一种无交叉污染的用于液体释放的双阀柱结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无交叉污染的用于液体释放的双阀柱结构，涉及在医学体外诊断及分析仪器领域。通过优化结构设计，采用一种结构更简单，在不增加更多的生产工序前提下，完成相同甚至更佳功能的方案，能保证液体储存的稳定性、释放的成功率，杜绝液体与阀柱接触、消除交叉污染，并且受弹性盖片层特性、阀柱高度影响较小。所述双阀柱结构包括设在液体存储池和液体缓冲池之间的隔离墙、贯穿隔离墙的至少两个阀柱以及开设在隔离墙顶面上的导流盲槽，所述导流盲槽与所述阀柱错开。极大降低了液体从阀柱和阀孔间隙泄露的风险，同时释放性能受弹性盖片层特性、阀柱高度影响较小，可提高液体转移的成功率。体转移的成功率。体转移的成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种无交叉污染的用于液体释放的双阀柱结构


[0001]本技术涉及在医学体外诊断及分析仪器领域，尤其涉及采用微流控芯片（microfluidic chip）技术的即时检验（POCT）领域。

技术介绍

[0002]微流控芯片技术是在微阵列（microarrays）技术上逐步发展起来的，用于将样品制备、生化反应和分析检测等不连续过程集成到一块一次性使用的芯片中，实现从试样处理到结果检测的整体技术。该技术由于微型化、自动化、集成化与便携化等特点，在即时检验（POCT）领域得到较快推广应用。
[0003]例如1969 年 Anderson 等人发表报道了一款离心式的检测分析仪，它将样品和试剂设计在碟片的中央，通过电机的旋转产生不同的离心力，使它们流入外侧的小腔室，并可以在转动中使各个小腔室依次经过光源处并检测其反应结果，从而实现多个样本的同时分析。在该
中，绝大多数的生化、免疫或核酸反应都需要多种液体的参与，且大多数反应的过程中都涉及到液体试剂的逐次加入，因此，将试剂存储于一次性微流体芯片或卡盒内并自动化实现试剂的释放与加样是非常重要的技术。
[0004]在现有研究中，可将液体存储至安瓿瓶，并放置在芯片或反应卡盒内，在使用前通过外界的机械结构击打安瓿瓶使其破碎，从而释放出其中保存的液体。这种方法安瓿瓶加工较难，且最终芯片或反应装置的尺寸较大；此外，还需要特殊的运动机构击打安瓿瓶，且破碎后的玻璃碎屑可能会刺破芯片的结构层、堵住管道结构。类似的i
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STAT血气分析仪、弗莱堡大学的研究小组采用了塑料或铝箔密封液囊，来存储参与反应的一些试剂，使用时通过外界压力挤压液囊，使其接触倒钩而被刺破释放液体。该方法虽然不会像安瓿瓶似的产生玻璃碎屑，但液囊同样难以做的很小，且需要特殊的刺破机构和外界的力挤压液囊。除此以外，也有研究者提出过各类阀或流体控制方法。包括两大类：
[0005]一是主动阀，如石蜡阀、激光烧结阀等，可以较灵活地实现各种流体操作，但涉及的芯片加工工艺复杂、所需的配套设备及控制复杂，且石蜡或高温对反应可能有影响；
[0006]二是被动阀，如毛细阀、虹吸阀等，可以仅通过转速来实现阀的控制，但在含多步流体释放、液体长期存储后释放的应用中，这些阀的应用受到一定限制。
[0007]因此，需要提出一种结构简单、成本低、液体存储和释放可靠性高的结构。例如，在公布号为CN 106195321 A的中国专利技术专利申请中，提出了一种在芯片内设置液体存储池、在与管道连接的隔离墙上设置中央有阀孔的连接通槽，该芯片整体被一层弹性盖片层覆盖，使用时通过阀柱向上顶起阀孔附近的弹性盖片层，使得弹性盖片层和阀孔之间的隔离墙上形成流通间隙；并在离心作用下液体从存储池向定量池释放。其中阀柱所在机械托盘为重复使用部件。
[0008]该方案较简单可靠，且为了提高了液体释放的可靠性，该专利申请中提出了在隔离墙上设置连通用的、截面为弧形的通槽方案；进一步，为了避免芯片间的交叉污染，该专利申请提出了在结构层背面覆盖第二弹性盖片层，或在阀孔内设置密封填充的柱塞。然而，
该方案在实际实施中，也遇到一些新的挑战，需要设计新的思路和方案进行调整和改进。
[0009]具体来说：
[0010]该专利申请中的阀柱方案主要是通过在液体存储池和液体定量池之间设置隔离墙，用于将液体限定在隔离墙内；在隔离墙上设置贯通结构层的两侧平面的阀孔，并在液体释放时，将弹性盖片层从阀孔的位置顶起，并在阀孔周围形成流通间隙。
[0011]因此液体释放时，液体会从阀柱两侧及周围流过，存有以下待改进的缺陷：
[0012]一、阀柱为重复使用结构，液体释放时会与阀柱接触，若阀柱顶部、周围不干净，可能导致液体受到交叉污染；同时也可能有少量液体残留在阀柱顶部，对后续芯片测量造成交叉污染；
[0013]二、要求阀柱的外周面与阀孔的内周面密封配合，若阀孔和阀柱之间的间隙过大，则存在液体从阀柱和阀孔间隙漏出的风险；
[0014]三、为平衡密封的有效性和液体释放的成功率，需要在阀孔位置设置用于连通的、截面为弧形的通槽，增加弹性盖片层的预恢复力，该弧形凹陷增加了芯片加工和封装的难度，且需配合较高弹性模量的弹性盖片层使用。
[0015]四、阀的开启受弹性盖片层的厚度、弹性模量及胶的粘度影响较大，且阀柱高度可允许的误差较小，因此增大了弹性盖片层和芯片托盘的物料与加工成本。
[0016]其中，考虑到前述的避免液体释放时与阀柱接触的交叉污染问题，在该专利申请中也提出了两种解决方法，但其在实际实践中仍会存在缺陷，具体来说：
[0017]一是“单阀柱”配合“柱塞”的方案，在与液体接触的阀孔内设置柱塞，避免直接接触和交叉污染；但实践中柱塞较小，生产时嵌入芯片的工序成本高，造成总体成本上升；
[0018]二是“单阀柱”配合背面“第二弹性盖片层”的方案，在阀柱与第一盖片层间增加“第二弹性盖片层”，避免直接接触和交叉污染；但实践中第二弹性盖片层需要具备大变形量，选材较难、模切加工的工序较复杂，造成整体成本较高。
[0019]综上，本领域需要一种能避免阀柱与液体接触、消除交叉污染，受弹性盖片层特性、阀柱高度影响较小，且加工难度低、成功率高的液体释放的方案。

