TWI768866B

TWI768866B - 混合晶片

Info

Publication number: TWI768866B
Application number: TW110116035A
Authority: TW
Inventors: 傅龍明; 柯建亘; 陳思叡; 呂松育
Original assignee: 國立成功大學
Priority date: 2021-05-04
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2022-06-21
Also published as: TW202243741A

Abstract

一種混合晶片，用以解決習知檢驗過程中步驟繁瑣的問題。係包含：一殼體，具有一容置空間，該殼體具有一開口端及一封閉端，該開口端之開口連通該容置空間，該殼體具有一位移槽，該位移槽位於該開口端及該封閉端之間且連通該容置空間，該殼體具有一透視部，該透視部對位於該容置空間；一位移件，於該容置空間內相對於該殼體位移，以突伸或不突伸於該開口端，該位移件具有對位於該位移槽的一連通孔，且該位移件具有對位於該透視部一匯集槽；及一晶片體，該晶片體具有一氣槽，一撥塊位於該氣槽的槽口，該撥塊具有連通該氣槽的一容槽，一封閉件可按壓地封閉於該容槽上表面的槽口，該撥塊結合於該位移件的連通孔，並凸伸於該殼體的位移槽，該氣槽連通至少一試劑槽，該至少一試劑槽連通一注入流道，該注入流道連通該匯集槽。

Description

混合晶片

本發明係關於一種檢測用混合晶片，尤其是一種可混合多種流體以進行檢測的混合晶片。

在生物樣品或化學樣品的檢驗過程中，係將待測樣品和測試液或反應液等多種液體進行混合以形成一待測液，再由儀器對該待測液進行檢測。當該測試液或反應液為易揮發性物質時，為了減少該測試液或反應液接觸空氣的時間，取用該測試液或反應液後會先置於一容器中，再以封蓋或封膜封閉該容器，以待檢驗樣品進行前處理完成後，再由該容器中取出該測試液或反應液，以與檢驗樣品進行混合。另外，為了避免該測試液或反應液在與檢驗樣品進行作用的期間產生揮發，在容器中將該測試液或反應液混合檢驗樣品後，須再以封蓋或封膜封閉該容器，特別是需要混合多種測試液或反應液時，將造成檢驗過程中的步驟更為繁瑣，而導致檢測效率不佳。

有鑑於此，有必要提供一種混合晶片來改善上述問題。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種混合晶片，係能夠提升檢測效率者。

本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。

本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。

本發明的混合晶片，包含：一殼體，具有一容置空間，該殼體具有一開口端及一封閉端，該開口端之開口連通該容置空間，該殼體具有一位移槽，該位移槽位於該開口端及該封閉端之間且連通該容置空間，該殼體具有一透視部，該透視部對位於該容置空間；一位移件，於該容置空間內相對於該殼體位移，以突伸或不突伸於該開口端，該位移件具有對位於該位移槽的一連通孔，且該位移件具有對位於該透視部一匯集槽；及一晶片體，該晶片體具有一氣槽，該氣槽貫穿於該晶片體的上表面及下表面，一撥塊位於該氣槽的槽口，該撥塊具有連通該氣槽的一容槽，一封閉件可按壓地封閉於該容槽上表面的槽口，該撥塊結合於該位移件的連通孔，並凸伸於該殼體的位移槽，該氣槽連通至少一試劑槽，該至少一試劑槽貫穿於該晶片體的上表面及下表面，該至少一試劑槽連通一注入流道，該注入流道連通該匯集槽，該晶片體的下表面結合一底板，該底板封閉位於該下表面的該氣槽與該試劑槽的開口。

據此，本發明的混合晶片，藉由該試劑槽可以預先封入檢測用試劑，以使檢測用試劑可以被封閉於該殼體內，使用者將檢測用試劑推送至匯集槽後，可以推動該撥塊以將該匯集槽伸出於殼體注入待測液後，再推動該撥塊將該匯集件收回於殼體內以形成封閉，即可使該匯集槽在封閉的環境下對其進行觀察、檢測及分析，藉此，可以降低測試液或反應液與空氣的接觸時間，並可以避免測試液或反應液再與待測液進行作用的期間產生揮發，係可以簡化檢測步驟，達到提升檢測作業效率的功效。

其中，該容置空間內具有至少一限位塊，該至少一限位塊具有相對的二限位端，該二限位端分別朝向該開口端及該封閉端，以於該位移件的位移方向上形成限位。如此，可以避免使用者在操作過程中造成該位移件不必要的位移。

