一种离心式多通道微流体芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种离心式多通道微流体芯片，在芯片第一层面设置有第一流体套件包括：第一反应池、流路和溶液注入口，所述流路具有用于向上述第一反应池输送液体的第一溶液暂存区；所述流路包括第一流路和支路，第一流路自所述谷部延伸至所述第一反应池形成第一连通点，所述支路与所述第一反应池形成第二连通点并自此第二连通点朝向旋转中心的方向延伸至一个出口端。第一层面的流体器件与第二层面的可通过上下互联通道联通，第一流体套件与第二流体套件可相互连通。本发明专利技术的微流控芯片结构巧妙，可以在不同反应器件中预先装载可与待检样品中不同物质或成分发生反应的物质及辅助成分，通过单次或多次溶液添加得到反应结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物反应的检测或分析等中使用的试样分析流体芯片和试样分析方法、以及试样分析流体芯片的制造方法。特别是，涉及能够用于蛋白或DNA分析的生物芯片(disposable biochip)及其制造方法。
技术介绍
以往，例如在DNA反应、蛋白质反应等的生化反应领域中，作为处理微量试样溶液的反应装置，公知的有被称为微全分析系统(μ-TAS；TotalAnalysis System)或片上实验室(Lab-on-Chip)的技术。该技术是向一个芯片或反应盒提供多个反应室(以下也称为“反应池”)或流路的技术，能够对多个检测队形进行分析，或能够进行多个反应。这些技术通过使芯片和反应盒小型化，由此可以减少药品的使用量，一直被认为具有各种优点。专利文献1(CN 101609088A)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装置。但是，在该方法中，需要向芯片引入生成电场的复杂机构和设备；又因为输送液体在电场区域需要先转换成液滴，并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。专利文献2(CN 103055973A)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装置。但该方法仅适用于必须带有电荷被测样品，对一般生物样品及不带电荷的样品不起作用。专利文献3(CN 102369443A)披露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加样孔进行离心配送。该主流路的设计，即山部与谷部同宽的主流路的设计仍未能解决各加样孔配液均匀性的问题；另外谷部比山部过宽的设计，造成加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加样孔分配液体体积的一致性，但并不能保证反应过程中液体始终充满加样孔，并且需要在微流体管道内部进行局部表面改性处理，即与加样孔连接的分支流路内表面的亲水处理，与收集剩余溶液的废液室相连的分支流路内表面的疏水处理，增加了芯片制造的复杂性，加工成本及加工难度。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述和/或现有离心式多通道微流体芯片及其方法中存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术其中一个目的是，提供一种在向加样孔送液的试样分析流体芯片中，送液方法简单、各加样孔的液量之间不存在偏差、且成本低的离心式多通道微流体芯片。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种离心式多通道微流体芯片，在芯片第一层面设置有第一流体套件，所述第一流体套件由上下两个基材配合组成；第一流体套件包含多个流体器件：第一反应池、与第一反应池连接的流路和向流路注入溶液的溶液注入口，并通过旋转该芯片，将溶液分配给第一反应池，所述流路具有用于向上述第一反应池输送液体的第一溶液暂存区，该第一溶液暂存区具有相对于旋转中心方向的一个谷部；所述流路包括第一流路和支路，第一流路自所述谷部延伸至所述第一反应池形成第一连通点，所述支路与所述第一反应池形成第二连通点并自此第二连通点朝向旋转中心的方向延伸至一个出口端，该出口端可独立，也可以与其他流路器件合并。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述支路与所述第一反应池形成第二连通点并自此第二连通点延伸至所述第一溶液暂存区或第一流路后通向出口端。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述第一流体套件中从第一溶液暂存区及其向后的流体器件的任何一个点，可从所述芯片的第一层面向上表面或下表面的一定深度延伸，形成上下互通流路，将第一流体套件从芯片的第一层面设置或延伸到第二层面，让第一流体套件中的气体和溶液从第一层面流动到第二层面的流体器件。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述第一流体套件上还包括有第二反应池，所述第二反应池设置于所述支路上。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述第