技术实现思路

[0020]本技术针对以上问题，提出了一种无交叉污染的用于液体释放的双阀柱结构，通过优化结构设计，采用一种结构更简单，在不增加更多的生产工序前提下完成相同甚至更佳功能的方案，能保证液体储存的稳定性、释放的成功率，杜绝液体与阀柱接触、消除交叉污染，并且受弹性盖片层特性、阀柱高度影响较小。
[0021]本技术的技术方案为：所述双阀柱结构设在结构层1上的液体存储池11和液体缓冲池13之间，所述双阀柱结构包括设在液体存储池11和液体缓冲池13之间的隔离墙16、贯穿隔离墙16的至少两个阀柱34以及开设在隔离墙16顶面上的导流盲槽15，所述导流盲槽15与所述阀柱34错开，所述导流盲槽15的一端液体存储池11保持连通，另一端延伸至隔离墙16顶面的中部，并被隔离墙隔断，形成断开的盲管道，盲端与阀孔分布于相近的离心半径上；
[0022]所述液体存储池11、隔离墙16、液体缓冲池13被弹性盖片层2覆盖，所述阀柱34在与隔离墙16相对运动时，向上伸出隔离墙16顶起弹性盖片层2，或向下缩回隔离墙16中。
[0023]进一步的，所述液体存储池11和液体缓冲池13都开设在结构层1的顶面上，并且从内到外依次布置，在液体存储池11和液体缓冲池13之间形成隔离墙16；
[0024]所述结构层1上开设有与阀柱34逐个对应的阀孔14，所述阀孔14贯穿隔离墙16，并且所述阀柱34可滑动的容置于阀孔14中。
[0025]作为优化，所述阀柱34具有两个，所述导流盲槽15的中心线与两个阀柱连线的中垂线重合。
[0026]进一步的，所述导流盲槽15靠近液体缓冲池13的一端为盲端，盲端与液体缓冲池13之间的距离小于盲端与最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无交叉污染的用于液体释放的双阀柱结构，其特征在于，所述双阀柱结构设在结构层（1）上的液体存储池（11）和液体缓冲池（13）之间，所述双阀柱结构包括设在液体存储池（11）和液体缓冲池（13）之间的隔离墙（16）、贯穿隔离墙（16）的至少两个阀柱（34）以及开设在隔离墙（16）顶面上的导流盲槽（15），所述导流盲槽（15）与所述阀柱（34）错开，所述导流盲槽（15）的一端与液体存储池（11）保持连通，另一端延伸至隔离墙（16）顶面的中部，并被隔离墙隔断，形成断开的盲管道；所述液体存储池（11）、隔离墙（16）、液体缓冲池（13）被弹性盖片层（2）覆盖，所述阀柱（34）在与隔离墙（16）相对运动时，向上伸出隔离墙（16）顶起弹性盖片层（2），或向下缩回隔离墙（16）中。2.根据权利要求1所述的一种无交叉污染的用于液体释放的双阀柱结构，其特征在于，所述液体存储池（11）和液体缓冲池（13）都开设在结构层（1）的顶面上，并且从内到外依次布置，在液体存储池（11）和液体缓冲池（13）之间形成隔离墙（16）；所述结构层（1）上开设有与阀柱（34）逐个对应的阀孔（14），所述阀孔（14）贯穿隔离墙（16），并且所述阀柱（34）可滑动的容置于阀孔（14）中。3.根据权利要求1所述的一种无交叉污染的用于液体释放的双阀柱结构，其特征在于，所述阀柱（34）具有两个，所述导流盲槽（15）的中心线与两个阀柱连线的中垂线重合。4.根据权利要求1所述的一种无交叉污染的用于液体释放的双阀柱结构，其特征在于，所述导流盲槽（15）靠近液体缓冲池（13）的一端为盲端，盲端与液体缓冲池（13）之间的距离小于盲端与最近一个阀孔之间的距离。5.根据权利要求1所述的一种无交叉污染的用于液体释放的双阀柱结构，其特征在于，所述隔离墙（16）包括长条状的通道墙体以及柱状的阀孔墙体，所述导流盲槽（15）开设在通道墙体的顶面上，在通道墙体的两侧形成隔离墙收缩区（141）；所述阀孔（14）开设在阀孔墙体中，所述阀孔墙体的一侧与通道墙体连为一体，并且阀孔墙体处在导流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东，
申请(专利权)人：无锡博奥玛雅医学科技有限公司，
类型：新型
国别省市：