵驱动区、废液收集区以及控制各个区的按键，能够方便地基于微流控芯片做快速居家免疫检测，是未来实现居家健康管理的重要技术手段之一。

Description

一种检测仪

技术领域

本实用新型涉及微流控即时检测技术领域，具体涉及一种能提高集成度的微流控芯片检测仪。

背景技术

随着科学技术的发展，居家健康检测需求的增强，居家检测需求扩大，使得POCT的检测成为近年来检测领域的主要发展方向之一。POCT是指现场采样，现场检测出结果，利用便携小巧的分析仪器和配套试剂快速得到目标检测物的检测方式。

目前，居家检测仪尚未显著出现在大众视线中，主要在医院的实验室或检验科存在类似快速生化检测的装置，但是这些检测仪存在着诸多的问题：1、部分生化检测仪器依然需要外部电源、水源，限制了应用的环境；2、目前小型化检测仪器依然存在成本过高的问题，很难走入家庭；3、由于检测相关的试剂需要冷藏，进样等操作需要较为复杂的设备和专业技巧，难以实现人人居家自检；4、目前的试纸类自检产品虽然满足了一定的要求，部分产品也进入了家庭(例如验孕棒)，但是依然存在加样不精确，难以进行定量和多重检测困难，数据读取有误等问题；5、目前的家庭检测装置缺乏灵活性，存在重复开发和资源浪费的问题；6、有一些居家或个人检测装置大多是利用简单的光电传感器采集数据后，根据大数据建模实现的健康体征的分析，并非真正直接的采集样品实现生化反应的检测，存在数据不准确，检测结果不合理，导致不可信的后果。

因此，市场需要一种成本低廉，快速简便，能够实现加样和检测过程的精确控制，安全可靠、无需经过专业培训即可使用的一次性检测装置，本发明解决这样的问题。

另外，微流控芯片是一种在毛细管电泳基础上发展起来的新技术，通过微加工的方式将微管道、微反应器、微检测器等不同功能单元集成起来，将一个生化反应微缩到一块几平方厘米见方的芯片上。近几年来，微流控芯片技术迅速向生物医学领域渗透，显示了广阔的应用前景，随着技术的发展，该技术越来越成为即时诊断领域的医学检验技术的重要平台。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种基于微流控芯片做快速居家免疫检测的检测仪。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该检测仪，包括有仪器本体，其特征在于：所述仪器本体包括有壳体，所述壳体内设置有：

微流控芯片反应区，包括有基片和设置在基片上的混合仓，所述混合仓还间隔设置有至少两个，各个所述混合仓的下游均连接有反应仓，而各个所述混合仓的上游均开设有用于进液的入口，而位于最下游的反应仓上开设有用于出液的出口；

注射泵驱动区，包括有注射泵的腔体、设置在所述腔体上并与微流控芯片反应区的出口连通的进水管、设置在所述腔体上的出水管，通过注射泵内活塞的往复运动将出液从出水管排出；

废液收集区，与上述的出水管连通，包括有废液收集室；以及

控制区，包括有能独立地控制上述微流控芯片反应区、注射泵驱动区以及废液收集区的按键。

为了方便用户将反应所需的反应液引至微流控芯片反应区上的混合仓，优选地，所述仪器本体上设置有能向所述进液的入口供液的供液机构，所述供液机构包括有能刺破内含有反应液的试剂包的尖刺物，对应地，所述壳体上开设有用于放入试剂包的第一开口以及将试剂包向所述尖刺物压迫的盖子，在所述盖子紧扣在所述第一开口的状态下，所述尖刺物能刺破试剂包。使用时，只需要将试剂包放入第一开口并将盖子紧扣的状态下，尖刺物向下移动，最终使得供液机构中的尖刺物能划破试剂包以将反应液导入进液的入口。

为了实现供液机构和微流控芯片反应区在仪器本体的壳体内的空间布置，优选地，所述供液机构被限制在位于所述壳体内的第一腔室中，而所述微流控芯片反应区被限制在位于第一腔室之下的第二腔室内，所述第二腔室上开设有与第一腔室连通的第二开口，所述第二开口与所述基片中用于进液的入口连通。其中第一腔室和第二腔室在空间上是相互独立的，为此，其能更好地布置供液机构和微流控芯片反应区，即能实现模块化的拆装。

