System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种微流控芯片、检测系统技术方案_技高网

一种微流控芯片、检测系统技术方案

技术编号:40759361 阅读:2 留言:0更新日期:2024-03-25 20:12
一种微流控芯片、检测系统,微流控芯片包括:样品存储腔,用于存储待分散样品;连续相存储腔,用于存储连续相;液滴生成阵列,用于将待分散样品和连续相生成两相微液滴;液滴平铺腔,用于将生成的两相微液滴平铺。通过将样品存储腔、连续相存储腔、液滴生成阵列以及液滴平铺腔集成为一体式的整体结构,封闭的空间可有效降低液滴转移至液滴平铺腔过程中出现液滴破裂和试剂污染的风险。检测系统包括:离心驱动转轴和离心载物盘;固定于离心载物盘上的若干检测单元;固定于每个检测单元上的微流控芯片。检测单元集成温控模块、激发光模块和光学检测模块,可以完成液滴的生成至检测的流程,降低全套检测系统的构建成本以及实现设备小型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微流控,尤其涉及一种微流控芯片、检测系统


技术介绍

1、在液滴微流控领域,阶梯乳化芯片技术在高通量扩展、高速率生成方面,相较于聚焦、共流等芯片技术,具有无可比拟的优越性。阶梯乳化技术又可分化出不同的技术流派,其中离心式阶梯乳化芯片技术用离心力驱动替代常规的注射泵、压力泵驱动,不仅大幅降低了技术实现的设备成本,且解决了常规阶梯乳化芯片技术所面临的液滴堵塞生成口而导致多分散性的难点,因而具有非常广阔的产业化前景。

2、现有的离心式阶梯乳化芯片包括分散相存储室、液滴生成阵列、连续相存储室,其中分散相存储室用于存储待分散的样品,液滴生成阵列用于液滴生成,连续相存储室用于存储连续相及液滴。往连续相存储腔室中加入适量的连续相试剂,使得连续相浸润液滴生成阵列且液位高于液滴生成阵列,再往样品存储室中加入待分散的样品;盖上离心管盖后,将其放入高速离心机中、配平启动,将生成单分散的液滴,在离心力、重力的作用下,液滴被收集在离心管的底部。然后,将离心管放置于商业化pcr仪器中进行pcr反应,之后使用移液器等方式将反应完的微液滴,转移至微液滴平铺腔室进行平铺,放置于光学系统中进行成像、计数与定量分析。

3、然而,现有的离心式阶梯乳化芯片技术虽然能够克服液滴堆积在生成口而导致粒径多分散的难点,但是其功能只局限于液滴生成,在后续将所生成微液滴转移至平铺检测器件的过程中,不可避免的存在微液滴暴露于空气而导致微液滴破裂、试剂污染问题。而且利用现在的离心式阶梯乳化芯片技术来构建一套分子或蛋白检测流程,需要分体式配置液滴生成芯片、高速离心机、pcr仪、精密移液器、平铺芯片、荧光显微镜,构建这种检测流程的成本高昂、设备体积大,不利于商业化开发与应用推广。


技术实现思路

1、本专利技术解决的技术问题是提供一种微流控芯片、检测系统,降低液滴转移过程中出现液滴破裂和试剂污染的风险、以及降低检测成本和实现设备小型化。

2、为解决上述问题,本专利技术技术方案提供一种微流控芯片,包括:样品存储腔,所述样品存储腔用于存储待分散样品;与所述样品存储腔连接的连续相存储腔,所述连续相存储腔用于存储连续相;与所述样品存储腔连通的液滴生成阵列,所述液滴生成阵列置于所述连续相存储腔内,所述液滴生成阵列用于将所述待分散样品和所述连续相生成两相微液滴;与所述连续相存储腔连通的液滴平铺腔,所述液滴平铺腔用于将生成的所述两相微液滴平铺。

