微流控芯片及體外檢測(cè)裝置發(fā)明專利_第1頁(yè)
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微流控芯片及體外檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及體外檢測(cè)領(lǐng)域,尤其是涉及一種微流控芯片及體外檢測(cè)裝置。背景技術(shù)體外診斷行業(yè)(InVitroDiagnosiSVD)屬于醫(yī)藥生物行業(yè),是指將血液、體液、組織等樣本從人體中取出,使用體外檢測(cè)試劑、儀器等對(duì)樣本進(jìn)行檢測(cè)與校驗(yàn),以便對(duì)疾病進(jìn)行預(yù)防、診斷、治療檢測(cè)、后期觀察、健康評(píng)價(jià)、遺傳疾病預(yù)測(cè)等的過(guò)程。體外診斷按照方法學(xué)分為生化診斷、免疫診斷、分子診斷三大類,以及從生化、免疫和分子診斷中分化出來(lái)的床旁快速診斷POCT。干化學(xué)反應(yīng)是生化診斷的一種,是利用生化試劑與特定的底物反應(yīng),再通過(guò)儀器定量檢測(cè)出標(biāo)的物濃度,推算出人體的某些生化指標(biāo)。傳統(tǒng)生化診斷需要在大型生化儀上進(jìn)行測(cè)試,由此導(dǎo)致試劑消耗多,靈活性不夠等問(wèn)題;而一般的干式生化POCT診斷方式則在測(cè)試通量上較低,一般一次只能測(cè)驗(yàn)一個(gè)或幾個(gè)樣本,一個(gè)或幾個(gè)項(xiàng)目。微流控芯片技術(shù)(Microfluidi(能把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過(guò)程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成芯片上,自動(dòng)完成分析全過(guò)程,極大的提高了檢測(cè)效率,同時(shí)具有小型化、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),因而在POCT領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在生化檢測(cè)領(lǐng)域中,以美國(guó)的Abaxis公司為代表,率先開(kāi)發(fā)了用于生化檢測(cè)的微流控芯片,國(guó)內(nèi)如天津微納芯、成都斯馬特等都有類似微流控芯片開(kāi)發(fā)。傳統(tǒng)產(chǎn)品的芯片對(duì)于樣本的處理一般只有一種測(cè)試流程,不能對(duì)不同類型的樣本進(jìn)行區(qū)分處理,容易導(dǎo)致不必要的樣本浪費(fèi),檢測(cè)過(guò)程不夠靈活。發(fā)明內(nèi)容基于此,有必要提供一種可以對(duì)不同樣本進(jìn)行區(qū)分處理的微流控芯片及含有該微流控芯片的體外檢測(cè)裝置。一種微流控芯片,具有加樣腔體、分離腔體、第一廢液腔體、第一毛細(xì)流道、緩沖腔體和定量腔體;所述加樣腔體具有加樣孔,所述加樣腔體有多個(gè),各所述加樣腔體與所述緩沖腔體連接且其中至少有一個(gè)所述加樣腔體是依次經(jīng)由所述分離腔體和所述第一毛細(xì)流道與所述緩沖腔體連接,所述緩沖腔體與所述定量腔體連接,所述分離腔體還與所述第一廢液腔體連接;所述微流控芯片具有旋轉(zhuǎn)中心,所述分離腔體相對(duì)于與其連接的所述加樣腔體更遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心,所述第一廢液腔體相對(duì)于所述分離腔體更遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心,所述緩沖腔體相對(duì)于與其連接的所述加樣腔體更遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心,所述第一毛細(xì)流道自與所述分離腔體連接的一端逐漸向靠近所述旋轉(zhuǎn)中心的方向延伸并彎折后向遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心的方向延伸以與所述緩沖腔體連接且該彎折位置相對(duì)于所述分離腔體和所述緩沖腔體更靠近于所述旋轉(zhuǎn)中心,所述定量腔體較所述緩沖腔體更遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微流控芯片還具有第二毛細(xì)流道,所述第二毛細(xì)流道的一端與所述定量腔體連接,且自與所述定量腔體連接后向靠近所述旋轉(zhuǎn)中心的方向延伸并彎折后向遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心的方向延伸,以將所述定量腔體內(nèi)的待測(cè)溶液從另一端排出。