为了能够实现尖刺物始终能回位至外伸出第一开口，从而配合盖子的相互作用迫使尖刺物向下移动，优选地，所述供液机构包括有用于支承所述尖刺物的供液管，供所述供液管的下端插设的插座以及套设在所述供液管的至少局部以使供液管上的尖刺物始终具有外伸出所述第一开口趋势的弹性件。每次放置试剂包时，再配合盖子紧扣的状态下，尖刺物会向下移动以划破试剂包，这样能够提高仪器使用的重复性。

为了实现供液管的供液以及与弹性件在结构上的配合，优选地，所述供液管包括有相流体连通的上段、下段以及中段，其中，所述上段设有容纳所述尖刺物的容腔，而所述下段包含有所述供液管的下端，所述中段连接所述上段和下段，并相较所述上段和下段于径向上更为膨大，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的固定端套设在所述插座上，而所述压缩弹簧的自由端则连接在所述中段的底部。

为了方便供液管上下移动，优选地，所述插座的底部开设有供所述供液管的下段滑移的滑移通道。

为了方便实现反应液的导流，优选地，所述上段的容腔设有将反应液导流的导流通道，所述导流通道具有自上而下逐渐向下倾斜的导流段。该导流段的设置能加快反应液导流至微流控芯片反应区的速度。

为了方便尖刺物通过刺破的方式刺破试剂包，优选地：所述尖刺物包括有尖锐凸起物以及沿周向间隔设置在所述尖锐凸起物上的至少两个导流凹槽，各个导流凹槽与所述导流通道相流体连通。各个导流凹槽能将反应液通过导流通道而导流向微流控芯片反应区，继而起相应的免疫反应。

为了提高微流控芯片反应区中的反应速度和反应准确率，优选地，所述壳体内于所述微流控芯片反应区上还设置有能加强混匀的微振动器以及能检测反应浓度的光电检测器和光电接收器。

进一步地，所述反应仓的底部设置有磁铁，该磁铁能将免疫反应产生的结合物吸附于反应仓中。一般在免疫反应中，常采用具有捕获试剂球和标记试剂球的试剂球，其中，捕获试剂球具有包被了抗体、抗原或二抗的磁珠，而标记试剂球为包被了抗体、抗原或二抗的荧光微球；试样进入混合仓使试剂球溶化，得到混合试样，混合试样进入反应仓后发生免疫反应，这时位于反应仓底部的磁铁将免疫反应产生的包被了抗体、抗原或二抗的磁珠的结合物吸附于反应仓中，反应仓中只含有被吸附的磁珠结合物。

为了方便更换基片，优选地，所述壳体对应第二腔室的其中一个侧壁开设有第三开口，所述第二腔室对应的侧壁外伸出所述第三开口，并且开设有第四开口，该第四开口能供所述基片能拆卸地插入所述第二腔室内。

为了方便清理废液收集室，优选地，所述壳体对应所述废液收集区开设有第五开口，该第五开口能供所述废液收集区的废液收集室能拆卸地插入，对应地，所述废液收集室上设置有外露在所述第五开口上的拉手。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在检测仪器中集成了微流控芯片反应区、注射泵驱动区、废液收集区以及控制各个区的按键，能够方便地基于微流控芯片做快速居家免疫检测，是未来实现居家健康管理的重要技术手段之一，还可以关联智能手机APP账号，实现健康数据的存储、健康数据实时动态的查看、个人健康档案的建立、后期管理干预方案推送、建议的饮食和运动方案。

