[發(fā)明專利]一種微流控芯片及應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910478742.8
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN112033953A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張歆;王毅;張莉
• 申請（專利權(quán)）人: 利多（香港）有限公司
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78;B01L3/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 徐關(guān)壽

本發(fā)明涉及一種微流控芯片，包括基板和位于基板上的檢測區(qū)，基板上設(shè)有第一儲液槽和第二儲液槽，第一儲液槽、第二儲液槽分別與檢測區(qū)液體連通，第一儲液槽和第二儲液槽分別設(shè)有供液體流出的第一開口和第二開口，所述通過轉(zhuǎn)動微流控集成芯片使第一開口先于第二開口在重力作用下流出液體，并且，第一儲液槽的液體后端早于第二儲液槽的液體前端到達(dá)檢測區(qū)。以及微流控芯片的應(yīng)用。利用本發(fā)明所述微流控檢測集成芯片在流體驅(qū)動方面可實現(xiàn)無需外加動力設(shè)備，可以簡化檢測儀器的結(jié)構(gòu)，節(jié)約能源。避免因外部動力源的使用在流體中內(nèi)產(chǎn)生氣泡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)用診斷類物品技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有儲液功能的微流控芯片及制造和使用方法。

背景技術(shù)

在生物醫(yī)學(xué)分析，疾病診斷領(lǐng)域，微流控技術(shù)的出現(xiàn)推動了便攜式快速診斷(point-of-care)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。相比較以往傳統(tǒng)快診技術(shù)，微流控芯片具有以下優(yōu)勢，例如，以往的POCT檢測設(shè)備，其定標(biāo)液、檢測試劑等液體都是外置于設(shè)備中，導(dǎo)致檢測設(shè)備體積大，管路復(fù)雜，難維護(hù)，易污染等問題，并且，以往的POCT產(chǎn)品由于檢測原理特點，在快速精確定量分析的同時很難實現(xiàn)同時檢測多個指標(biāo)，進(jìn)而增加了待檢測樣品的消耗和人為誤差。反之，微流控檢測技術(shù)最大的優(yōu)勢是在微升級別的血樣消耗下可以同時進(jìn)行多個指標(biāo)的全自動快速檢測并得出準(zhǔn)確的結(jié)果。同時，平方厘米大小的微流控芯片上可以包含定量進(jìn)樣，混合，反應(yīng)，定標(biāo)，試劑儲存，檢測，廢液收集等常規(guī)實驗室所有的功能單元，全自動操作等特點實現(xiàn)高集成，節(jié)能，方便，誤差小的新一代POCT產(chǎn)品。

流體控制是微流控芯片設(shè)計的核心，微流控芯片的所有功能都依賴于微通道網(wǎng)絡(luò)的獨特設(shè)計來實現(xiàn)。以國外的幾家行業(yè)頂尖企業(yè)的微流控產(chǎn)品為例，從流體動力來劃分，微流控芯片動力可以是氣泵的(US8986527B2)，注射器的(US7842234B)，外力擠壓的(US5821399A)，離心力的(US20110124128A1)。

以氣泵為動力的芯片具有以下特點：首先對于兩個以上的流體控制，氣泵要求更為復(fù)雜的芯片微通道網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，相對更多的閥門設(shè)計來實現(xiàn)流體的依次流動控制。這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)就導(dǎo)致儀器體積往往比較大，芯片加工要求高成本也高的特點。并且，氣泵作為動力會增加流體內(nèi)氣泡產(chǎn)生的概率，產(chǎn)生的氣泡可以阻礙傳感器正常工作。

以注射器為動力的芯片，首先在操作上要求注射器與芯片加樣口密封對接，這樣的操作比較困難，容易引入人為誤差；其次容易由于操作誤差，導(dǎo)致樣品或儀器污染的風(fēng)險。

以外力擠壓的流體推動方式，因為擠壓形變產(chǎn)生的力本身比較小，因此要求芯片尺寸相對較小，這樣“微型”的變化，會直接導(dǎo)致芯片加工及組裝的難度，造成經(jīng)濟(jì)損失。

以離心力驅(qū)動的芯片產(chǎn)品比較少，原理上離心力驅(qū)動芯片可最大程度實現(xiàn)高集成檢測，實現(xiàn)芯片內(nèi)樣本提純，等量分樣的優(yōu)勢，但由于其結(jié)構(gòu)相對更復(fù)雜和精細(xì)，材料表面張力可以很大程度上影響流速，造成技術(shù)壁壘比較高，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化難度。

隨著體外診斷市場需求的激增，微流控技術(shù)在體外診斷應(yīng)用中的優(yōu)勢逐漸突顯出來，受到工業(yè)界越來越多的關(guān)注。微流控芯片應(yīng)用中，多種流體的次序性流動及測試片內(nèi)置液體的保存和流動控制是目前普遍存在的技術(shù)難點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種重力作用下可控制流動的微流控芯片。該微流控芯片可以無需外加動力設(shè)備如微泵，注射泵，擠壓裝置，離心力裝置等，完成多個流體的自動傳送和檢測。

具體來說，本發(fā)明提供的一種微流控檢測芯片，包括基板和位于基板上的檢測區(qū)，基板上設(shè)有第一儲液槽和第二儲液槽，第一儲液槽、第二儲液槽分別與檢測區(qū)液體連通，第一儲液槽和第二儲液槽分別設(shè)有供液體流出的第一開口和第二開口，所述通過轉(zhuǎn)動微流控芯片使第一開口先于第二開口在重力作用下流出液體，并且，第一儲液槽的液體后端早于第二儲液槽的液體前端到達(dá)檢測區(qū)。