一种多用途微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多用途微流控芯片，该芯片包括一底片和一与底片密封配合的盖片，底片上开设有一条或一条以上波浪形的主通道，主通道布置于以底片中心为圆心的圆周上，每一主通道均包括多个波峰和波谷，且波峰均靠近底片中心方向、波谷均远离底片中心方向；每一主通道的一端与一上大下小的台阶状进样孔相连通、另一端通过一长毛细管道与一排气孔相连通，进样孔、长毛细管道和排气孔均设置于底片上；每一主通道与长毛细管道的连接处均设置有一液面阻断单元；每一主通道的波谷均通过一连接管道与一反应池相连通，每一连接管道上均设置有一缓冲池，连接管道、反应池和缓冲池亦设置于底片上；盖片对底片上除进样孔和排气孔外的结构进行密封。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种生命科学和医学检测装置，尤其涉及一种多用途微流控芯片。
技术介绍
微流控芯片以整个芯片为操作平台，通过与生物、化学、药物筛选等技术的结合，完成包括试剂加载、分离、反应、检测等在内的整个样品分析过程。微流控芯片是微全分析系统(MicroTotalAnalysisSystems，μ-TAS)发展的热点领域，近年来，随着生物芯片技术的快速发展，微流控芯片在生命科学、分析化学和生物医学领域发挥着越来越重要的作用。为了高效、快速、高通量的检测样品，要求微流控芯片具有多组反应孔及向各反应孔输送样品的有效输送方式。目前，微流控芯片通常借助电磁场力、离心力等外力作用将待测样品输送至芯片内部。公开号为CN101609088A的专利文献公开了在外部电场的作用下，对带电液滴施加电场力，控制微粒子在微流体管道中向各个分支区域移动的送流方法。但是，该方法需要向芯片中引入生成电场的复杂机构和设备，而且输送液体在电场区域需要先转换成液滴，再以液滴的方式向指定区域送流，大大降低了样品的处理速度。公开号为CN103055973A的专利文献公开了利用驱动样品的电渗泵，将带电不同的待测物质分离的方法。但该方法仅适用于带有电荷的被测样品，对一般生物样品及不带电荷的样品不起作用。公开号为CN102369443A的专利文献公开了一种离心式输液芯片，即液体从芯片中央的存储部向周围的各个进样孔进行离心配送。该芯片的山部与谷部同宽的主流路设计，未能解决各进样孔配液均匀性的问题；而谷部比山部过宽的设计，则造成进样过程中主流路有气泡产生的问题。此外，通过添加废液室承载过量的溶液，虽在一定程度上实现了各进样孔分配液体体积的一致性，但不能保证反应过程中液体始终充满进样孔，而且需要在微流体管道内部进行局部表面改性处理，即在与进样孔连接的分支流路内表面进行亲水处理，在与收集剩余溶液的废液室相连的分支流路内表面进行疏水处理，从而增加了芯片制造的复杂性和加工成本及加工难度。公开号为CN103831140A的专利文献公开了一种多指标检测的微流控芯片，该芯片包括一条或多条波浪形的主通道，每条主通道的一端与进样孔相连通，另一端与排气孔相连通；所述主通道的波谷远离芯片中心方向设置、并通过连接管道与一反应池相连通，在连接管道上设有缓冲池。该微流控芯片虽通过限定波浪形主通道横截面的比例实现了向各进样孔均一分配液体样品，通过缓冲池的设计保障了离心分配后及整个加热反应期间反应池内液体保持充满、阻止各反应池内的反应产物向主通道及相邻反应池内扩散，但是存在进样时液滴容易溅到芯片表面、进样液体容易从排气孔溢出的问题。进样时引起的液滴外漏，会导致以下两个问题：1.若一张芯片包含多个样本的独立检测区域，且相邻独立检测区域的进出样口挨着较近，则进样时外漏的液滴很容易进入相邻检测区域，从而导致交叉污染；2.进样后滴漏至芯片表面的液滴，如果不进行擦拭，直接用单面胶密封进、出样口，则会引起粘接面不牢固，从而导致加热反应过程中密封口鼓包、甚至破裂等现象。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种多用途微流控芯片，结构简单，制造方便，不仅实现向各进样孔精确配液、避免邻近反应池间交叉污染，而且实现无液体滴漏至芯片表面、无液体从排气孔溢出、无擦拭，从而达到简便、快速、高通量和高精度的要求。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：一种多用途微流控芯片，其特征在于，该芯片包括一底片和一与所述底片密封配合的盖片，所述底片上开设有一条以上波浪形的主通道，所述主通道布置于以所述底片中心为圆心的圆周上，每一所述主通道均包括多个波峰和波谷，所述波峰均靠近所述底片中心方向、所述波谷均远离所述底片中心方向；每一所述主通道的一端与一上大下小的台阶状的进样孔相连通、另一端通过一长毛细管道与一排气孔相连通，所述进样孔、长毛细管道和排气孔均设置于所述底片上；每一所述主通道与所述长毛细管道的连接处均设置有一液面阻断单元，所述液面阻断单元的横截面积大于与之相连通的所述主通道和长毛细管道的横截面积；每一所述主通道的波谷均通过一连接管道与一反应池相连通，每一所述连接管道上均设置有一缓冲池，所述连接管道、反应池和缓冲池亦设置于所述底片上；所述盖片对所述底片上除所述进样孔和排气孔外的结构进行密封。