一种多层全封闭微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多层全封闭微流控芯片，包括由下至上依次贴合固定的基底层、反应层、胶层和加样层，加样层顶部卡接扣合有压盖；反应层中部开设有上下贯通的进样通道，反应层上环绕进样通道开设有多个上下贯通的反应池；反应层底面开设有多条分别连通进样通道和多个反应池的流入通道，反应层顶面环绕多个反应池开设有与反应池数量相同的滤气池，反应层顶面开设有多条分别连通滤气池和反应池的流出通道；胶层上开设有与进样通道、反应池、流出通道和滤气池对应的随型槽口；加样层中部开设有上下贯通且与进样通道对应的加样池，加样层上开设有上下贯通且与多个滤气池对应的排气孔；压盖与加样层之间压紧有封闭排气孔的疏水透气膜。水透气膜。水透气膜。

【技术实现步骤摘要】
一种多层全封闭微流控芯片


[0001]本技术涉及生物医学检测领域及微流控芯片领域，更具体的说是涉及一种多层全封闭微流控芯片。

技术介绍

[0002]微流控芯片技术把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块几厘米大小的芯片上，并自动完成分析全过程。近年来，该技术被广泛应用于核酸分析、免疫分析、生化分析等体外诊断的各个分支中，基于微流控技术的分析平台在食品、环境监测中也发挥着重要价值。
[0003]POCT(Pint
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Care Testing，床旁检测，又称即时检测)指在病人身边进行快速便携的检测，其技术优越性主要体现在：操作简单，无需专业人员；减少样本传送，节省检测时间；便携式仪器和试剂。随着分级诊疗制度的推行、老龄化问题的暴露，及随着生活水平的提高，人们对健康、食安、环境的即时检测需求越来越大。微流控芯片具有体积小、样品消耗少、分析速度快等优点，是POCT产品成型的有力技术平台。
[0004]POCT产品的应用场景不再局限于实验室、医院等，最重要的是满足社区、家庭等非专业环境的检测需求。操作人员也多为未受过专业操作训练的普通民众，因此，对应用于POCT产品中的微流控芯片提出了操作简便性、成本低廉的要求。除此，这些芯片都承载着化学、生物微反应过程，多需要对反应体系提供全封闭的环境，以防止反应试剂的挥发、反应受环境物质的干扰等，特别是核酸扩增还会带来气溶胶污染问题。因此，这类微流控芯片的密封性是一项重要的性能考察指标。/>[0005]现有的此类微流控芯片大多是在通道内微阀结构的作用下实现每个反应腔室的隔离与封闭，同时需要外部仪器的配合完成阀的操控，导致仪器自动化要求高，芯片加工工艺复杂，成本较高。也有检测用芯片在外围结构辅助下实现全封闭，如CN206965752U利用框架将芯片本体固定，再通过压盖机械压力和化学胶层的粘合力完成芯片进口和出口的密封，但针对不同结构的芯片，都需要单独设计、单独加工框架，并与芯片组装，普及性较差，成本同样较高。这些不足限制了微流控芯片真正走进千家万户完成即时检测的使命。
[0006]因此，如何提供一种无需外围设备，与芯片一体化成型的全封闭微流控芯片，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本技术提供了一种多层全封闭微流控芯片，旨在解决上述技术问题。
[0008]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0009]一种多层全封闭微流控芯片，包括由下至上依次贴合固定的基底层、反应层、胶层和加样层，所述加样层顶部卡接扣合有压盖；
[0010]所述反应层中部开设有上下贯通的进样通道，所述反应层上环绕所述进样通道开
设有多个上下贯通的反应池；所述反应层底面开设有多条分别连通所述进样通道和多个所述反应池的流入通道，所述反应层顶面环绕多个所述反应池开设有与所述反应池数量相同的滤气池，所述反应层顶面开设有多条分别连通所述滤气池和所述反应池的流出通道；
[0011]所述胶层上开设有与所述进样通道、所述反应池、所述流出通道和所述滤气池对应的随型槽口；
[0012]所述加样层中部开设有上下贯通且与所述进样通道对应的加样池，所述加样层上开设有上下贯通且与多个所述滤气池对应的排气孔；
[0013]所述压盖与所述加样层之间压紧有封闭所述排气孔的疏水透气膜。
[0014]通过上述技术方案，本技术提供一种多层全封闭微流控芯片，无需外围驱动仪器设备即可实现芯片的全密封，从而为芯片内试剂体系提供稳定的反应环境，对于核酸检测更是有效地避免气溶胶污染问题。该芯片体积小、加样简单、密封性好。除此，该芯片外型规则，结构简单，且工艺简单，流体驱动与密封过程也对设备无要求，因此容易实现与不同系统的匹配，还能满足批量制造，成本低廉的要求；可用于生物、化学、医学等领域的反应检测，尤其适用于POCT领域。
