[實用新型]一種具有旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)的微流控芯片

有效

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• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN206965754U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國豪;李永峰;馬濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京百康芯生物科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)44248
• 代理人: 王雨時

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及核酸擴增檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)的的微流控芯片。

背景技術(shù)

微流控芯片是以微機電加工技術(shù)為基礎(chǔ)，由微管路在芯片上形成網(wǎng)絡(luò)，以可控微流路貫穿整個系統(tǒng)并完成各種生物和化學(xué)過程的一種技術(shù)。在微流控芯片技術(shù)發(fā)展早期，芯片毛細(xì)管電泳是其主流技術(shù)，所用芯片結(jié)構(gòu)簡單，功能單一；近年來，微流控芯片開始向功能化、集成化方向飛速發(fā)展，諸如核酸擴增反應(yīng)、免疫反應(yīng)、細(xì)胞裂解等重要的生物和化學(xué)過程成為新的熱點。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，微流控芯片的技術(shù)應(yīng)用進入臨床應(yīng)用階段，涉及試劑的混合、反應(yīng)、前處理等復(fù)雜流程，芯片結(jié)構(gòu)上就要滿足多種流路的切換、通閉等控制，這都需要精密可靠的閥結(jié)構(gòu)才能完成。

當(dāng)前的檢測用芯片有多種，如CN1996009B、CN101590389A、US6627159、US20050199500A1、US2004120856A1、US6919058B2、US20030166265A1、 WO9533986A1。但這些芯片均沒有閥結(jié)構(gòu)或使用簡單的通閉閥結(jié)構(gòu)，很難進行復(fù)雜流程。

實際使用中對芯片的閥的要求有：

1、功能性強。閥作為芯片的核心單元，盡量用最少的閥實現(xiàn)流路的多種控制功能，如多個流路的切換與通閉。

2、可靠。閥通常需要接觸液體試劑或氣體試劑，必須保證試劑無泄漏、切換迅速，這需要閥耐腐蝕、耐高低溫、耐磨損。

3、控制簡單。芯片通常與儀器配套使用，閥控制越簡單，儀器設(shè)計制造就越容易。

4、批量制造。臨床市場的銷量通常很大，且價格不高，這就要求芯片要選用價格便宜的材質(zhì)，且加工成型工藝成熟；不能用濕法刻蝕，因為加工周期過長。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種具有旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)的微流控芯片,其能滿足多種流路的控制要求，并且密封可靠、控制方法簡單，還能滿足批量制造，成本低廉的要求。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：一種具有旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)的微流控芯片，包括閥芯、基片和底片，所述基片的一個面與底片貼合，所述基片的另一個面設(shè)有閥腔室和流道，所述閥腔室內(nèi)設(shè)有至少兩個閥腔室通孔，所述各閥腔室通孔分別與流道連接，所述基片上還設(shè)有分別與流道連接的進口、出口；所述閥芯包括密封層和支撐層，所述密封層設(shè)在所述閥腔室內(nèi)，所述支撐層設(shè)在所述密封層上，所述密封層設(shè)有轉(zhuǎn)換通道；所述支撐層旋轉(zhuǎn)時，帶動所述密封層旋轉(zhuǎn)，使所述轉(zhuǎn)換通道與至少兩個閥腔室通孔連通。

上述的閥腔室包括設(shè)在基片上的凹陷結(jié)構(gòu)。上述的轉(zhuǎn)換通道是指設(shè)在密封層上的通道，其在密封層旋轉(zhuǎn)時，與閥腔室通孔處在連通或者封閉的狀態(tài)，從而實現(xiàn)流路在流道之間的自由切換或者通閉。

采用上述技術(shù)方案，只需要一個閥芯就可以實現(xiàn)不同流路的自由轉(zhuǎn)換和通閉，滿足了多種流路的控制要求；提高了生產(chǎn)效率；只需要旋轉(zhuǎn)支撐層就可以實現(xiàn)流路的控制，控制方法簡單高效。

作為本實用新型的進一步改進，還包括設(shè)在所述閥腔室上方的壓蓋，所述壓蓋的頂端設(shè)有壓蓋孔，所述壓蓋的底端與基片連接，所述壓蓋和閥腔室的內(nèi)部連通形成閥芯容納腔；所述支撐層和密封層設(shè)在所述閥芯容納腔內(nèi)，所述支撐層與所述閥芯容納腔的頂端接觸，所述壓蓋孔的直徑小于所述支撐層的直徑，所述壓蓋的直徑大于支撐層的直徑。

采用此技術(shù)方案，通過壓蓋、閥腔室將支撐層、支撐層固定住，所述壓蓋對支撐層施壓，使下方的密封層密封更加牢固，由于壓蓋的直徑大于支撐層的直徑，因此支撐層仍能帶動密封層進行靈活的旋轉(zhuǎn)，用戶可以通過壓蓋孔對支撐層進行旋轉(zhuǎn)控制，壓蓋孔的直徑比支撐層的直徑小，因此支撐層不會從壓蓋中跑出。

作為本實用新型的進一步改進，所述支撐層的頂端設(shè)有旋轉(zhuǎn)固定構(gòu)件，所述旋轉(zhuǎn)固定構(gòu)件在所述壓蓋孔的下方。本實用新型在使用時，可以通過外部儀器的旋轉(zhuǎn)桿與支撐層接觸，進行旋轉(zhuǎn)控制，只需將旋轉(zhuǎn)桿插入所述旋轉(zhuǎn)固定構(gòu)件中，就可以通過外部儀器對所述微流控芯片的流路進行切換或者通閉的控制。

作為本實用新型的進一步改進，所述旋轉(zhuǎn)固定構(gòu)件包括凹槽；進一步的，所述凹槽包括一字凹槽和十字凹槽。采用凹槽結(jié)構(gòu)，是因為其結(jié)構(gòu)簡單，容易生產(chǎn)、使用。

作為本實用新型的進一步改進，所述密封層為彈性高分子材料；所述支撐層和密封層的總高度大于所述閥芯容納腔的深度。采用此技術(shù)方案，所述密封層處于被壓縮狀態(tài)，保證了試劑在流經(jīng)密封層的轉(zhuǎn)換通道的時候，不會發(fā)生揮發(fā)或泄露。