用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片制造技术

本申请涉及用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片，可控试剂容器包括容器主体；容器主体内开设有试剂容纳空间且具有释放口，试剂容纳空间设有开口；于开口处还设有与容器主体相连的顶部凸缘，顶部凸缘具有凸出于容器主体的位置；容器主体于释放口处设有导流结构。具有结构简单兼具试剂可控释放功能，适合批量制备，顶部凸缘的设计有利于快速对位安装，具有使用方便的优点；一方面有利于在离心中释出试剂，无论是固体试剂还是液体试剂均可适用；另一方面试剂释放接口的控制无需额外的动力或使能，在离心过程中即可实现，亦无需停止芯片旋转；再一方面有利于容置各种试剂，适用于POCT设备的试剂释放的各个步骤。

【技术实现步骤摘要】
用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片
本申请涉及离心微流控领域，特别是涉及用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片。
技术介绍
微流控(Microfluidics)通常是指在亚毫米尺度的通道内部进行液体操控的技术，亚毫米尺度一般为几微米到几百微米。微流控是研究亚毫米尺度上液体流动规律的学科，通常涉及到微小液体控制的器件的制造方法。它将生物和化学领域所涉及的基本操作单位，甚至于把整个化验室的功能，包括采样、稀释、反应、分离、检测等集成在一个小型芯片上，故又称芯片实验室(Lab-on-a-Chip)。这种芯片一般是由各种储液池和相互连接的微通道网络组成，能很大程度缩短样本处理时间，并通过精密控制液体流动，实现试剂耗材的最大利用效率。微流控为生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用提供了极为广阔的前景。特别地，微流控能很好地满足体外诊断(IVD，invitrodiagnostic)小型化仪器的需求，所以被广泛的应用在即时诊断(POCT，point-of-caretesting)设备中。微流控一般分为以下几大类型：压力(气压或者液压)驱动式微流控、离心微流控、液滴微流控、数字化微流控及纸质微流控等。离心微流控隶属于微流控的一个分支，特指通过转动离心微流控芯片来使用离心力在亚毫米尺度上操控液体的装置。它将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一个小型碟式的(disc-shaped)芯片上，因此也被成为碟片实验室(Lab-on-a-disc)。通过一个主轴电机来提供碟片的旋转所需要的动力，能够为内部的液体提供向外径向方向的离心力，从而实现非接触式控制液体的流动，所以整个设备更为简洁紧凑。由于电机驱动碟片旋转，内部流体主要受到旋转非惯性参考系的离心力、科里奥利力及欧拉力等作用，同时包含表面张力和粘性力等通用的微流体驱动力，便能够实现液体的泵送、计量、偏转射流、混合、分离等微流体的基本控制逻辑。相对于传统压力控制的微流控装置，由于没有外部施压的机械结构，离心微流控设备整体更为紧凑。体外诊断子行业中增长最快的领域是分子诊断，分子诊断主要是应用分子生物学方法检测生物体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术。对于基于微流控的分子诊断设备，“样本进结果出(sample-to-answer)”是这种POCT设备的重要目标。但是，若要实现“样本进结果出”，就要在集成度极高的芯片实验室上实现样本预处理的自动化。样本预处理是指对样本溶液中包含的病原体核酸或蛋白质进行分离、提纯操作。对于分子诊断领域的样本处理，主要分为两步：细胞裂解和核酸纯化。细胞裂解步骤需要将完整的病原体如：细菌，真菌，病毒感染的细胞等进行破壁处理，释放内部的核酸物质，以便通过对核酸物质的标记确定该病原体的种类和浓度。细胞裂解方法分为三大类：机械裂解、酶裂解和化学裂解，商业化常见的裂解方式通常以化学裂解为主，酶裂解和机械裂解为辅，裂解过程往往涉及到多种生化反应试剂的参与，如裂解液、蛋白酶k等。裂解后的细胞组分和残片因此也极大影响到了病原体核酸的纯度，对现有检测手段的干扰大，因此在裂解步骤后需要进行核酸纯化操作，目的是剔除影响检测过程的干扰物质。核酸纯化手段包含一步核酸吸附步骤，两步杂质清洗步骤和一步核酸洗脱步骤，对应的试剂分别为结合液、第一清洗液、第二清洗液以及洗脱液等。由于核酸提取和纯化的部分试剂包含液态基质，这些基质在冷冻干燥过程中会发生挥发，因此只能采用容器预置的方式进行储存。液态基质试剂的预存一直是微流控装置设计的难点，由于微流控芯片的集成化设计，液态基质试剂的预置量通常较小，例如小于1ml，考虑到试剂容器体积较小，且不同种类试剂所需要的容器规格不同，集成在芯片内需要占用额外空间。此外，预置的试剂容器需要预留液体释出的接口，试剂释放接口的控制则需要额外的动力或使能，这样进一步增加了芯片设计复杂度。Biosurfit公司公开号为EP2694378B1的专利公开了生化盘采用盘泡罩(blister)包装的方式储存液体，并通过人为按压使泡罩破裂达到释放液体的目的。