基于膜材料的微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微流控芯片，尤其涉及一种基于膜材料的微流控芯片；包括依次相互连通的加样口、流体通道、检测区和液体收集区，其中，流体通道用于将自加样口添加的样本在毛细作用下输送至检测区，检测区内设置有用于对样本进行侧向层析检测的检测膜，液体收集区内设置有用于吸收多余样本的收集装置，检测膜的一端与流体通道相接、另一端与收集装置相接；本实用新型专利技术的基于膜材料的微流控芯片，有效提高侧向层析技术的精密度及准确度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微流控芯片，尤其涉及一种基于膜材料的微流控芯片。
技术介绍
微流控芯片又称芯片实验室(Lab-on-a-Chip)，是一种微型全分析系统(μ-TAS)，它是一种操控微小体积的流体在微小通道或构件中流动的系统，涉及到物理、化学、生物等多个基础学科领域。它以微流控技术为基础，制备出小尺度(从微米到纳米)的通道、腔、阀、泵等器件，并利用各种物理手段研究小尺度上器件的特异性质，发展小尺度控制流体运动和物理化学变化。现有的微流控芯片技术主要驱动力为压力驱动、电渗驱动、离心驱动等，需要借助外力对芯片内物质进行控制，无法实现自主流动。侧向层析技术(lateral flow)起源于二十世纪七十年代，探索于八、九十年代，进入二十一世纪后开始逐步步入成熟期。目前侧向层析技术是全球体外诊断产业(IVD)的热点之一，因其简便快速准确等诸多优点，在多个检测等各个领域迅猛发展。但是侧向层析技术没有较好的控制手段，没有办法整合芯片精度级别结构，这限制了侧向层析技术在精密度及准确度上的提升。有鉴于侧向层析技术的上述缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期结合微流控芯片技术和侧向层析技术，创设一种新型结构的基于膜材料的微流控芯片，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种有效提高侧向层析技术的精密度及准确度的基于膜材料的微流控芯片。本技术的基于膜材料的微流控芯片，包括依次相互连通的加样口、流体通道、检测区和液体收集区，其中，所述流体通道用于将自加样口添加的样本在毛细作用下输送至检测区，所述检测区内设置有用于对样本进行侧向层析检测的检测膜，所述液体收集区内设置有用于吸收多余样本的收集装置，所述检测膜的一端与所述流体通道相接、另一端与所述收集装置相接。进一步的，还包括分散流道，所述分散流道设置在流体通道的出口侧，所述分散流道用于将样本分散后输送至所述检测膜。具体的，所述分散流道包括沿液体流动方向上开口逐渐增大的主流道、以及设置在主流道内的多个隔水柱，所述隔水柱的数量沿液体流动方向逐渐增加。具体的，所述主流道的深度沿液体流动方向逐渐变小，所述隔水柱的顶面与所述主流道的顶面齐平。进一步的，所述检测膜包括多个相互独立对样本进行侧向层析检测的检测膜片，所述液体通道中包括分流结构，所述分流结构用于将样本分流后分别输送至各个检测膜片。具体的，所述分流结构包括至少一级多通通道，所述多通通道包括位于液体流动方向前侧的前通道、以及位于液体流动方向后侧的且连接在前通道后端的至少两个后通道。进一步的，所述液体通道中包括混匀结构，所述混匀结构用于将样本混合均匀后输送至检测区。具体的，所述混匀结构为直线混匀槽道、S型混匀槽道或圆型混匀槽道，其中，所述S型混匀槽道为呈S型排布的毛细管槽；所述圆型混匀槽道包括前毛细槽道和后毛细槽道，所述前毛细槽道的后段与后毛细槽道的前段相互并排并呈螺旋形排布、并且前毛细槽道的后端与后毛细槽道的前端相连。具体的，所述前毛细槽道的后端与后毛细槽道的前端的连接处设置有混匀腔，所述混匀腔内设置有圆柱形的混匀柱。进一步的，所述加样口还设置有芯片转接头。进一步的，还包括芯片上片和芯片下片，所述加样口和流体通道设置在所述芯片上片上，所述检测区和液体收集区设置在所述芯片下片上，所述芯片上片密封在所述芯片下片顶面。具体的，所述芯片上片和芯片下片为聚甲基丙烯酸甲酯芯片、环烯烃共聚物、或聚碳酸酯材质的芯片上片和芯片下片。进一步的，所述流体通道的出口侧叠加在所述检测区一侧的上方。进一步的，所述检测区为槽状主体，所述检测膜设置在所述槽状主体内，
