[实用新型]一种离心式微流控芯片分液结构和离心式微流控芯片

说明书

本实用新型涉及一种离心式微流控芯片分液结构和离心式微流控芯片。第一种离心式微流控芯片分液结构中，分液槽通过第一虹吸流道连接第一收集槽，分液槽通过第二虹吸流道连接第二收集槽，第二收集槽上设置气孔，液体进入分液槽时优先填充满第一虹吸流道。第二种离心式微流控芯片分液结构中，分液槽通过第一虹吸流道连接第一收集槽，分液槽通过第二虹吸流道连接第二收集槽；第二收集槽通过流道连接第一密闭气孔槽；第一虹吸流道和第二虹吸流道都进行亲水修饰。本实用新型能够在离心式微流控芯片上实现多种液体样本或试剂的分液，可广泛应用于体外诊断中目标生物分子提取液和废液分液以及免疫和生化检测过程中样本废液和检测液的分液。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，具体为一种离心式微流控芯片的分液结构和包含该分液结构的离心式微流控芯片。

背景技术

目前，离心式微流控芯片常应用于POCT领域，无需专业技术人员操作就能方便快捷的输出检测结果。其特点在于将储液池、检测池和阀等微流控结构集成到圆盘状芯片上，以离心力驱动微流体的流动，从而实现对样品的检测分析。离心式微流控芯片能够完成样本的前处理、混匀、精确的体积定量和检测等操作。近年来离心式微流控芯片以其集成化、多平行检测、高通量、低成本、自动化、等优点获得了快速发展，已广泛应用于生化检测、免疫分析、核酸检测、生物分子富集和食品安全等领域。

目前，文献中报道的离心式微流控芯片分液结构主要使用两种方案，1.芯片分液结构使用Y字型流道，包括一条主流道和两条支流道，芯片离心时，芯片加速过程中产生惯性力，惯性力的方向与芯片旋转方向(顺时针和逆时针)相反，理论上只需惯性力足够大，并且惯性力持续一定时间时，就可以通过改变芯片旋转方向达到分液的目的；2.芯片分液结构同样适用Y字型流道，在每条支流道上设置疏水阀或者主动阀，通过控制阀门的打开和关闭达到分液的目的。但是这两种分液方案都有各自的问题，方案1需要足够大的惯性力，并且惯性力持续一定时间，需要芯片一直保持加速状态，导致芯片需要配置超高速离心机，并且当所需分液的试剂量大时，无法在超高速离心机达到最高转速时完成分液。方案2需要在支路上设置阀门，但疏水阀具有阀值低，不稳定的问题，导致芯片分液的重复性不好，而主动阀需要在芯片和芯片使用的仪器上额外增加配件，使芯片制造工艺更为复杂，增加芯片的使用成本，导致难以大规模应用。

实用新型内容

本实用新型提供离心式微流控芯片分液结构和包含该分液结构的离心式微流控芯片，可应用于体外诊断中目标生物分子提取液和废液的分离以及免疫或分子检测过程中多种样本和试剂依次进入不同槽进行检测。

本实用新型提供的第一种离心式微流控芯片分液结构，包括分液槽、第一虹吸流道、第二虹吸流道、第一收集槽、第二收集槽、气孔；分液槽通过第一虹吸流道连接第一收集槽，分液槽通过第二虹吸流道连接第二收集槽；第二收集槽上设置气孔；第一虹吸流道和第二虹吸流道都进行亲水修饰，第一虹吸流道、第二虹吸流道的亲水性和长度设置使得液体进入分液槽时优先填充满第一虹吸流道。

进一步地，第一虹吸流道的亲水性优于第二虹吸流道，第二虹吸流道的长度长于第一虹吸流道。总之试剂在第一虹吸流道内受到的毛细力大于第二虹吸流道内毛细力，使得液体进入分液槽时优先填充满第一虹吸流道。

进一步地，第一收集槽内含有定量池和溢流池，其中定量池的容积小于加样量，使得试剂进入第一收集槽时优先填充满第一收集槽内的定量池，多余的试剂则进入溢流池。

进一步地，分液槽内可预埋用于免疫或分子检测用的相关试剂，或者预埋用于目标生物分子富集的相关滤膜或筛网；第一收集槽、第二收集槽内可预埋免疫或分子检测的相关试剂。

在上述第一种分液结构的基础上，本实用新型还提供第二种离心式微流控芯片分液结构，包括分液槽、第一虹吸流道、第二虹吸流道、第一收集槽、第二收集槽、第一密闭气孔槽；分液槽通过第一虹吸流道连接第一收集槽，分液槽通过第二虹吸流道连接第二收集槽；第二收集槽通过流道连接第一密闭气孔槽；第一虹吸流道和第二虹吸流道都进行亲水修饰。