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微流控芯片還具有出液滲透孔,所述出液滲透孔的一端在所述第二毛細(xì)流道所在的一側(cè)表面與所述第二毛細(xì)流道的用于將待測(cè)溶液排出的一端連接,另一端開(kāi)口于所述微流控芯片的另一側(cè)表面。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微流控芯片還具有第二廢液腔體,所述第二廢液腔體通過(guò)一溢流流道與所述分離腔體連接,所述溢流流道相對(duì)于所述第二廢液腔體和所述分離腔體更靠近于所述旋轉(zhuǎn)中心。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微流控芯片還具有分液流道,所述分液流道與所述緩沖腔體連接并自該連接端圍繞所述旋轉(zhuǎn)中心延伸至其另一端;所述定量腔體有多個(gè),多個(gè)所述定量腔體在所述分液流道的外側(cè)圍繞所述旋轉(zhuǎn)中心分布,且各所述定量腔體均與所述分液流道連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微流控芯片還具有貫穿所述微流控芯片的第一滲透孔和第二滲透孔;所述微流控芯片具有相對(duì)的兩側(cè)表面,分別為第一表面和第二表面,所述緩沖腔體與所述分液流道分別位于所述第一表面和所述第二表面,所述第一滲透孔的一端在第一表面與所述緩沖腔體連接,另一端在所述第二表面與所述分液流道連接;所述定量腔體位于所述第一表面,所述第二滲透孔的一端在所述第二表面與所述分液流道連接,另一端在所述第一表面與對(duì)應(yīng)的所述定量腔體連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微流控芯片還具有第三滲透孔和質(zhì)控腔體,所述質(zhì)控腔體位于所述第一表面,所述第三滲透孔貫穿所述微流控芯片,所述第三滲透孔的一端在所述第二表面與所述分液流道的靠近尾端位置連接且另一端在所述第一表面與所述質(zhì)控腔體連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微流控芯片還具有第四滲透孔和第三廢液腔體,所述第三廢液腔體位于所述第一表面,所述第四滲透孔貫穿所述微流控芯片,所述第四滲透孔的一端在所述第二表面與所述分液流道的尾端連接且另一端在所述第一表面與所述第三廢液腔體連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中,部分腔體上直接設(shè)置有透氣孔來(lái)排氣,部分腔體通過(guò)與其連接的其他腔體上設(shè)置的透氣孔來(lái)排氣,所述透氣孔相對(duì)于其直接連接的腔體更靠近于所述旋轉(zhuǎn)中心。在其中一個(gè)實(shí)施例中,相互連接的兩個(gè)腔體或相互連接的腔體與孔之間通過(guò)微流道連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述加樣腔體圍繞所述旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置;和/或所述加樣腔體自加樣的一端至其另一端的尺寸逐漸增大。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微流控芯片上還設(shè)有定位孔。一種體外檢測(cè)裝置,其特征在于,包括上述任一實(shí)施例所述的微流控芯片和檢測(cè)機(jī)構(gòu),所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)與所述定量腔體連通,所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)所述定量腔體內(nèi)的樣本。