一流体套件上还包括有第一反应仓，所述第一反应仓与所述第一反应池、或第二反应池、或支路相连通，且所述第一反应仓与气体排气孔相连通。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述第一反应仓与气体排气孔之间还设置有第二反应仓。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述第一溶液暂存区为多个且能够彼此相互连通，溶液从溶液注入口进入到最近第一溶液暂存区将其充满后，依次流入其他第一溶液暂存区，最后通向溶液注入回流口。溶液暂存区与所述溶液注入回流口之间可通过存储池相连通。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述第一溶液暂存区为多个且能够彼此连通，第一溶液暂存区通过侧流路与加气通道相连通，相连的加气通道形成一体式连通结构，且具有至少一个加气孔。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述溶液暂存区为多个且能够彼此连通，其出口端通过排气通道形成一体式连通结构，最终具有共同的气体排气孔。根据本专利技术的另一个方面，提供了如下技术方案：一种离心式多通道微流体芯片，所述芯片的第一层或第二层设置有第二流体套件，包含有第二溶液暂存区、连通第二溶液暂存区且与第一流体套件中相同的全部或部分的流体器件；第二流体套件与第一流体套件相连通。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述反应池及反应仓中至少一个反应池或反应仓中设置有显示生物化学反应结果的试纸，所述试纸包括干式化学试纸、干式生化试纸或免疫层析试纸。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：配套设置有检测仪器，其能对芯片的任何反应池中的溶液产生的特定光谱信号进行检测，得到被检测样品的分析结果。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：所述第一互通流路上有能够设置水化膜的沉孔，所述水化膜能够将所述流道内的空气隔离使得空气不能通过，而当有溶液流过来，溶液能够溶解所述水化膜。所述水化膜的主要成分是聚乙二醇、乙烯-醋酸乙烯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺壳聚糖、透明质酸、聚乙烯醇、蔗糖产品中的一个或若干个的混合物。作为本专利技术所述离心式多通道微流体芯片的一种优选方案，其中：当溶液
从第一溶液暂存区(102)被离心驱动流入第一反应池(101)及第二反应池(106)时，至少一个反应池能被充满。使用本专利技术提供的离心式多通道微流体芯片，只要在芯片生产时在不同反应池内预先装载不同的物质就可以在同一设计的芯片上进行核酸扩增反应、生化反应、免疫反应等多种形式的检测，或者利用同一种反应形式检测不同的物质，从而在一种芯片平台上实现多种应用。举例来说，若要在芯片上通过核酸扩增反应检测样品中的特定核酸片段(比如某个突变型基因或病原微生物的基因)，可以在不同反应池中预先装载可与待检样品中不同核酸片段发生特异性反应的引物及辅助成分；若要在芯片上通过生化反应检测样品中的特定物质或成分(比如血糖或甘油三酯)，可以在不同反应池中预先装载可与待检样品中不同物质或成分发生特异性生化反应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心式多通道微流体芯片，在芯片(100)第一层面设置有第一流体器件，所述第一流体器件由上下两个基材配合组成；第一流体器件包含多个流体器件：第一反应池(101)、与第一反应池(101)连接的流路和向流路注入溶液的溶液注入口(105)，并通过旋转该芯片(100)，将溶液分配给第一反应池(101)，其特征在于：所述流路具有用于向上述第一反应池(101)输送液体的第一溶液暂存区(102)，该第一溶液暂存区(102)具有相对于旋转中心方向的一个谷部(G)；所述流路包括第一流路(103)和支路(104)，第一流路(103)自所述谷部(G)延伸至所述第一反应池(101)形成第一连通点(103a)，所述支路(104)与所述第一反应池(101)形成第二连通点(104a)并自此第二连通点(104a)朝向旋转中心的方向延伸至一个出口端(115),该出口端(115)可独立，也可以与其他流路器件合并。

【技术特征摘要】
2016.01.22 CN 20161004566911.一种离心式多通道微流体芯片，在芯片(100)第一层面设置有第一流体器件，所述第一流体器件由上下两个基材配合组成；第一流体器件包含多个流体器件：第一反应池(101)、与第一反应池(101)连接的流路和向流路注入溶液的溶液注入口(105)，并通过旋转该芯片(100)，将溶液分配给第一反应池(101)，其特征在于：所述流路具有用于向上述第一反应池(101)输送液体的第一溶液暂存区(102)，该第一溶液暂存区(102)具有相对于旋转中心方向的一个谷部(G)；所述流路包括第一流路(103)和支路(104)，第一流路(103)自所述谷部(G)延伸至所述第一反应池(101)形成第一连通点(103a)，所述支路(104)与所述第一反应池(101)形成第二连通点(104a)并自此第二连通点(104a)朝向旋转中心的方向延伸至一个出口端(115),该出口端(115)可独立，也可以与其他流路器件合并。2.如权利要求1所述的离心式多通道微流体芯片，其特征在于：所述支路(104)与所述第一反应池(101)形成第二连通点(104a)并自此第二连通点(104a)延伸至所述第一溶液暂存区(102)或第一流路(103)后通向出口端(115)。3.如权利要求1或2所述的离心式多通道微流体芯片，其特征在于：所述第一流体器件中从第一溶液暂存区(102)及其向后的流体器件的任何一个点，可从所述芯片(100)的第一层面向上表面或下表面的一定深度延伸，形成上下互通流路(114)，将第一流体器件从芯片(100)的第一层面设置或延伸到第二层面，让第一流体器件中的气体和溶液从第一层面流动到第二层面的流体器件。4.如权利要求1或2所述的离心式多通道微流体芯片，其特征在于：所述第一流体器件上还包括有第二反应池(106)，所述第二反应池(106)设置于所述支路(104)上。5.如权利要求4所述的离心式多通道微流体芯片，其特征在于：所述第一流体器件上还包括有第一反应仓(107)，所述第一反应仓(107)与所述第一反应池(101)、或第二反应池(106)、或支路(104)相连通，且所述第一反应仓(107)与气体排气孔(109)相连通。6.如权利要求5所述的离心式多通道微流体芯片，其特征在于：所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周中人，张玲会，刘波，姜杰，
申请(专利权)人：上海快灵生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31