[發明專利]一種迷宮式微流體延時流動操控單元

有效

• 申請號: 201610038322.4
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105675859B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 李經民;張斌;劉沖;梁超;劉軍山;王立鼎
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N33/558
• 分類號: G01N33/558
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,關慧貞

技術領域

本發明涉及一種迷宮式微流體延時流動操控單元，屬于醫用即時檢測產品研發領域。

背景技術

20世紀90年代初，由瑞士的Manz等提出了微全分析系統(μ-TAS)概念的提出，也被稱為芯片實驗室(Lab-on-a-chip)，對生化分析技術的發展應用產生了深遠的影響。作為微全分析系統的發展方向，微流控芯片是一種基于微細加工技術，在數平方厘米大小的基片上，制作出微通道網絡結構，并集成其他功能單元，以實現集樣品制備、進樣、反應、分離、檢測于一體的快速、高效、低耗的微分析系統。微流控芯片在基因組測序、蛋白質分析、藥物篩選和免疫學測定等許多方面有著廣闊的應用前景。

微流控芯片在醫學的應用主要體現在臨床診斷，特別是在即時檢測(point of care testing，POCT)領域有著顯著的影響作用。POCT是指在采樣現場立刻進行分析，省去了樣本在實驗室檢驗室的復雜處理過程，快速得到檢驗結果的一類新方法。目前廣泛應用于醫院急診室、ICU、手術室等，其具有快速獲得檢測結果，使用全血標本，即時測定，無需抗凝，標本用量少，標本周轉時間(TAT)短，儀器小型化，操作簡單化，結果報告即時化等特點。

全球在POCT即時檢測領域由強生(Johnson&Johnson)、羅氏(ROCHE)、美艾利爾(Alere)、雅培(Abbott)、博適(biosite)主導。比如便攜式或手提式檢測儀中，有羅氏的Trop T Cardiac Reader，美國Biosite公司的Triage MeterPlus等；隨后出現了桌面型，分析項目主要包括血糖監測、尿液分析和血紅蛋白檢測等，代表性產品有：美國德靈公司的Stratus CS分析儀，芬蘭Wallac公司的時間分辨熒光免疫測定儀等。

目前，國外已經發展到基于微流控技術的第四代產品，能夠實現自動化檢測，且檢測結果的穩定性強。文獻報道，POCT市場在美國每年大約以12％的速度增長，銷售額達數十億美元。2004年在歐洲市場儀器和試劑的銷售額為1.22億歐元，2007年銷售額將達到24.8億歐元。POCT技術作為一種臨床診斷的快速檢測技術，其市場前景巨大。

國內POCT技術發展較晚，技術相對落后。近年來，國內從事POCT的公司已達數十家，但主要是從事標志物試劑，而檢測卡領域尚停留在第三代，快速診斷的技術平臺局限在膠體金上，產品集中在血糖檢測；而國際市場上的第四代POCT產品早已成熟，國外企業的快速診斷的技術平臺更加全面，產品能檢測的項目更加全面。同時，國內POCT市場約50億元，年增長率為20％-30％，占全球市場1/14。我國著名檢驗學家叢玉隆教授認為，在未來5～10年內，POCT應該達到檢查的70～80％以上，基本改變目前的檢驗格局。因此，國內的POCT領域具有巨大的提升空間。

在上述背景下，要緊跟國際技術主流，開發第四代產品，拓展診斷技術平臺，豐富診斷項目，首先要解決的就是第四代產品相關的技術難題。比如使用了本發明的正在開發的血栓即時檢測POCT芯片產品(屬于第四代產品)，主要采用了微流控芯片技術和免疫熒光技術。其中微流控片技術是以微機電加工技術(MENS)為基礎的微全分析系統，它將分析實驗室功能轉移到芯片上，將分析流程集成于硅芯片或玻璃芯片表面，以實現對細胞、蛋白質、基因及其他生物組分的準確、快速、大信息量的檢測。在檢測過程中，若要快速而準確地得到大量信息，就必須對液體流速進行控制。

驅動液體流動的方法分為主動式驅動和被動式驅動。主動式驅動主要采用磁力、電、壓電、熱等方法，來驅動液體，從而控制液體流經該區域的速度。但該方法需要引入大型外部設備，不利于產品便攜化、智能化。而被動式驅動，無需外部設備，直接利用毛細作用來驅動液體流動，有利于產品便攜化、智能化。

Ahn等人利用微通道橫截面積突變會使流體產生壓力降的原理在一種一次性的POCT芯片中采用一種樹狀的微閥來控制液體流速；Yamada和Seki研制出一種微點膠機陣列，其中的壓力屏障可以控制液體進入微通道；E.Delamarche等人利用毛細原理發明了一種由不同直徑的半圓形通道相互聯通組成的微通道結構，能夠控制液體進入下個通道的時間。然而，上面所述的流動控制單元都是只能允許相當有限的液體流過通道截面，且無法實現聯動多項檢測，而血栓標志物檢測過程中，需要較多的液量與抗體反應以使標志物濃度達到能夠檢測到的水平。

發明內容

本發明提供了一種血栓即時檢測POCT芯片產品中的迷宮形血液樣本延時流動操控單元。