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)為干化學(xué)試紙。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述干化學(xué)試紙包括支撐層和在所述支撐層上依次層疊設(shè)置的反應(yīng)指示層和擴(kuò)散層,所述反應(yīng)指示層中含有能夠與待測(cè)樣本中目標(biāo)物質(zhì)反應(yīng)的反應(yīng)試劑和指示試劑,所述擴(kuò)散層通過(guò)其進(jìn)樣口面向于定量腔體。在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述微流控芯片圍繞各所述定量腔體設(shè)有安裝槽,所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)鑲嵌在各所述安裝槽中與所述定量腔體連通。上述微流控芯片具有加樣腔體、分離腔體、第一廢液腔體、第一毛細(xì)流道、緩沖腔體和定量腔體,其中加樣腔體有多個(gè),并且至少有一個(gè)加樣腔體依次經(jīng)由分離腔體和第一毛細(xì)流道與緩沖腔體連接,因而,在加樣的時(shí)候可以根據(jù)加入的樣本溶液的類型選擇不同的加樣腔體,例如當(dāng)需要對(duì)全血樣本進(jìn)行檢測(cè)時(shí),就可

以將其加入至與分離腔體連接的加樣腔體中,后續(xù)在離心作用下,可以實(shí)現(xiàn)全血樣本溶液中血細(xì)胞與血清或血漿)的分離,血細(xì)胞等雜物可以被離心沉積在第一廢液腔體中,而血清留在分離腔體中;又如當(dāng)需要對(duì)血清樣本進(jìn)行檢測(cè)時(shí),就可以直接將其加入至與緩沖腔體連接的加樣腔體中,無(wú)需對(duì)其進(jìn)行離心分離直接可以進(jìn)行后續(xù)的定量和檢測(cè)過(guò)程。該微流控芯片可以對(duì)不同樣本進(jìn)行區(qū)分處理,使用靈活方便,有利于根據(jù)樣本溶液的屬性合理使用,有利于降低樣本溶液的浪費(fèi),節(jié)省樣本的使用量。附圖說(shuō)明圖1、圖2和圖3分別為本發(fā)明一實(shí)施例的微流控芯片的正面、反面和側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為一干化學(xué)試紙條的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5-1至圖5-14為微流控芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)全血樣本溶液的分離、定量和檢測(cè)流程示意。圖6為微流控芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)血清樣本的加樣示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:10:微流控芯片,101:旋轉(zhuǎn)中心,102:第一表面,103:第二表面,104:芯片本體,105:蓋膜;11:加樣腔體,110:加樣孔,111:第一加樣腔體,112:第二加樣腔體;12:分離腔體;13:第一廢液腔體;14:第一毛細(xì)流道,14a、14b和14c分別為第一毛細(xì)流道的前段、彎折頂點(diǎn)和后段;15:緩沖腔體;16:定量腔體;17:第二毛細(xì)流道,17a、17b和17c分別為第二毛細(xì)流道的前段、彎折頂點(diǎn)和后段;18:出液滲透孔;19:第二廢液腔體,191:溢流流道;20:分流流道;21:第一滲透孔;22:第二滲透孔;23:第三滲透孔;24:質(zhì)控腔體;25:第四滲透孔;26:第三廢液腔體;27:透氣孔;28:微流道;29:定位孔;30:安裝槽;40:干化學(xué)試紙,41:支撐層,42:反應(yīng)指示層,43:擴(kuò)散層。具體實(shí)施方式為了便于理解本發(fā)明,下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。