3、可选的,所述样品存储腔与所述连续相存储腔可拆卸连接。

4、可选的,所述样品存储腔包括:第一卡扣部;所述连续相存储腔包括:与所述第一卡扣部相适配的第二卡扣部,所述第一卡扣部与所述第二卡扣部匹配连接。

5、可选的,所述样品存储腔还包括:柄部。

6、可选的,所述液滴生成阵列包括:液滴生成阵列上片,所述液滴生成阵列上片内具有通孔,所述通孔具有相对的第一端和第二端,所述通孔的第一端与所述样品存储腔连通;与所述液滴生成阵列上片连接的液滴生成阵列下片,所述液滴生成阵列下片包括样品进口、与所述样品进口连通的若干阵列口、以及与各个所述阵列口连通的液滴出口,所述通孔的第二端与所述样品进口连通。

7、可选的,所述液滴平铺腔包括:液滴平铺腔上壳;与所述液滴平铺腔上壳连接的液滴平铺腔下壳,所述液滴平铺腔上壳与所述液滴平铺腔下壳连接后形成液滴平铺室。

8、可选的,所述液滴平铺室的高度为所述两相微液滴的粒径的1.1倍~1.3倍。

9、可选的,所述连续相存储腔与所述液滴平铺腔的连通角度α为:30°~60°。

10、相应的,本专利技术技术方案中还提供一种检测系统,包括:离心驱动转轴;与所述离心驱动转轴固定连接的离心载物盘;固定于所述离心载物盘上的若干检测单元;固定于每个所述检测单元上的如上述任意一项技术方案所述的微流控芯片;其中所述检测单元包括:激发光模块,所述激发光模块用于提供发光物质所需的激发光;光学检测模块,所述光学检测模块用于将发光物质被激发后发射的光学信号转化为电信号;温控模块,所述温控模块用于对所述两相微液滴在生化反应过程进行温度控制。

11、可选的,所述检测单元还包括:检测基座;与所述检测基座连接的检测上盖,所述检测上盖和所述检测基座连接后形成检测容腔;所述光学检测模块和所述温控模块设置于所述检测容腔内;所述激发光模块固定于所述检测上盖。

12、与现有技术相比,本专利技术的技术方案具有以下优点:

13、本专利技术的技术方案的微流控芯片中,通过将所述样品存储腔、所述连续相存储腔、所述液滴生成阵列以及所述液滴平铺腔集成为一体式的整体结构,使得在生成所述两相微液滴后可直接进行液滴平铺,封闭的空间可有效降低所述两相微液滴转移至液滴平铺腔过程中出现液滴破裂和试剂污染的风险。

14、进一步,所述样品存储腔与所述连续相存储腔可拆卸连接。便于实现所述样品存储腔与所述连续相存储腔的拆卸,以便向所述连续相存储腔内添加所述连续相。

15、进一步,所述样品存储腔还包括:柄部。通过手持所述柄部,便于实现对所述样品存储腔与所述连续相存储腔的拆卸。

16、进一步,所述液滴生成阵列下片包括样品进口、与所述样品进口连通的若干阵列口、以及与各个所述阵列口连通的液滴出口,所述通孔的第二端与所述样品进口连通。通过设置若干所述阵列口能够将所述待分散样品高通量的生成粒径均一的分散相微粒。

17、进一步,所述液滴平铺室的高度为所述两相微液滴的粒径的1.1倍~1.3倍。当所述液滴平铺室的高度小于所述两相微液滴的粒径的1.1倍时,由于空间高度较小,不利于所述两相微液滴在所述液滴平铺室内的流动性;当所述液滴平铺室的高度大于所述两相微液滴的粒径的1.3倍时,由于空间高度较大,容易出现所述两相微液滴堆叠的问题,进而无法实现所述两相微液滴的单层平铺。