其中，該位移件具有一頂板，該頂板具有相連接的一固定部及一彈壓部，一環牆部僅連接於該固定部，使該彈壓部可相對該固定部彈性變形，該彈壓部具有至少一抵接塊，該至少一抵接塊與該限位端相對位。如此，可以避免該試劑槽的液體還未注入該匯集槽時，使用者誤將該位移件由該殼體的開口端推出，以及可以避免使用者在注入待側液的途中，誤將該位移件退回於該殼體內，具有減少操作失誤的功效。

其中，該位移件具有一結合槽，該結合槽於該位移件的下表面具有一槽口，該晶片體結合於該結合槽。如此，具有提升該晶片體結合穩固性的功效。

其中，該匯集槽的槽底具有一貫孔，該注入流道連通該貫孔。如此，試劑可以藉由該注入流道進入該匯集槽以和待測液混合，係具有降低試劑與空氣接觸時間的功效。

其中，該匯集槽具有一匯集件。如此，該匯集件可以吸收注入該匯集槽的試劑及待測液，具有使試劑及待測液充分混合的功效。

其中，該氣槽、該至少一試劑槽及該注入流道由數個微流道連接。如此，該氣槽內的氣體可以將試劑槽內的液體推送至該注入流道。

其中，該試劑槽為數個，該數個試劑槽藉由數個微流道串聯。如此，注入於該數個試劑槽的液體可以依序混合，係具有可以依檢測需求混合不同的試劑的功效。

其中，至少一微流道呈蜿蜒的形態。如此，該微流道可以延緩液體通過的時間，並可以減緩液體於該微流道中的流速，係具有較佳的液體混合均勻度的功效。

1:殼體

1a:蓋板

1b,2b:環牆部

1c:底板

11:開口端

12:封閉端

13:位移槽

14:透視部

15:限位塊

15a:限位端

2:位移件

2a:頂板

21:第一端

22:第二端

23:結合槽

24:連通孔

25:匯集槽

25a:貫孔

26:匯集件

27:固定部

28:彈壓部

28a:抵接塊

3:晶片體

3a:上表面

3b:下表面

31:氣槽

32:撥塊

33:容槽

34:封閉件

35:試劑槽

36:微流道

37:注入流道

37a:開口

38:底板

S:容置空間

X:位移方向

P:彈性變形間隙

〔第1圖〕本發明一較佳實施例的分解立體圖。

〔第2圖〕本發明一較佳實施例的組合圖。

〔第3圖〕本發明一較佳實施例的俯視圖。

〔第4圖〕沿第3圖的A-A線剖面圖。

〔第5圖〕如第4圖所示的對該氣室施加壓力情形圖。

〔第6圖〕將該位移件推出並於匯集槽加入待測液情形圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1、2圖所示，其係本發明混合晶片的一較佳實施例，係包含一殼體1及一位移件2及一晶片體3，該位移件2及該晶片體3位於該殼體1內，該位移件2可相對該殼體1位移以突伸或收回於該殼體1內。

該殼體1係具有一容置空間S，該容置空間S用以容置該位移件2及該晶片體3，以使該位移件2及該晶片體3可被遮蓋於該殼體1內，該殼體1較佳呈長矩形狀，該殼體1具有一開口端11及一封閉端12，該開口端11及該封閉端12較佳位於該殼體1的相對二端，該位移件2可於朝向該開口端11及該封閉端12的一位移方向X上進行滑移，該開口端11之開口連通該容置空間S，使該位移件2可由該開口突伸。

在本實施例中，該殼體1具有一蓋板1a，該蓋板1a的下表面環繞一環牆部1b，該蓋板1a及該環牆部1b罩蓋於一底板1c以圍繞形成該容置空間S，該殼體1具有一位移槽13，該位移槽13可以位於該開口端11及該封閉端12之間，該位移槽13貫通該蓋板1a的上、下表面以與該容置空間S相連通。該殼體1另具有一透視部14，該透視部14位於該蓋板1a並對位於該容置空間S，該透視部14可以為壓克力或玻璃等可透光之材質，在本實施例中，該透視部14為貫穿該蓋板1a上、下表面的一貫孔，並由玻璃遮擋於該貫孔以維持該透視部14的封閉。該透視部14可以位於該開口端11及該位移槽12之間，較佳地，該透視部14鄰近於該開口端11。