所述检测膜为通过浇注、3D打印或静电纺丝而成的硝酸纤维素检测膜、表面改性的硝基纤维素膜、再生纤维素膜或尼龙膜。进一步的，所述收集装置为吸水材料，例如吸水纸。借由上述方案，本技术至少具有以下优点：1)采用微流控芯片和膜材料结合的方法。通过在微流控芯片中制作膜材料多孔结构做为反应区，不再使用外原动力作为反应动力源，实现芯片上的自主流动反应体系；2)实现了检测膜上的多通道同时检测，降低了不同检测项目之间的干扰因素；也可以实现在多通道中检测同一个项目，计算检测结果的平均值，大幅度提高了结果的精密度；3)本技术制备的检测试剂检测仪器设计简单，操作简单，无需专业操作人员；检测快速，10～20分钟即可得到检测结果；试剂盒储存方便。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术芯片上片和芯片下片的组装图；图3是本技术芯片上片的结构示意图；图4是本技术中芯片转接头俯视的结构示意图；图5是本技术中芯片转接头仰视的结构示意图；图6是本技术中S型混匀槽道的结构示意图；图7是本技术中第一种圆型混匀槽道的结构示意图；图8是本技术中第二种圆型混匀槽道的结构示意图；图9是本技术中分流结构的结构示意图；图10是本技术中分散流道的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。实施例一参见图1，本技术一较佳实施例的基于膜材料的微流控芯片，包括依次相互连通的加样口1、流体通道2、检测区3和液体收集区4，其中，流体通道2用于将自加样口添加的样本在毛细作用下输送至检测区，检测区3内设置有用于对样本进行侧向层析检测的检测膜，液体收集区4内设置有用于吸收多余样本的收集装置，检测膜的一端与流体通道相接、另一端与收集装置相接。应当说明的是，本技术的基于膜材料的微流控芯片，其与现有技术的主要区别点在于采用微流控技术，使样本液体在毛细作用下自主流动，不再使用外原动力作为反应动力源，实现芯片上的自主流动反应体系，不仅定量、稳定，而且检测准确性较高。对于前述微流控芯片，可以通过多种方式实现，例如采用激光烧制孔道的方式制成流体通道，或者采用注塑的方式制作芯片，或者如图2和图3所示，采用芯片上片5和芯片下片6的分体式设计，然后通过激光、热压或蚀刻的方式分别在芯片上片和芯片下片成型微流控结构，如加样口1和流体通道2设置在芯片上片5上，检测区3和液体收集区4设置在芯片下片6上，然后将芯片上片5封装在芯片下片6的顶面。附图2和3中，并未对液体收集区做进一步说明。为了使流体通道流出的样本稳定均匀地流至检测区，避免流体通道2与检测区3接触不良导致的断流问题，流体通道2的出口侧叠加在检测区3一侧的上方；应当说明的是，检测膜可以设置为如硝酸纤维素试纸的多种侧向层析试纸，然而试纸需要切条后夹装在芯片上片和芯片下片之间，存在安装不稳定的问题，也可将检测区3设置为槽状主体，将检测膜设置在槽状主体内，而检测膜为通过浇注、3D打印或静电纺丝而成的硝酸纤维素检测膜、表面改性的硝基纤维素膜、再生纤维素膜或尼龙膜，检测膜上可设置有检测线301和控制线302。为了实现芯片上片和芯片下片的稳定固定连接，可将其设置为硬质的聚甲基丙烯酸甲酯、环烯烃共聚物、或聚碳酸酯芯片材质的芯片上片和芯片下片，而芯片上片与芯片下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于膜材料的微流控芯片，其特征在于：包括依次相互连通的加样口、流体通道、检测区和液体收集区，其中，所述流体通道用于将自加样口添加的样本在毛细作用下输送至检测区，所述检测区内设置有用于对样本进行侧向层析检测的检测膜，所述液体收集区内设置有用于吸收多余样本的收集装置，所述检测膜的一端与所述流体通道相接、另一端与所述收集装置相接。

【技术特征摘要】
1.一种基于膜材料的微流控芯片，其特征在于：包括依次相互连通的加样口、流体通道、检测区和液体收集区，其中，所述流体通道用于将自加样口添加的样本在毛细作用下输送至检测区，所述检测区内设置有用于对样本进行侧向层析检测的检测膜，所述液体收集区内设置有用于吸收多余样本的收集装置，所述检测膜的一端与所述流体通道相接、另一端与所述收集装置相接。2.根据权利要求1所述的基于膜材料的微流控芯片，其特征在于：还包括分散流道，所述分散流道设置在流体通道的出口侧，所述分散流道用于将样本分散后输送至所述检测膜。3.根据权利要求2所述的基于膜材料的微流控芯片，其特征在于：所述分散流道包括沿液体流动方向上开口逐渐增大的主流道、以及设置在主流道内的多个隔水柱，所述隔水柱的数量沿液体流动方向逐渐增加。4.根据权利要求1所述的基于膜材料的微流控芯片，其特征在于：所述检测膜包括多个相互独立对样本进行侧向层析检测的检测膜片，所述液体通道中包括分流结构，所述分流结构用于将样本分流后分别输送至各个检测膜片。5.根据权利要求4所述的基于膜材料的微流控芯片，其特征在于：所述分流结构包括至少一级多通通道，所述多通通道包括位于液体流动方向前侧的前通道、以及位于液体流动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，徐兢，廖平璋，
申请(专利权)人：苏州市博纳泰科生物技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32