但是,本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn),并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地,提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。需要說(shuō)明的是,當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件,它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件,如通過(guò)微流道連接。除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2,本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種微流控芯片10,其具有加樣腔體11、分離腔體12、第一廢液腔體13、第一毛細(xì)流道14、緩沖腔體15和定量腔體16。加樣腔體11具有加樣孔110。在本實(shí)施例中,加樣腔體11有多個(gè),各加樣腔體11與緩沖腔體15連接且其中至少有一個(gè)加樣腔體11是依次經(jīng)由分離腔體12和第一毛細(xì)流道14與緩沖腔體15連接。緩沖腔體15與定量腔體16連接。分離腔體12還與第一廢液腔體13連接。

微流控芯片10的中部為旋轉(zhuǎn)安裝部,其具有旋轉(zhuǎn)中心101,該旋轉(zhuǎn)中心101即離心操作時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。分離腔體12相對(duì)于與其連接的加樣腔體11更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心101,第一廢液腔體13相對(duì)于分離腔體12更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心101,緩沖腔體15相對(duì)于與其連接的加樣腔體11更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心101,第一毛細(xì)流道14自與分離腔體12連接的一端逐漸向靠近旋轉(zhuǎn)中心101的方向可以是各逐漸靠近旋轉(zhuǎn)中心101的方向,例如可以是但不限于朝向旋轉(zhuǎn)中心101的徑向)延伸并彎折后向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心101的方向可以是各逐漸遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心101的方向,例如可以是但不限于背離旋轉(zhuǎn)中心101的徑向)延伸以與緩沖腔體15連接且該彎折位置相對(duì)于分離腔體12和緩沖腔體15更靠近于旋轉(zhuǎn)中心101,定量腔體16較緩沖腔體15更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心101。例如在圖示的具體示例中,加樣腔體11有兩個(gè),分別為第一加樣腔體111和第二加樣腔體112。其中,第一加樣腔體111經(jīng)過(guò)分離腔體12和第一毛細(xì)流道14與緩沖腔體15連接,第二加樣腔體112與緩沖腔體15直接連接。本文所述的直接連接是指連接的兩個(gè)對(duì)象之間不經(jīng)由其他腔體連接,但不限于二者之間設(shè)置用于連通的微流道、毛細(xì)流道等結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步,在圖示的具體示例中,第一加樣腔體111和第二加樣腔體112均圍繞旋轉(zhuǎn)中心101設(shè)置。第一加樣腔體111用于加入全血等樣本溶液,其容積較大,圍繞旋轉(zhuǎn)中心101的首尾靠近,需要對(duì)其中加入的樣本溶液進(jìn)行離心分離;第二加樣腔體112用于加入血清或血漿等樣本溶液,其容積相對(duì)較小,無(wú)需對(duì)其中加入的樣本溶液進(jìn)行離心分離。優(yōu)選地,加樣腔體11自加樣的一端至其另一端的尺寸逐漸增大,這樣便于樣本溶液在腔體內(nèi)流動(dòng)使樣本溶液順利地從一端流至另一端以便于加樣。本文所述的“圍繞”可成封閉環(huán)或不成封閉環(huán),例如可以圍繞成角度大于180°的扇形或圍繞成角度在90°左右的扇形等,可理解,根據(jù)加樣量的需要,圍繞成的扇形圓心角的角度不限。