附图说明

图1为本实用新型实施例中检测仪的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中检测仪的剖视图；

图3为图2中A处的放大示意图；

图4为本实用新型实施例中检测仪局部结构示意图；

图5为本实用新型实施例中微流控芯片的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～5所示，为本实用新型的最佳实施例。本实施例的检测仪包括有仪器本体1，该仪器本体1包括有壳体11，并在壳体11内设置有微流控芯片反应区2、注射泵驱动区3、废液收集区4以及控制区5，其中微流控芯片反应区2包括有基片21和设置在基片21上的混合仓22，混合仓22还间隔设置有至少两个，各个混合仓22的下游均连接有反应仓23，而各个混合仓22的上游均开设有用于进液的入口24，而位于最下游的反应仓23上开设有用于出液的出口25，而注射泵驱动区3包括有注射泵的腔体31、设置在腔体31上并与微流控芯片反应区2的出口25连通的进水管32、设置在腔体31上的出水管33，通过注射泵内活塞的往复运动将出液从出水管33排出，废液收集区4则与上述的出水管33连通，包括有废液收集室41，而控制区5则包括有能独立地控制上述微流控芯片反应区2、注射泵驱动区3以及废液收集区4的按键51，通过在检测仪器中集成了微流控芯片反应区2、注射泵驱动区3、废液收集区4以及控制各个区的按键51，能够方便地基于微流控芯片做快速居家免疫检测。通过注射泵内的活塞实现将反应液推至各个反应仓23中以及将反应后的出液经出水管33排出至废液收集室41。

具体地，为了方便用户将反应所需的反应液引至微流控芯片反应区2上的混合仓22，本实施例的仪器本体1上设置有能向进液的入口24供液的供液机构6，其中供液机构6包括有能刺破内含有反应液的试剂包的尖刺物61，对应地，壳体11上开设有用于放入试剂包的第一开口12以及将试剂包向尖刺物61压迫的盖子7，在盖子7紧扣在第一开口12的状态下，尖刺物61能刺破试剂包。使用时，只需要将试剂包放入第一开口12并将盖子7紧扣的状态下，尖刺物61向下移动，最终使得供液机构6中的尖刺物61能划破试剂包以将反应液导入进液的入口24。而为了实现供液机构6和微流控芯片反应区2在仪器本体1的壳体11内的空间布置，优选地，供液机构6被限制在位于壳体11内的第一腔室8中，而微流控芯片反应区2被限制在位于第一腔室8之下的第二腔室9内，第二腔室9上开设有与第一腔室8连通的第二开口91，第二开口91与基片21中用于进液的入口24连通，其中第一腔室8和第二腔室9在空间上是相互独立的，为此，其能更好地布置供液机构6和微流控芯片反应区2，即能实现模块化的拆装。另外，供液机构6还包括有用于支承尖刺物61的供液管62，供供液管62的下端插设的插座63以及套设在供液管62的至少局部以使供液管62上的尖刺物61始终具有外伸出第一开口12趋势的弹性件64，弹性件64的设置能够实现尖刺物61始终能回位至外伸出第一开口12，从而配合盖子7的相互作用迫使尖刺物61向下移动，优选地，每次放置试剂包时，再配合盖子7紧扣的状态下，尖刺物61会向下移动以划破试剂包，这样能够提高仪器使用的重复性。