但是这种试剂预置的释放需要通过外部机械力作用，对于处于旋转状态的离心微流控蝶式芯片来说，每个步骤的试剂释放则需要首先停止芯片旋转，并需要增设额外的定位装置和机械作用结构，显然是不适用的。Abaxis公司公开号为US5304348A的专利提供了另一种适用于离心微流控的试剂预置和释放方式，采用蝶式芯片中间转轴插口位置设置有易撕封口膜封口的试剂容器，利用电机主轴作为推杆，在插入芯片过程中，试剂容器顶部的易撕封口膜在切向作用力作用下开启，使液体释出。然而该方法仅适用于单一试剂的存储，并要在整个检测的起始位置释放试剂，相比之下，样本预处理的POCT设备的试剂释放包含核酸提取和纯化多个步骤，每个步骤均涉及试剂的释放，显然该预置方法也不适用。因此，包含样本预处理过程的微流控POCT设备的试剂预置依然存在不足。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种用于离心微流控的可控试剂容器及离心微流控芯片。一种用于离心微流控的可控试剂容器，其包括容器主体；所述容器主体内开设有试剂容纳空间且具有与所述试剂容纳空间相连通的释放口，所述试剂容纳空间于其远离所述释放口的一端设有开口；所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口处还设有与所述容器主体相连的顶部凸缘，所述顶部凸缘具有凸出于所述容器主体的位置；所述容器主体于所述释放口处设有导流结构。上述用于离心微流控的可控试剂容器，具有结构简单兼具试剂可控释放功能，适合批量制备，顶部凸缘的设计有利于快速对位安装，具有使用方便的优点；一方面有利于在离心中释出试剂，无论是固体试剂还是液体试剂均可适用；另一方面试剂释放接口的控制无需额外的动力或使能，在离心过程中即可实现，亦无需停止芯片旋转；再一方面有利于容置各种试剂，适用于POCT设备的试剂释放的各个步骤。在其中一个实施例中，所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括覆设于所述顶部凸缘且封闭所述开口的封闭体。在其中一个实施例中，所述封闭体粘合密封于所述顶部凸缘。在其中一个实施例中，所述封闭体设有导通孔，所述导通孔用于位于所述用于离心微流控的可控试剂容器所容置的液体试剂的上方位置。在其中一个实施例中，所述导通孔用于在离心转速超过目标值时导通。在其中一个实施例中，所述顶部凸缘与所述容器主体一体设置。在其中一个实施例中，所述用于离心微流控的可控试剂容器还包括设置于所述释放口处且封堵所述释放口的相变封盖体。在其中一个实施例中，所述相变封盖体采用如下方式得到：相变材料在熔化状态下浸没所述释放口后冷却。一种离心微流控芯片，其包括芯片载体及至少一任一项所述用于离心微流控的可控试剂容器，所述芯片载体承载各所述用于离心微流控的可控试剂容器。在其中一个实施例中，所述芯片载体包括至少一储存腔、管道、接受腔及气路，每一所述储存腔容置一所述用于离心微流控的可控试剂容器，所述储存腔设有对应所述顶部凸缘的凸位；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，包括容器主体；/n所述容器主体内开设有试剂容纳空间且具有与所述试剂容纳空间相连通的释放口，所述试剂容纳空间于其远离所述释放口的一端设有开口；/n所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口处还设有与所述容器主体相连的顶部凸缘，所述顶部凸缘具有凸出于所述容器主体的位置；/n所述容器主体于所述释放口处设有导流结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，包括容器主体；
所述容器主体内开设有试剂容纳空间且具有与所述试剂容纳空间相连通的释放口，所述试剂容纳空间于其远离所述释放口的一端设有开口；
所述用于离心微流控的可控试剂容器于所述开口处还设有与所述容器主体相连的顶部凸缘，所述顶部凸缘具有凸出于所述容器主体的位置；
所述容器主体于所述释放口处设有导流结构。


2.根据权利要求1所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，还包括覆设于所述顶部凸缘且封闭所述开口的封闭体。


3.根据权利要求2所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述封闭体粘合密封于所述顶部凸缘。


4.根据权利要求2所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述封闭体设有导通孔，所述导通孔用于位于所述用于离心微流控的可控试剂容器所容置的液体试剂的上方位置。


5.根据权利要求4所述用于离心微流控的可控试剂容器，其特征在于，所述导通孔用于在离心转速超过目标值时导通。


6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾煜轩，
申请(专利权)人：深圳市刚竹医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44