在圖示的具體示例中,該微流控芯片10還具有第二毛細(xì)流道17。第二毛細(xì)流道17的一端與定量腔體16連接,且自與定量腔體16連接后向靠近旋轉(zhuǎn)中心101的方向延伸并彎折后向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心101的方向延伸,以將定量腔體16內(nèi)的待測(cè)溶液從另一端排出。進(jìn)一步,在圖示的具體示例中,微流控芯片10還具有出液滲透孔18。出液滲透孔18的一端在第二毛細(xì)流道17所在的一側(cè)表面與第二毛細(xì)流道17的用于將待測(cè)溶液排出的一端連接,另一端開(kāi)口于微流控芯片10的另一側(cè)表面,以將待測(cè)樣本溶液導(dǎo)出,例如導(dǎo)出至試紙條或其他檢測(cè)機(jī)構(gòu)中。在圖示的具體示例中,微流控芯片10還具有第二廢液腔體19。第二廢液腔體19通過(guò)一溢流流道191與分離腔體12連接。溢流流道191相對(duì)于第二廢液腔體19和分離腔體12更靠近于旋轉(zhuǎn)中心101。當(dāng)分離腔體12和第一廢液腔體13中盛滿液體時(shí),多余的液體通過(guò)液流流道191進(jìn)入第二廢液腔體19。在圖示的示例中,第二廢液腔體19整體呈長(zhǎng)條形,一端靠近于旋轉(zhuǎn)中心101且另一端遠(yuǎn)離于旋轉(zhuǎn)中心101。在圖示的具體示例中,微流控芯片10還具有分液流道20。分液流道20與緩沖腔體15連接并自該連接端圍繞旋轉(zhuǎn)中心101延伸至其另一端。進(jìn)一步,定量腔體16有多個(gè),多個(gè)定量腔體16在分液流道20的外側(cè)圍繞旋轉(zhuǎn)中心101分布,且各定量腔體16均與分液流道20連接。在圖示的具體示例中,各定量腔體16、第二毛細(xì)流道17和出液滲透孔18構(gòu)成一定量檢測(cè)單元,因而該微流控芯片10圍繞其旋轉(zhuǎn)中心101具有多個(gè)定量

檢測(cè)單元。通過(guò)設(shè)置多個(gè)定量檢測(cè)單元,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣本溶液的多次定量,可以用于對(duì)同一樣本的同一指標(biāo)進(jìn)行多次重復(fù)檢測(cè),以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,或者對(duì)同一樣本的多個(gè)不同指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),以全面反映樣本溶液的各項(xiàng)指標(biāo)。具有多個(gè)定量檢測(cè)單元的微流控芯片10的集成度高,可顯著提高單次檢測(cè)通量。如圖1和圖2所示,該圖示的微流控芯片10還具有貫穿微流控芯片10的第一滲透孔21和第二滲透孔22。該微流控芯片10具有相對(duì)的兩側(cè)表面,分別為第一表面102和第二表面103。緩沖腔體15與分液流道20分別位于第一表面102和第二表面103。第一滲透孔21的一端在第一表面102與緩沖腔體15連接,另一端在第二表面103與分液流道20連接。定量腔體16位于第一表面102,第二滲透孔22有多個(gè),多個(gè)第二滲透孔22的一端在第二表面103與分液流道20連接,另一端在第一表面102與對(duì)應(yīng)的定量腔體16連接。通過(guò)將分液流道20設(shè)于微流控芯片10的另一表面,可以在一定尺寸范圍內(nèi)提高微流控芯片10的集成度,有利于減小微流控芯片10的尺寸,利于產(chǎn)品的小型化和便攜化設(shè)計(jì)。在圖示的具體示例中,該微流控芯片10還具有第三滲透孔23和質(zhì)控腔體24。質(zhì)控腔體24位于第一表面102,第三滲透孔23貫穿微流控芯片10,第三滲透孔23的一端在第二表面103與分液流道20的靠近尾端位置連接且另一端在第一表面102與質(zhì)控腔體24連接。通過(guò)設(shè)置質(zhì)控腔體24,可以通過(guò)觀察質(zhì)控腔體24中的液體有無(wú)判斷各定量腔體16中是否盛滿液體,從而可以準(zhǔn)確的對(duì)樣本溶液進(jìn)行定量,避免出現(xiàn)部分定量腔體16中沒(méi)有盛滿樣本溶液而出現(xiàn)各定量檢測(cè)單元的檢測(cè)量不一致而影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的問(wèn)題發(fā)生。