所述波峰处的横截面积小于等于所述波谷处的横截面积，所述主通道最窄处的横截面积与最宽处的横截面积的比值为0.2～1。所述进样孔为由一大孔和一小孔组成的台阶孔，所述大孔的中心与所述小孔的中心重合；所述大孔的横截面积为所述小孔的横截面积的4～50倍，所述大孔的深度为40μm～800μm；所述小孔为圆形，且所述小孔的尺寸与生物实验中常规使用的标准Tip头的尺寸相匹配；所述大孔的形状是圆形、椭圆形或者方形。所述排气孔与所述进样孔之间的距离不大于10mm。所述液面阻断单元的形状是半圆形、椭圆形、圆形或者方形。所述反应池的数目为5～100个，每个所述反应池的容积为0.1～25μL；相邻两所述波峰之间的一段V形主通道的容积为与其相连通的所述反应池的容积的1.2～1.8倍；所述缓冲池的容积为所述反应池的容积的0.2～0.8倍。与同一条所述主通道相连通的多个所述反应池为一组，与一组的最后一个所述反应池相对应的一段所述主通道与所述液面阻断单元之间还设置有一废液池，所述废液池包括与所述主通道相连通的第一细管道、与所述液面阻断单元相连通的第二细管道以及位于所述第一细管道和第二细管道之间用于承载液体的废液缓冲池；所述废液池的容积不小于一段所述V形主通道的容积。所述底片和盖片的厚度为0.05～5mm；所述主通道、反应池、缓冲池和连接管道的深度为40μm～4mm。所述芯片中心设置有中心通孔，在所述中心通孔的内边缘或所述芯片的外边缘处设置有至少一个定位缺口；或者，在所述芯片的任意位置设置有至少一个定位孔；在所述微流控芯片上还设置有样本分区标识。不同的所述反应池内分别预先装载用于进行核酸扩增反应、生化反应或者免疫反应检测的物质；或者，不同的所述反应池内分别预先装载用于同一种反应检测的不同物质。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本技术的多用途微流控芯片，通过设置台阶状的进样孔，实现芯片进样时无液滴外漏，进样后无需擦拭；通过设置长毛细管缩短进样孔与排气孔之间的距离，节省封口膜原材料，简化用户操作步骤，并使芯片外观更加美观；通过在长毛细管与主通道之间设置液面阻断单元，解决了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多用途微流控芯片，其特征在于，该芯片包括一底片和一与所述底片密封配合的盖片，所述底片上开设有一条以上波浪形的主通道，所述主通道布置于以所述底片中心为圆心的圆周上，每一所述主通道均包括多个波峰和波谷，所述波峰均靠近所述底片中心方向、所述波谷均远离所述底片中心方向；每一所述主通道的一端与一上大下小的台阶状的进样孔相连通、另一端通过一长毛细管道与一排气孔相连通，所述进样孔、长毛细管道和排气孔均设置于所述底片上；每一所述主通道与所述长毛细管道的连接处均设置有一液面阻断单元，所述液面阻断单元的横截面积大于与之相连通的所述主通道和长毛细管道的横截面积；每一所述主通道的波谷均通过一连接管道与一反应池相连通，每一所述连接管道上均设置有一缓冲池，所述连接管道、反应池和缓冲池亦设置于所述底片上；所述盖片对所述底片上除所述进样孔和排气孔外的结构进行密封。

【技术特征摘要】
1.一种多用途微流控芯片，其特征在于，该芯片包括一底片和一与所述底片密封
配合的盖片，所述底片上开设有一条以上波浪形的主通道，所述主通道布置于以所述
底片中心为圆心的圆周上，每一所述主通道均包括多个波峰和波谷，所述波峰均靠近
所述底片中心方向、所述波谷均远离所述底片中心方向；
每一所述主通道的一端与一上大下小的台阶状的进样孔相连通、另一端通过一长
毛细管道与一排气孔相连通，所述进样孔、长毛细管道和排气孔均设置于所述底片上；
每一所述主通道与所述长毛细管道的连接处均设置有一液面阻断单元，所述液面
阻断单元的横截面积大于与之相连通的所述主通道和长毛细管道的横截面积；
每一所述主通道的波谷均通过一连接管道与一反应池相连通，每一所述连接管道
上均设置有一缓冲池，所述连接管道、反应池和缓冲池亦设置于所述底片上；
所述盖片对所述底片上除所述进样孔和排气孔外的结构进行密封。
2.如权利要求1所述的一种多用途微流控芯片，其特征在于，所述波峰处的横截
面积小于等于所述波谷处的横截面积，所述主通道最窄处的横截面积与最宽处的横截
面积的比值为0.2～1。
3.如权利要求1或2所述的一种多用途微流控芯片，其特征在于，所述进样孔为
由一大孔和一小孔组成的台阶孔，所述大孔的中心与所述小孔的中心重合；所述大孔
的横截面积为所述小孔的横截面积的4～50倍，所述大孔的深度为40μm～800μm；
所述小孔为圆形，且所述小孔的尺寸与生物实验中常规使用的标准Tip头的尺寸相匹
配；所述大孔的形状是圆形、椭圆形或者方形。
4.如权利要求1或2所述的一种多用途微流控芯片，其特征在于，所述排气孔与
所述进样孔之间的距离不大于10mm。
5.如权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，林明仙，辛娟，周鑫颖，邢婉丽，程京，
申请(专利权)人：博奥生物集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11