【技术实现步骤摘要】
本技术涉及微流控芯片，具体涉及一种微流控芯片和离心式组件。
技术介绍
1、生物检测技术与人类生活密切相关。最近，各种生物传感技术的巨大进步使得生物传感器性能得到了根本改善。表面增强拉曼散射(sers)通过金属纳米颗粒或纳米图案的增强，实现了生物分子的超灵敏检测，具有无标记、处理简单等优点。电化学和场效应晶体管(fet)生物传感器将生物分子的识别信号转换为电信号，灵敏度高。然而，这些系统需要复杂的制造工艺，且需要依靠昂贵的大型仪器，微流控集成传感平台具有高通量、低试剂/样品消耗、精确体积控制和高可靠性等吸引人的特点，适用于多种实际应用。
2、微流控技术有很多难以克服的难题，例如加样步骤繁杂，抗体或靶标铺设不均匀甚至很困难，液体流动驱动费时费力，目前，多数研究通常采用在磁珠表面负载抗体或靶标，制备免疫磁珠，通过磁场力控制免疫磁性颗粒流动的方式，使得芯片制备复杂，且成本较高。
3、对于核酸等生物分子的检测，通常需要核酸扩增来提高系统的检测灵敏度，rt-pcr是一种检测限低的方法，但需要控制不同的温度实现，设备昂贵，对现场快速诊断难度较大，同时，引物试剂消耗量大，成本较高。所以，开发高集成的微流控芯片和选择合适的检测方法，对简化试剂装载过程和实现大规模的现场生物快检具有重要意义。
4、微流控芯片通常将生物化学、环境分析的采样、预处理、洗涤、混匀及检测等过程高度集成，使得芯片结构较为复杂，若在芯片上增加离心设计，会增加芯片制造成本；常用的微流控芯片离心方法为单次单离心机完成一片，耗时长，操作繁杂，不适合
5、目前的微流控芯片大多是通过卡扣安装在离心机的旋转轴上或者在离心组件上设置定位柱，卡扣长时间使用容易松动和损坏，放置取出芯片时容易损坏芯片，因此，设计一种微流控芯片离心式组件并实现多组芯片同时离心具有重要意义。
技术实现思路
1、针对上述现有技术，现有的微流控芯片单次离心只能完成一片，耗时长，不适合大批量样本快检的要求，本技术的目的是提供一种微流控芯片和离心式组件，该芯片制备工艺简单，成本低，试剂装载简便，灵敏度高，离心组件结构简单、成本低，适用于微流控芯片离心操作的要求，可为多组芯片同时离心，操作简便，耗时短，满足大批量样本快检的要求。
2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
3、本技术的第一方面提供一种微流控芯片，包括从下往上依次叠加的底板、芯片和封盖，所述底板、芯片和封盖的边缘均设有若干均匀分布的u形插槽；所述芯片包括位于芯片中心的样本存储腔和若干扩增检测单元，所述扩增检测单元围绕样本存储腔呈放射状分布；所述扩增检测单元包括沿直径分布的样本定量腔和混匀扩增检测腔，所述样本定量腔和样本存储腔通过第一通道连接，所述样本定量腔和混匀扩增检测腔通过第二通道连接；所述封盖设有加样孔和排气孔，所述加样孔和排气孔位于样本存储腔上方。
4、底板、芯片和封盖按照从下往上的顺序依次叠加，按照边缘的u形插槽依次对齐，待检测的样本通过加样孔进入加样池，在离心力的作用下通过第一通道进入样本定量腔，之后通过第二通道进入混匀扩增检测腔，混匀扩增检测腔内预先冷干生物扩增试剂，以便与待测样本溶液混合后进行恒温扩增检测。
5、作为优选，所述样本存储腔、混匀扩增检测腔、样本定量腔为圆形，面积依次减小；所述第一通道的长度大于第二通道，第一通道的宽度小于第二通道。采用两次离心过程，并设置不同离心速度，依次实现对样本定量腔和混匀扩增检测腔的充分填充，防止样本液体的倒流。通过对第一通道和第二通道宽度和长度的设置，来调整待测样本流动的阻力，只有离心力超过某一阈值时，待测样品才能流动进入样本定量腔或混匀扩增检测腔。离心时第一通道需要30-50hz的离心力，第二通道需要70-90hz的离心力。
6、第一次离心后用移液器将样本存储腔内剩余液体和第一通道的液体吸取干净，保证第二次离心进入混匀扩增检测腔的待测样本的体积与样本定量腔的体积相同。
7、作为优选，所述加样孔和排气孔均为圆形，且面积均小于样本存储腔，加样孔和排气孔的表面设有单面胶膜。
8、作为优选，所述底板、芯片和封盖均为圆形且面积相同。