請參照第1、3圖所示，該容置空間S內可以具有至少一限位塊15，該至少一限位塊15位於該殼體1的內表面，該至少一限位塊15具有相對的二限位端15a，該二限位端15a分別朝向該開口端11及該封閉端12，以使該至少一限位塊15可以於該位移方向X上對該位移件2形成限位(容後詳述)。該至少一限位塊15可以位於該環牆部1b的內表面，或者，該至少一限位塊15可以位於該蓋板1a的下表面，以使該至少一限位塊15位於該位移方向X上即可，本發明不予限制，較佳地，該限位塊15為二個，該二限位塊15可以位於該環牆部1b相對位的二側。

請續參照第1圖所示，該位移件2可以於該容置空間S內相對於該殼體1位移，該位移件2可以具有一第一端21及一第二端22，該第一端21朝向該開口端11，該第二端22朝向該封閉端12，如此，該第一端21可以由該開口端11的開口突伸。該位移件2可以具有一結合槽23，該結合槽23為一開口槽，該結合槽23於該位移件2的下表面具有一槽口，該結合槽23可用以供該晶片體3結合。另，該位移件2具有一連通孔24，該連通孔24與該殼體1的位移槽13相對位，該連通孔24貫穿於該位移件2的上、下表面，較佳地，該連通孔24貫穿於該位移件2的上表面及該結合槽23的槽底，以使該連通孔24與該結合槽23相連通。

該位移件2具有一匯集槽25，該匯集槽25可以由該位移件2的上表面雷射燒蝕的方式形成，該匯集槽25對位於該殼體1的透視部14，該匯集槽25的槽底具有一貫孔25a，該貫孔25a貫穿於該匯集槽25的槽底及該結合槽23的槽底，以使該匯集槽25與該結合槽相連通，該匯集槽25可用以容置一匯集件26，該匯集件26可以為聚酯纖維、硝酸纖維材質等具有微孔構造的載體，如此，該匯集件26可以被穩固定位於該匯集槽25，以吸收注入該匯集槽25的液體，並可以藉由該透視部14觀察該匯集件26。

請續參照第1、3圖所示，在本實施例中，該位移件2具有一頂板2a，該頂板2a具有相連接的一固定部27及一彈壓部28，該彈壓部28可以相對於該固定部27進行彈性變形。該固定部27可以鄰接該第一端21，該彈壓部28可以鄰接該第二端22，一環牆部2b可以設置於該固定部27，較佳地，該環牆部2b僅連接於該固定部27的下表面，並延伸至該彈壓部28的下方，使該彈壓部28與該環牆部2b之間具有一彈性變形間隙P，如此，該彈壓部28可以被按壓以朝該環牆部2b的方向(即，朝下方)進行彈性變形。該彈壓部28具有至少一抵接塊28a，該至少一抵接塊28a可以凸伸於該彈壓部28一側，該至少一抵接塊28a位於該位移方向X上，以使該至少一抵接塊28a可以於該位移方向X上，與該限位塊15之限位端15a相對位。較佳地，該抵接塊28a為二個，該二抵接塊28a可以位於該彈壓部28相對位的二側。藉此，該抵接塊28a可以抵接於該限位端15a，以限制該位移件2於該位移方向X上的位移，以及，可以按壓該彈壓部28以使該抵接塊28a不抵接於該限位端15a，而使該位移件2可以於該位移方向X上進行位移。

請參照第1、4圖所示，該晶片體3結合於該位移件2，較佳地，該晶片體3位於該位移件2的結合槽23內，以提升該晶片體3的結合穩固性，該晶片體3具有一氣槽31，該氣槽31係可以貫穿於該晶片體3的上表面3a及下表面3b，該氣槽31於該晶片體3的上表面3a具有一槽口，該氣槽31可以封存氣體，該氣體可以為空氣或惰性氣體，本發明不予限制。該晶片體3具有一撥塊32，該撥塊32位於該氣槽31上表面3a的槽口，該撥塊32結合於該位移件2的連通孔24，並凸伸於該殼體1的位移槽13，如此，該撥塊32可以在該位移槽13內的兩端之間被推送，以帶動該位移件2進行位移。

該撥塊32具有一容槽33，該容槽33貫穿該撥塊32的上、下表面以連通於該氣槽31，該容槽33於該撥塊32的上表面具有一開口，該撥塊32上表面的開口可以藉由一封閉件34進行封閉。該封閉件34可以為有機矽(PDMS)膜等具有可撓性材質，該封閉件34可以藉由氧電漿改質(Oxygen Plasma)的方式封閉於該撥塊32上表面的開口，如此，可以按壓該封閉件34以對該容槽33的空間進行壓縮，以藉由壓力將該氣槽31內的氣體進行推送。