在圖示的具體示例中,該微流控芯片10還具有第四滲透孔25和第三廢液腔體26。第三廢液腔體26位于第一表面102,第四滲透孔25貫穿微流控芯片10,第四滲透孔25的一端在第二表面103與分液流道20的尾端連接且另一端在第一表面102與第三廢液腔體26連接。進(jìn)一步,在圖示的示例中,第三廢液腔體26在各定量檢測(cè)單元的外側(cè)圍繞旋轉(zhuǎn)中心101設(shè)置,該第三廢液腔體26尺寸較大,以可以充分預(yù)留足夠的容積容納多余的待測(cè)樣本溶液,這樣在加樣的時(shí)候就可以稍多加一些樣本溶液,防止因樣本溶液不足而導(dǎo)致部分定量腔體16中盛不滿待測(cè)樣本溶液的問(wèn)題發(fā)生。在圖示的具體示例中,部分腔體上直接設(shè)置有透氣孔27來(lái)排氣,部分腔體通過(guò)與其連接的其他腔體上設(shè)置的透氣孔27來(lái)排氣,各透氣孔27相對(duì)于其直接連接的腔體更靠近于旋轉(zhuǎn)中心101。例如,第一加樣腔體111和第二加樣腔體112均設(shè)有透氣孔27,優(yōu)選地,二者共用一個(gè)透氣孔27;又如,各定量腔體16、第二廢液腔體19、質(zhì)控腔體24、第三廢液腔體26均獨(dú)立設(shè)有透氣孔27。在圖示的具體示例中,相互連接的兩個(gè)腔體或相互連接的腔體與孔之間通過(guò)微流道28連接。例如,第一加樣腔體111與分離腔體12之間,分離腔體12與第一廢液腔體13之間,以及各腔體與對(duì)應(yīng)的透氣孔27之間均通過(guò)微流道28連接。本文所述的毛細(xì)流道(如第一毛細(xì)流道14和第二毛細(xì)流道17)是比微流道28尺寸例1如寬度和/或深度)更小的流道結(jié)構(gòu)。在一個(gè)具體示例中,各毛細(xì)流道主體部分呈V字形狀,其折彎部分靠近于旋轉(zhuǎn)中心101。優(yōu)選地,各毛細(xì)流道的寬度為0.1mm?0.2mm,深度為0.1mm?0.2mm;或者各毛細(xì)流道的寬度為0.2mm?0.5mm,深度為0.2mm?0.5mm。當(dāng)各毛細(xì)流道的寬度為0.1mm?0.2mm,深度為0.1mm?0.2mm時(shí)無(wú)需進(jìn)行表面處理,當(dāng)各毛細(xì)流道的寬度為

0.2mm?0.5mm,深度為0.2mm?0.5mm時(shí),各毛細(xì)流道的流道壁優(yōu)選經(jīng)PEG4000等惰性物質(zhì)表面處理。進(jìn)一步優(yōu)選地,各毛細(xì)流道的寬度為0.2mm,深度也為0.2mm。各毛細(xì)流道在樣本溶液進(jìn)入后,使樣本溶液可以借由毛細(xì)作用流動(dòng)至其另一端。更進(jìn)一步優(yōu)選地,各毛細(xì)流道在不同的段有不同的尺寸,例如在折彎部位的寬度為0.2mm,深度也為0.2mm,其他部位的寬度為0.5mm,深度也為0.2mm,以便于液體流動(dòng)和在局部形成虹吸和毛細(xì)作用。所述PEG4000表面處理可以是但不限于將1wt%的PEG4000溶液加入到毛細(xì)流道中,自然干燥后形成。PEG4000表面處理有利于增加毛細(xì)流道的毛細(xì)作用力,并且PEG4000在反應(yīng)體系中屬于惰性物質(zhì),一般不會(huì)與樣本和檢測(cè)試劑等起反應(yīng),因而不會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。各毛細(xì)流道的彎折頂點(diǎn)位置距離旋轉(zhuǎn)中心101的距離小于與其直接連接的腔體整體距離旋轉(zhuǎn)中心101的距離,這樣在離心的時(shí)候,樣本溶液隨毛細(xì)流道流動(dòng),但由于離心力的作用大于毛吸力,樣本溶液不會(huì)流至毛細(xì)流道的彎折頂點(diǎn)位置,因而在離心分離樣本溶液時(shí),毛細(xì)流道就可以起到閥門的作用,在樣本溶液定量以及檢測(cè)的時(shí)候達(dá)到關(guān)閉的效果。通過(guò)設(shè)計(jì)具有上述結(jié)構(gòu)的微流控芯片10,可以一次離心即可對(duì)樣本溶液進(jìn)行分離和定量,操作簡(jiǎn)單,有利于提高對(duì)樣本溶液的分離和定量的效率。