9、本技术的第二方面提供一种微流控芯片离心式组件，包括圆台形的中空转子、桶形的托盘和螺栓，所述托盘桶体的内壁和外壁分别具有均匀分布的若干插块，所述中空转子内壁具有均匀分布的若干纵向贯穿的插槽，所述托盘通过插块与中空转子的插槽插合连接；所述托盘和中空转子的底部分别设有通孔，所述螺栓贯穿于托盘和中空转子的通孔将中空转子与离心机转轴连接。
10、托盘内壁的插块与微流控芯片的u形插槽插合连接，从而将微流控芯片固定在托盘内；托盘外壁的插块与中空转子的插槽插合连接，从而将托盘固定在中空转子内；中空转子放置于离心机转轴上，螺栓与离心机转轴连接。
11、作为优选，所述托盘的内壁和外壁的插块的横截面为的u形，所述中空转子内壁的插槽横截面为的u形，所述托盘外壁的插块数量和中空转子的插槽数量相同。托盘外壁的u形插块与中空转子的u形插槽一一对应，插合连接。
12、作为优选，所述托盘的内壁和外壁的插块关于桶壁对称。
13、作为优选，所述中空转子的通孔为反锥形。中空转子通过反锥形的通孔置于锥形的离心机转轴上，螺栓与离心机转轴连接，螺栓的螺帽的底部置于中空转子的底部。
14、作为优选，所述托盘底部的厚度大于等于螺栓的螺帽的厚度。螺栓的螺帽置于托盘底部的通孔中。
15、作为优选，所述托盘为铜制托盘，所述中空转子为铝制中空转子。
16、本技术的有益效果：
17、本技术的微流控芯片，包括至少一个可独立进行样本定量和扩增检测的检测单元，所述芯片边缘设有u形插槽，并在外部离心式组件匹配下进行离心，该芯片制备工艺简单，成本低，操作快捷，具有良好的应用前景。
18、本技术的微流控芯片，可用于生物检测。待测样本在混匀扩增检测腔内与预先冷干生物扩增试剂充分混合后，进行恒温扩增检测。试剂装载简便，灵敏度高。
19、本技术的微流控芯片仅需要少量(几微升)的扩增试剂和少量(几十微升)的样本，可以在65℃、35min内实现对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、化脓性链球菌等细菌的检测。
20、本技术的离心式组件结构简单，成本低，易拆卸安装，操作简便，仅需一次加样，耗时短，可为多组芯片同时离心，满足大批量样本快检的要求。
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1.一种离心式组件，其特征在于，包括圆台形的中空转子、桶形的托盘和螺栓，所述托盘的内壁和外壁分别具有均匀分布的若干插块，所述中空转子的内壁具有均匀分布的若干纵向贯穿的插槽，所述托盘的外壁的插块与中空转子的插槽插合连接；所述托盘和中空转子的底部分别设有通孔，所述螺栓贯穿于托盘和中空转子的通孔将中空转子与离心机转轴连接。
2.根据权利要求1所述的离心式组件，其特征在于，所述托盘的内壁和外壁的插块的横截面为U形，所述中空转子内壁的插槽横截面为U形，所述托盘外壁的插块数量和中空转子的插槽数量相同。
3.根据权利要求2所述的离心式组件，其特征在于，所述托盘的内壁和外壁的插块关于桶壁对称。
4.根据权利要求1所述的离心式组件，其特征在于，所述中空转子的通孔为反锥形。
5.根据权利要求1所述的离心式组件，其特征在于，所述托盘底部的厚度大于等于螺栓的螺帽的厚度。
6.根据权利要求1所述的离心式组件，其特征在于，所述托盘为铜制托盘，所述中空转子为铝制中空转子。
【技术特征摘要】
1.一种离心式组件，其特征在于，包括圆台形的中空转子、桶形的托盘和螺栓，所述托盘的内壁和外壁分别具有均匀分布的若干插块，所述中空转子的内壁具有均匀分布的若干纵向贯穿的插槽，所述托盘的外壁的插块与中空转子的插槽插合连接；所述托盘和中空转子的底部分别设有通孔，所述螺栓贯穿于托盘和中空转子的通孔将中空转子与离心机转轴连接。
2.根据权利要求1所述的离心式组件，其特征在于，所述托盘的内壁和外壁的插块的横截面为u形，所述中空转子内壁的插槽横截面为u形，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周伟家，侯莹，刘晓燕，刘震，刘宏，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：新型
国别省市：
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