18、进一步,所述连续相存储腔与所述液滴平铺腔的连通角度α为:30°~60°。当所述连续相存储腔与所述液滴平铺腔的连通角度α小于30°时,由于所述连续相存储腔放置过于平缓,使得存储于所述连续相存储腔内的所述连续相浸没所述液滴生成阵列的区域减少,不利于所述两相微液滴的生成;当所述连续相存储腔与所述液滴平铺腔的连通角度α大于60°时,由于所述连续相存储腔放置过于陡立,不利于所述两相微液滴由所述连续相存储腔流入到所述液滴平铺腔。

19、本专利技术的技术方案的检测系统中,所述微流控芯片通过将所述样品存储腔、所述连续相存储腔、所述液滴生成阵列以及所述液滴平铺腔集成为一体式的整体结构,使得在生成所述两相微液滴后可直接进行液滴平铺,封闭的空间可有效降低所述两相微液滴转移至液滴平铺腔过程中出现液滴破裂和试剂污染的风险。通过多功能集成所述温控模块、所述激发光模块和所述光学检测模块,并配合所述离心驱动转轴和所述离心载物盘组建的离心驱动系统,可以一站式完成所述两相微液滴的生成、液滴平铺、温控反应、光学激发与检测的流程,大幅降低全套检测系统的构建成本、以及实现设备小型化。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种微流控芯片,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述样品存储腔与所述连续相存储腔可拆卸连接。

3.如权利要求2所述微流控芯片,其特征在于,所述样品存储腔包括:第一卡扣部;所述连续相存储腔包括:与所述第一卡扣部相适配的第二卡扣部,所述第一卡扣部与所述第二卡扣部匹配连接。

4.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述样品存储腔还包括:柄部。

5.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述液滴生成阵列包括:液滴生成阵列上片,所述液滴生成阵列上片内具有通孔,所述通孔具有相对的第一端和第二端,所述通孔的第一端与所述样品存储腔连通;与所述液滴生成阵列上片连接的液滴生成阵列下片,所述液滴生成阵列下片包括样品进口、与所述样品进口连通的若干阵列口、以及与各个所述阵列口连通的液滴出口,所述通孔的第二端与所述样品进口连通。

6.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述液滴平铺腔包括:液滴平铺腔上壳;与所述液滴平铺腔上壳连接的液滴平铺腔下壳,所述液滴平铺腔上壳与所述液滴平铺腔下壳连接后形成液滴平铺室

7.如权利要求6所述微流控芯片,其特征在于,所述液滴平铺室的高度为所述两相微液滴的粒径的1.1倍~1.3倍。

8.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述连续相存储腔与所述液滴平铺腔的连通角度α为:30°~60°。

9.一种检测系统,其特征在于,包括:

10.如权利要求9所述检测系统,其特征在于,所述检测单元还包括:检测基座;与所述检测基座连接的检测上盖,所述检测上盖和所述检测基座连接后形成检测容腔;所述光学检测模块和所述温控模块设置于所述检测容腔内;所述激发光模块固定于所述检测上盖。

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【技术特征摘要】

1.一种微流控芯片,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述样品存储腔与所述连续相存储腔可拆卸连接。

3.如权利要求2所述微流控芯片,其特征在于,所述样品存储腔包括:第一卡扣部;所述连续相存储腔包括:与所述第一卡扣部相适配的第二卡扣部,所述第一卡扣部与所述第二卡扣部匹配连接。

4.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述样品存储腔还包括:柄部。

5.如权利要求1所述微流控芯片,其特征在于,所述液滴生成阵列包括:液滴生成阵列上片,所述液滴生成阵列上片内具有通孔,所述通孔具有相对的第一端和第二端,所述通孔的第一端与所述样品存储腔连通;与所述液滴生成阵列上片连接的液滴生成阵列下片,所述液滴生成阵列下片包括样品进口、与所述样品进口连通的若干阵列口、以及与各个所述阵列口连通的液滴出口,所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨海波代冲冲谈昊天张清洋
申请(专利权)人:深圳栅极芯致生物科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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