進(jìn)一步,該微流控芯片10上還具有定位孔29。通過(guò)設(shè)計(jì)定位孔29,便于配套的檢測(cè)設(shè)備識(shí)別微流控芯片10的位置,以確定安裝在微流控芯片10上的檢測(cè)機(jī)構(gòu)例如干化學(xué)試紙?jiān)谛酒?0上的相對(duì)位置,從而確定個(gè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)項(xiàng)目,以完成檢測(cè)獲得對(duì)應(yīng)的結(jié)果。在一個(gè)具體示例中,如圖3所示,微流控芯片10包括芯片本體104和覆蓋在芯片本體104兩側(cè)表面上的蓋膜105。加樣腔體11、分離腔體12、第一廢液腔體13、第一毛細(xì)流道14、緩沖腔體15、定量腔體16、第二毛細(xì)流道17、第二廢液腔體19、液流流道191、分液流道20、質(zhì)控腔體24、第三廢液腔體26和用于連接各腔體的微流道28均位于芯片本體104的同一側(cè)表面上,例如第一表面102上,透氣孔27開(kāi)設(shè)于該側(cè)的蓋膜105上,分液流道20位于芯片本體104的另一側(cè)的表面上,例如第二表面103上。芯片本體104與兩側(cè)的蓋膜105配合形成微流控芯片10的各腔體和流道微流道和毛細(xì)流道等)結(jié)構(gòu)。具體地,各腔體和流道結(jié)構(gòu)的溝槽等均預(yù)形成在芯片本體104上,后續(xù)通過(guò)蓋膜12覆蓋并密封在芯片本體104的正面即可形成完成對(duì)腔體和流道結(jié)構(gòu)的封裝,形成完整的腔體和流道結(jié)構(gòu)。芯片本體104的材質(zhì)可以選用但不限于單晶硅片、石英、玻璃或高分子有機(jī)聚合物材料,例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯(PC)或水凝膠等。整個(gè)芯片本體104優(yōu)選為圓盤狀,便于安裝和保證離心過(guò)程的穩(wěn)定性。蓋膜105可以是與芯片本體104相同的材質(zhì),此外,還可以是帶有粘性的膠帶,如壓敏膠帶、雙面膠帶或模切膠帶等,其與芯片本體104配合構(gòu)成整個(gè)微流控芯片10,裝配簡(jiǎn)單,無(wú)需使用復(fù)雜、昂貴的超聲焊接技術(shù),直接粘接即可,可以顯著降低制作成本。可理解,在其他具體示例中,微流控芯片10也可以采用成本較高的超聲焊接技術(shù)焊接形成,或者采用3D打印技術(shù)一體成型。本發(fā)明還提供了一實(shí)施例的體外檢測(cè)裝置,其包括上述任一具體示例中的微流控芯片10和檢測(cè)機(jī)構(gòu),檢測(cè)機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)定量腔體16內(nèi)的樣本。

在一個(gè)具體示例中,檢測(cè)機(jī)構(gòu)為干化學(xué)試紙。檢測(cè)機(jī)構(gòu)與定量腔體16連通。更具體地,如圖4所示,該干化學(xué)試紙40可以包括支撐層41和在支撐層41上依次層疊設(shè)置的反應(yīng)指示層42和擴(kuò)散層43。反應(yīng)指示層42中含有能夠與待測(cè)樣本中目標(biāo)物質(zhì)反應(yīng)的反應(yīng)試劑和指示試劑,擴(kuò)散層43通過(guò)進(jìn)樣口與定量腔體16連通,例如可以是但不限于通過(guò)進(jìn)樣口與出液滲透孔18連通。反應(yīng)指示層42中的反應(yīng)試劑和指示試劑可以位于同一層,也可以分別設(shè)于不同子層中。可理解,在其他具體示例中,檢測(cè)機(jī)構(gòu)也不限于干化學(xué)試紙,也可以是各類其他試紙條或者反應(yīng)器等。在一個(gè)具體示例中,微流控芯片10圍繞各定量檢測(cè)單元設(shè)有安裝槽30。檢測(cè)機(jī)構(gòu)如干化學(xué)試紙40可以鑲嵌在各安裝槽30中。