[發明專利]改善低流速液體流動界面的結構及免疫微流控芯片

在審

• 申請號: 201810895030.1
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN110813393A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 吳燁嫻;吳永進;陳兢
• 申請（專利權）人: 蘇州含光微納科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N33/53
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

本發明提出了一種改善低流速液體流動界面的結構及免疫微流控芯片，包括：一窄流道及一寬流道，二者之間通過多級漸變流道連通；所述寬流道內設有沿流道中心向兩側間距遞增分布的多列微柱。所述多級漸變流道包括一次連通的一級流道，由一級流道分流的若干二級流道，由各二級流道分流的三級流道，……直至由各n?1級流道分流的n級流道。通過設計兩種結構改善低流速液體流動界面，使待檢測樣本能夠均勻地充分地與試劑結合或反應，從而提高檢驗結果的準確性。

技術領域

本發明涉及現場快速檢驗技術領域，具體涉及一種改善低流速液體流動界面的結構及免疫微流控芯片。

背景技術

現場快速檢驗(Point-of-Care Test,POCT)，也稱即時檢驗，國際上通稱的POCT，是體外診斷行業增長最快的領域。

目前應用免疫熒光檢測技術的芯片有免疫層析法和熒光免疫微流控技術。免疫層析法受制于多層結構的制作工藝的缺陷，存在較大的批間差和批內差問題，相比之下，免疫微流控技術的單層結構有效減少芯片測試結果的影響因素，增強了對批間差和批內差的控制，并且免疫微流控芯片技術以其大大減少樣品消耗，節省人工及時間成本，可在厘米見方的空間上實現自動化、高通量的實驗等優勢，受到了廣泛的關注。

其中，應用于IVD領域的自驅動免疫微流控芯片為了增強待檢測樣本與芯片包被試劑的結合(或反應)效果，需要試劑以較低的速率流經檢測區。而為了降低流速往往采取加寬流道的方式。

但是，參考圖1，在現有的免疫微流控芯片中，液體流道是突然增寬的，而以表面張力驅動的低流速液體由窄流道流入寬流道時，容易形成側壁流——即溶液優先沿側壁流動，導致在流道內形成不規則的氣泡。該現象會造成大量待檢測樣本避開預先包被在檢測流路中心的試劑，僅與靠近側壁邊緣的試劑結合(或反應)，這樣直接降低了檢測結果的準確性。

發明內容

基于此問題，本發明提出了一種改善低流速液體流動界面的結構及免疫微流控芯片，通過設計兩種結構改善低流速液體流動界面，使待檢測樣本能夠均勻地充分地與試劑結合或反應，從而提高檢驗結果的準確性。

本發明的技術方案是：

一種改善低流速液體流動界面的結構，包括：

一窄流道及一寬流道，二者之間通過多級漸變流道連通；

所述寬流道內設有沿流道中心向兩側間距遞增分布的多列微柱。

進一步地，所述多級漸變流道包括依次連通的一級流道，由一級流道分流的若干二級流道，由各二級流道分流的三級流道，……直至由各n-1級流道分流的n級流道。

進一步地，被分流的上一級流道與分流后的下一級流道的截面關系為：總截面積相同或單個流道截面積遞減(減小幅度限制在0.5-1倍)。

進一步地，各級流道中同一級流道的截面面積相同。

進一步地，所述流道逐級分流遵循的規律為：保持位于各級流道中間區域的流道液體分配量大于外側流道的液體流量。

進一步地，所述位于中間區域的各列微柱之間的間距(相對的疏密)范圍為80-150μm；向兩側間距遞增的各列微柱之間的間距與分布于中心區域的各列微柱之間的間距的比例為1.2-1.5∶1。

進一步地，所述微柱的截面形狀選自：矩形；菱形；橢圓形；圓形等。根據流體力學理論，圓滑面的微柱效果更佳，阻力較小。

一種免疫微流控芯片，具有前述的改善低流速液體流動界面的結構。

通過采取上述技術方案，在窄流道進入寬流道的接口處增加多級漸變流道，同時保證位于中間的流道的截面積向兩側對稱遞減。寬流道內部增加由流道中間向兩側間距遞增的微柱，微柱的形狀任意。這兩種結構能夠改善低流速液體流動界面，使待檢測樣本能夠均勻地充分地與試劑結合或反應。