該晶片體3具有至少一試劑槽35，該至少一試劑槽35可以貫穿於該晶片體3的上表面3a及下表面3b，或者，該至少一試劑槽35可以僅於該晶片體3的下表面3b具有開口，以使該至少一試劑槽35於該上表面3a形成封閉。該試劑槽35可用以注入所需試劑，該所需試劑依檢驗的需求可以為反應液或呈色液，該試劑槽35的數量可以為一個，以使該試劑槽35可以注入單一種所需液體，或者，該試劑槽35的數量可以為數個，以使數個該試劑槽35可以分別注入不同種類的所需液體以進行反應。該晶片體3具有數個微流道36，該數個微流道36連接於該氣槽31與該試劑槽35，如此，該氣槽31中的氣體通過該微流道36推送至該試劑槽35，以對該試劑槽35內的液體進行推送。此外，該微流道36可以連接於任二個該試劑槽35，以使該二個試劑槽35內的液體可以混合。

該數個微流道36與該數個試劑槽35的連接係可以串聯連接，以使分別注入於該數個試劑槽35的液體可以依序混合，或者，可以將數個試劑槽35分別由該微流道36同時連接於一個試劑槽35，以使分別注入於該數個試劑槽35的液體可以同時匯集並混合於一個試劑槽35內，本發明不予限制。該數個微流道36較佳以雷射燒蝕的方式形成於該晶片體3的下表面3b，使該微流道36可以連通於該氣槽31及該試劑槽35於該下表面3b的開口。此外，該數個微流道36可以呈蜿蜒的形態，藉此，可以延長該微流道36的路徑，以延緩液體通過該微流道36的時間，並可以減緩液體於該微流道36中的流速，如此，當數個試劑槽35中不同種類液體混合於該微流道36後，可以具有較佳的液體混合均勻度。

該晶片體3具有一注入流道37，該注入流道37的一端藉由該微流道36連接於該試劑槽35，該注入流道37的另一端於該晶片體3的上表面3a形成一開口37a，該開口37a對位於該匯集槽25的貫孔25a，如此，該試劑槽35中的液體可以藉由該注入流道37被推送注入至該匯集槽25內。另，該晶片體3的下表面3b可以結合一底板38，該底板38封閉位於該下表面3b的該氣槽31與該試劑槽35的開口，並且可以確保液體循該微流道36流通。

請參照第5圖所示，本發明混合晶片使用時，係可以預先將反應劑或呈色劑封入該試劑槽35內，使用者可以對該氣槽31施加壓力，該氣槽31中的氣體可以被擠壓後對該試劑槽35內的反應劑或呈色劑進行推送，藉此，該試劑槽35內的反應劑或呈色劑可以流入該匯集槽25並擴散至該匯集件26。

請參照第6圖所示，使用者可以推動該撥塊32以將該位移件2由該殼體1的開口端11推出，以使該匯集件26裸露出來，此時，使用者可以將待測液注入於該匯集件26後，推動該撥塊32將該位移件2退回於該殼體1內(如第4圖所示)，使待測液和反應劑或呈色劑可以於殼體1內進行反應，如此，可以通過該透視部14對該匯集件26的呈色進行觀察，或者，係能夠以習知光譜儀等吸光值檢測儀器，對該匯集件26的位置進行光照來進行檢測及分析。此外，該位移件2之抵接塊28a可以預先卡抵於該限位塊15朝向該封閉端12的限位端15a(即，該限位塊15的後端)，如此，可以避免該試劑槽35的液體還未注入該匯集槽25時，使用者誤將該位移件2由該殼體1的開口端11推出；另，該位移件2突伸於該殼體1的開口端11後，該抵接塊28a可以卡抵於該限位塊15朝向該開口端11的限位端15a(即，該限位塊15的前端)，如此，可以避免使用者在注入待側液的途中，誤將該位移件2退回於該殼體1內。

綜上所述，本發明的混合晶片，藉由該試劑槽可以預先封入檢測用試劑，以使檢測用試劑可以被封閉於該殼體內，使用者將檢測用試劑推送至匯集槽後，可以推動該撥塊以將該匯集槽伸出於殼體注入待測液後，再推動該撥塊將該匯集槽收回於殼體內以形成封閉，即可使該匯集槽在封閉的環境下對其進行觀察、檢測及分析，藉此，可以降低測試液或反應液與空氣的接觸時間，並可以避免測試液或反應液再與待測液進行作用的期間產生揮發，係可以簡化檢測步驟，達到提升檢測作業效率的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。