上述微流控芯片10具有加樣腔體11、分離腔體12、第一廢液腔體13、第一毛細(xì)流道14、緩沖腔體15和定量腔體16,其中加樣腔體11有多個(gè),并且至少有一個(gè)加樣腔體11依次經(jīng)由分離腔體12和第一毛細(xì)流道14與緩沖腔體15連接,因而,在加樣的時(shí)候可以根據(jù)加入的樣本溶液的類型選擇不同的加樣腔體11,例如當(dāng)需要對(duì)全血樣本進(jìn)行檢測(cè)時(shí),就可以將其加入至與分離腔體12連接的加樣腔體11中,后續(xù)在離心作用下,可以實(shí)現(xiàn)全血樣本溶液中血細(xì)胞與血清或血漿)的分離,血細(xì)胞等雜物可以被離心沉積在第一廢液腔體13中,而血清留在分離腔體12中;又如當(dāng)需要對(duì)血清樣本進(jìn)行檢測(cè)時(shí),就可以直接將其加入至與緩沖腔體15連接的加樣腔體11中,無(wú)需對(duì)其進(jìn)行離心分離直接可以進(jìn)行后續(xù)的定量和檢測(cè)過(guò)程。該微流控芯片10可以對(duì)不同樣本進(jìn)行區(qū)分處理,使用靈活方便,有利于根據(jù)樣本溶液的屬性合理使用,有利于降低樣本溶液的浪費(fèi),節(jié)省樣本的使用量。具體地,以圖1和圖2所示的微流控芯片10為例,在進(jìn)行全血樣本和純血清或血漿)樣本檢測(cè)時(shí),可以按照但不限于如下操作進(jìn)行。對(duì)于全血樣本,整個(gè)測(cè)試流程包括三個(gè)階段:分離、定量和檢測(cè)。其中分離是指通過(guò)高速離心將血清和血細(xì)胞進(jìn)行分離的過(guò)程,定量是將分離得到的血清在各定量腔體16中進(jìn)行測(cè)試需要量的定量,檢測(cè)是將定量過(guò)程中獲得的血清導(dǎo)出至檢測(cè)機(jī)構(gòu)中進(jìn)行檢測(cè)。整個(gè)過(guò)程可參考如下:如圖5-1所示,首先向第一加樣腔體111中加入全血樣本,第一加樣腔體111中多余的空氣經(jīng)由相應(yīng)的透氣孔27排出;加完全血樣本后,將微流控芯片10安裝至含有離心功能的設(shè)備中,啟動(dòng)高速離心,控制轉(zhuǎn)速例如在3000?6000rpm之間,如圖5-2所示,全血樣本流入至分離腔體12和第一廢液腔體13中,多余的全血樣本經(jīng)由液流流道191流入至第二廢液腔體19中,腔體內(nèi)多余的空氣經(jīng)由第二廢液腔體19上設(shè)置的透氣孔27排出;繼續(xù)離心,如圖5-3所示,在離心力的作用下,全血樣本中的血清和血細(xì)胞分離,血細(xì)胞在離心力的作用下將全部聚集到第一廢液腔體13中,而血清保留在分離腔體12中;與此同時(shí),會(huì)有部分血清進(jìn)入與分離腔體12連接的第一毛細(xì)流道14中,如圖5-4所示,由于離心力大于第一毛細(xì)流道14內(nèi)的毛細(xì)管力,進(jìn)入第一毛細(xì)流道14內(nèi)的血清當(dāng)?shù)竭_(dá)與分離腔體12的最高點(diǎn)齊平時(shí)便不再流動(dòng),停留在前段14a,而第一毛細(xì)流道14靠近旋轉(zhuǎn)中心101的彎折頂點(diǎn)的位置較分離腔體12整體更靠近于旋轉(zhuǎn)中心,因而血清不會(huì)越過(guò)彎折頂點(diǎn)14b,更不會(huì)進(jìn)入后段14c,第一毛細(xì)流道14在全血樣本離心分離時(shí)起到閥門的作用;

如圖5-5、5-6和5-7所示,當(dāng)全血樣本離心分離結(jié)束后,停止離心,此時(shí)在第一毛細(xì)流道14內(nèi)的血清會(huì)在毛細(xì)管力的作用下沿第一毛細(xì)流道14的內(nèi)部流動(dòng),并最終越過(guò)彎折頂點(diǎn)14b由后段14c進(jìn)入緩沖腔體15,然后繼續(xù)開(kāi)啟離心,分離的血清樣本經(jīng)由緩沖腔體15進(jìn)入第一滲透孔21,并進(jìn)入分液流道20中,經(jīng)過(guò)分液流道20分液,將血清經(jīng)由第二滲透孔22引導(dǎo)至各定量腔體16中;如圖5-8和5-9所示,當(dāng)各定量腔體16中填滿血清樣本后,多余血清樣本經(jīng)由第三滲透孔23進(jìn)入質(zhì)控腔體24中,可以通過(guò)測(cè)試儀器檢測(cè)質(zhì)控腔體24的狀態(tài),檢測(cè)其中是否有血清,當(dāng)質(zhì)控腔體24中有血清存

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