为了实现供液管62的供液以及与弹性件64在结构上的配合，本实施例的供液管62包括有相流体连通的上段62a、下段62b以及中段62c，其中，上段62a设有容纳尖刺物61的容腔，上段62a的容腔还设有将反应液导流的导流通道65，导流通道65具有自上而下逐渐向下倾斜的导流段66，该导流段66的设置能加快反应液导流至微流控芯片反应区2的速度，而下段62b包含有供液管62的下端，中段62c连接上段62a和下段62b，并相较上段62a和下段62b于径向上更为膨大，弹性件64为压缩弹簧，压缩弹簧的固定端套设在插座63上，而压缩弹簧的自由端则连接在中段62c的底部，并且插座63的底部开设有供供液管62的下段62b滑移的滑移通道68，这样能方便供液管62上下移动。在盖子7盖上第一开口12的状态下，供液管62能沿着第一腔室8的滑移通道68向下移动4～5毫米，最终使得尖刺物61能刺破试剂包的底部，重点即在于，为了方便尖刺物61通过刺破的方式刺破试剂包，本尖刺物61包括有尖锐凸起物以及沿周向间隔设置在尖锐凸起物上的至少两个导流凹槽67，各个导流凹槽67与导流通道65相流体连通。各个导流凹槽67能将反应液通过导流通道65而导流向微流控芯片反应区2，继而起相应的免疫反应。并且为了提高微流控芯片反应区2中的反应速度和反应准确率，壳体11内于微流控芯片反应区2上还设置有能加强混匀的微振动器30以及能检测反应浓度的光电检测器10以及光电接收器20，设置光电检测器10以及光电接收器20的目的最终是为了得出微流控芯片反应区2中各个反应仓23的反应浓度，最后在反应仓23的底部均设置有磁铁40，该磁铁40能将免疫反应产生的结合物吸附于反应仓23中。一般在免疫反应中，常采用具有捕获试剂球和标记试剂球的试剂球，其中，捕获试剂球具有包被了抗体、抗原或二抗的磁珠，而标记试剂球为包被了抗体、抗原或二抗的荧光微球；试样进入混合仓22使试剂球溶化，得到混合试样，混合试样进入反应仓23后发生免疫反应，这时位于反应仓23底部的磁铁40将免疫反应产生的包被了抗体、抗原或二抗的磁珠的结合物吸附于反应仓23中，反应仓23中只含有被吸附的磁珠结合物。最后，为了方便更换基片21，壳体11对应第二腔室9的其中一个侧壁开设有第三开口13，第二腔室9对应的侧壁外伸出第三开口13，并且开设有第四开口92，该第四开口92能供基片21能拆卸地插入第二腔室9内，同样为了方便清理废液收集室41，壳体11对应废液收集区4开设有第五开口14，该第五开口14能供废液收集区4的废液收集室41能拆卸地插入，对应地，废液收集室41上设置有外露在第五开口14上的拉手42。

以利用微流控检测仪对人体唾液检测为例，具体操作如下：

①、将一次性微流控芯片取出，撕开外包装；

②、芯片的顶部对准口腔舌头底部，吸取少量液体，盖上盖子7；

③、芯片对准后插入第二腔室9对应的芯片卡槽区；

④、打开检测仪开关，液晶显示屏显示初始页面；

⑤、待听到蜂鸣声，打开检测开关键；

⑥、待看到黄色灯亮，显示正在检测中，约需要10分钟；

⑦、待看到绿色灯亮，显示检测结束，显示屏上显示检测结果和剩余试剂用量；

⑧、检测数据直接通过实现绑定的账号传输至用户手机的APP中存储；

⑨、检测完成后，将芯片取出扔掉；

⑩、关闭开关键，试剂包和一次性检测芯片会一起打包作为耗材，监测数据会在APP中进行实时跟踪分析，实时推送您最新的身体健康状况。

实施例2试剂包配合微流控芯片的检测过程

①、芯片卡槽一旦插入，戳破1号试剂包，

②、液体进入反应腔，与样本接触；

③、听到蜂鸣声，按下检测开关键

④、触发微振动器30，5分钟震动温育；

⑤、移开微振动器30，切换电磁铁，触底3秒；

⑥、戳破二号试剂包，排空芯片内部所有液体至废液收集区4；

⑦、移除永磁铁，推入微振动器；

⑧、戳破三号试剂包，5分钟温育；

⑨、移开微振动器30，切换电磁铁，触底3秒；

⑩、所有液体推至反应仓23，反应仓23检测到不同吸光度的数值，将数据显示在液晶显示器上，同步的，手机APP上会弹出刚才您的检测数据结果。

Claims (12)

1.一种检测仪，包括有仪器本体(1)，其特征在于：所述仪器本体(1)包括有壳体(11)，所述壳体(11)内设置有：

微流控芯片反应区(2)，包括有基片(21)和设置在基片(21)上的混合仓(22)，所述混合仓(22)还间隔设置有至少两个，各个所述混合仓(22)的下游均连接有反应仓(23)，而各个所述混合仓(22)的上游均开设有用于进液的入口(24)，而位于最下游的反应仓(23)上开设有用于出液的出口(25)；