[0015]优选的，在上述一种多层全封闭微流控芯片中，所述基底层为具有透光性的PMMA薄片。平整度高，传热性好，在反应过程中根据需求可在基底层进行加热，也可在底部直接对产物进行在线光学检测。
[0016]优选的，在上述一种多层全封闭微流控芯片中，所述加样层顶面开设有环绕在所述加样池外侧的溢出池，所述溢出池的顶面高于所述加样池的顶面。溢出池可以接收在实验过程中溢出的液体样本。
[0017]优选的，在上述一种多层全封闭微流控芯片中，所述压盖侧壁与所述加样层侧壁之间通过柔性铰链连接。满足压盖与加样层的一体化连接。
[0018]优选的，在上述一种多层全封闭微流控芯片中，所述压盖内侧壁具有多个卡扣，所述加样层侧壁具有多个与所述卡扣配合的卡槽。压盖上的卡槽与加样层上的卡扣完全匹配，辅助压盖挤压密封加样层，将加入芯片内的样本完全与外环境隔绝。
[0019]优选的，在上述一种多层全封闭微流控芯片中，所述压盖内侧中部具有凸起的嵌设环，所述嵌设环内嵌设有密封垫片，所述密封垫片压紧在所述加样池的顶部开口处。密封垫片紧贴加样池顶部，起到密封加样池的作用。
[0020]优选的，在上述一种多层全封闭微流控芯片中，所述加样层顶面具有位于加样池和所述排气孔之间的环形凸起，所述疏水透气膜套设在所述环形凸起外侧，所述环形凸起上还套设有密封圈，所述密封圈压紧在所述压盖和所述疏水透气膜之间。密封圈紧贴疏水透气膜，起到密封排气孔的作用。
[0021]优选的，在上述一种多层全封闭微流控芯片中，所述反应池中预封装有不同检测指标的干粉试剂。能够满足不同的实验检测。
[0022]优选的，在上述一种多层全封闭微流控芯片中，所述反应池的数量为4个，且周向均匀分布在所述反应层上。实际应用中可根据需求相应地增加反应池个数以实现多种病原体联检。
[0023]优选的，在上述一种多层全封闭微流控芯片中，所述基底层、所述反应层、所述胶层、所述加样层和所述压盖均为圆形。整体结构更规则，使用更方便。
[0024]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种多层全封闭微流控芯片，具有以下有益效果：
[0025]1、本技术将密封垫片和密封圈固定在压盖内部，密封垫片和密封圈位置分别与加样口和排气孔对应，只需要简单合盖，在压盖外围卡扣的辅助下保持压盖对软质密封垫片和密封圈的挤压，实现芯片内部通道的完全密封，保持在芯片内反应检测时与外部环境隔绝，用极为简单的方式避免反应体系蒸发、环境物质对反应干扰，甚至是反应带来的气溶胶污染问题。
[0026]2、本技术采用一分多的微流控通道，样本从中心进样通道流入呈圆周分布的多个通道，只需将样本管对准加样池，简单挤压即可实现样本在多个反应池的分配，无需复杂的外围设备完成加样过程，操作方便快捷，无相关专业背景的人员也能操作，非常适用于POCT场景。
[0027]3、本技术的溢出池与加样池同圆心分布，口径大于加样池，防止过量加样后合盖会挤压出样本，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层全封闭微流控芯片，其特征在于，包括由下至上依次贴合固定的基底层(1)、反应层(2)、胶层(3)和加样层(4)，所述加样层(4)顶部卡接扣合有压盖(5)；所述反应层(2)中部开设有上下贯通的进样通道(21)，所述反应层(2)上环绕所述进样通道(21)开设有多个上下贯通的反应池(22)；所述反应层(2)底面开设有多条分别连通所述进样通道(21)和多个所述反应池(22)的流入通道(23)，所述反应层(2)顶面环绕多个所述反应池(22)开设有与所述反应池数量相同的滤气池(24)，所述反应层(2)顶面开设有多条分别连通所述滤气池(24)和所述反应池(22)的流出通道(25)；所述胶层(3)上开设有与所述进样通道(21)、所述反应池(22)、所述流出通道(25)和所述滤气池(24)对应的随型槽口(31)；所述加样层(4)中部开设有上下贯通且与所述进样通道(21)对应的加样池(41)，所述加样层(4)上开设有上下贯通且与多个所述滤气池(24)对应的排气孔(42)；所述压盖(5)与所述加样层(4)之间压紧有封闭所述排气孔(42)的疏水透气膜(6)。2.根据权利要求1所述的一种多层全封闭微流控芯片，其特征在于，所述基底层(1)为具有透光性的PMMA薄片。3.根据权利要求1所述的一种多层全封闭微流控芯片，其特征在于，所述加样层(4)顶面开设有环绕在所述加样池(41)外侧的溢出池(43)，所述溢出池(43)的顶面高于所述加样池(41)的顶面。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雅梅，虞峰，宋乐，邱波，叶嘉明，
申请(专利权)人：杭州霆科生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：