注射泵驱动区(3)，包括有注射泵的腔体(31)、设置在所述腔体(31)上并与微流控芯片反应区(2)的出口(25)连通的进水管(32)、设置在所述腔体(31)上的出水管(33)，通过注射泵内活塞的往复运动将出液从出水管(33)排出；

废液收集区(4)，与上述的出水管(33)连通，包括有废液收集室(41)；以及

控制区(5)，包括有能独立地控制上述微流控芯片反应区(2)、注射泵驱动区(3)以及废液收集区(4)的按键(51)。

2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于：所述仪器本体(1)上设置有能向所述进液的入口(24)供液的供液机构(6)，所述供液机构(6)包括有能刺破内含有反应液的试剂包的尖刺物(61)，对应地，所述壳体(11)上开设有用于放入试剂包的第一开口(12)以及将试剂包向所述尖刺物(61)压迫的盖子(7)，在所述盖子(7)紧扣在所述第一开口(12)的状态下，所述尖刺物(61)能刺破试剂包。

3.根据权利要求2所述的检测仪，其特征在于：所述供液机构(6)被限制在位于所述壳体(11)内的第一腔室(8)中，而所述微流控芯片反应区(2)被限制在位于第一腔室(8)之下的第二腔室(9)内，所述第二腔室(9)上开设有与第一腔室(8)连通的第二开口(91)，所述第二开口(91)与所述基片(21)中用于进液的入口(24)连通。

4.根据权利要求3所述的检测仪，其特征在于：所述供液机构(6)包括有用于支承所述尖刺物(61)的供液管(62)，供所述供液管(62)的下端插设的插座(63)以及套设在所述供液管(62)的至少局部以使供液管(62)上的尖刺物(61)始终具有外伸出所述第一开口(12)趋势的弹性件(64)。

5.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于：所述供液管(62)包括有相流体连通的上段(62a)、下段(62b)以及中段(62c)，其中，所述上段(62a)设有容纳所述尖刺物(61)的容腔，而所述下段(62b)包含有所述供液管(62)的下端，所述中段(62c)连接所述上段(62a)和下段(62b)，并相较所述上段(62a)和下段(62b)于径向上更为膨大，所述弹性件(64)为压缩弹簧，所述压缩弹簧的固定端套设在所述插座(63)上，而所述压缩弹簧的自由端则连接在所述中段(62c)的底部。

6.根据权利要求5所述的检测仪，其特征在于：所述插座(63)的底部开设有供所述供液管(62)的下段(62b)滑移的滑移通道(68)。

7.根据权利要求6所述的检测仪，其特征在于：所述上段(62a)的容腔设有将反应液导流的导流通道(65)，所述导流通道(65)具有自上而下逐渐向下倾斜的导流段(66)。

8.根据权利要求7所述的检测仪，其特征在于：所述尖刺物(61)包括有尖锐凸起物以及沿周向间隔设置在所述尖锐凸起物上的至少两个导流凹槽(67)，各个导流凹槽(67)与所述导流通道(65)相流体连通。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的检测仪，其特征在于：所述壳体(11)内于所述微流控芯片反应区(2)上还设置有能加强混匀的微振动器(30)以及能检测反应浓度的光电检测器(10)和光电接收器(20)。

10.根据权利要求9所述的检测仪，其特征在于：所述反应仓(23)的底部设置有磁铁(40)，该磁铁(40)能将免疫反应产生的结合物吸附于反应仓(23)中。

11.根据权利要求3～8任意一项所述的检测仪，其特征在于：所述壳体(11)对应第二腔室(9)的其中一个侧壁开设有第三开口(13)，所述第二腔室(9)对应的侧壁外伸出所述第三开口(13)，并且开设有第四开口(92)，该第四开口(92)能供所述基片(21)能拆卸地插入所述第二腔室(9)内。

12.根据权利要求11所述的检测仪，其特征在于：所述壳体(11)对应所述废液收集区(4)开设有第五开口(14)，该第五开口(14)能供所述废液收集区(4)的废液收集室(41)能拆卸地插入，对应地，所述废液收集室(41)上设置有外露在所述第五开口(14)上的拉手(42)。