專利名稱：一種有導(dǎo)流體的微流體芯片及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微觀尺度下流體控制和檢測領(lǐng)域，具體為一種有導(dǎo)流體的聚合物微流體芯片及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
微流體技術(shù)是檢測和操控微小體積流體的技術(shù)，是應(yīng)用于生物和化學(xué)流體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析和控制方法。微流體技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)的應(yīng)用和潛在的應(yīng)用包括疾病診斷、生命科學(xué)研究、以及生物和/或化學(xué)傳感器研制。聚合物微流體結(jié)構(gòu)包括基板和隔膜。在聚合微流體結(jié)構(gòu)中，基板上可以有各種結(jié)構(gòu)，可以是微流體通道或路徑，通孔，及各種容器?；迮c隔膜結(jié)合，可構(gòu)成閥結(jié)構(gòu)，施加力使隔膜變形，因此致動閥驅(qū)使液體流動，構(gòu)成泵結(jié)構(gòu)；通過外部動力與閥結(jié)構(gòu)、泵結(jié)構(gòu)耦合，作為微流體芯片內(nèi)液體流動的驅(qū)動裝置。根據(jù)應(yīng)用要求，對微流體芯片進(jìn)行個性化設(shè)計，實現(xiàn)高效率樣本檢測?！拔⒘骺匦酒笔遣捎媚撤N控制方式的微流體芯片。聚合物微流體結(jié)構(gòu)的特點是在“微”上，整體結(jié)構(gòu)微，使用樣本量微，使用試劑量微，芯片上流體流量微。因此，為得到應(yīng)用目標(biāo)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性，要求對微流體控制的高精度。目前，微流體芯片在應(yīng)用中存在的重要問題是液體在從容器中流動流出時會在容器內(nèi)壁上產(chǎn)生殘留液滴，附著在容器內(nèi)壁上。這種殘留，其量雖然微小，但其對微流體產(chǎn)生的相對殘留量比率是不能忽略的。殘留液的問題是影響聚合物微流體應(yīng)用的重要問題?，F(xiàn)有的聚合物微流體芯片，其容器101如圖3所示，當(dāng)將容器內(nèi)溶液113泵出后，在容器內(nèi)壁上會留有一些附著的殘留液滴114，即使容器內(nèi)壁采用圓弧角也難以避免。殘留液體會影響檢測結(jié)果，它會使溶液量減少產(chǎn)生誤差；另外，當(dāng)此容器再次使用時，有其它溶液泵入，會造成污染，影響正常的反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有微流體芯片存在的不足，本發(fā)明的目的是提出一種有導(dǎo)流體的聚合物微流體芯片。為實現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案為一種有導(dǎo)流體的聚合物微流體芯片，在微流體芯片的溶液池內(nèi)有導(dǎo)流體，該導(dǎo)流體與溶液池壁之間的空隙為O I. 5_。其中，所述導(dǎo)流體的形狀根據(jù)溶液池形狀不同而不同，是圓球體、橢圓球體、多面體或不規(guī)則幾何體中的一種。當(dāng)溶液池是不規(guī)則形狀時，導(dǎo)流體也可以是不規(guī)則的。其中，所述導(dǎo)流體與溶液池壁之間的空隙取決于溶液的粘度(常溫測定)，當(dāng)溶液粘度為O. 6 I. 2mPa · s時，所述空隙為O O. 9mm,當(dāng)溶液粘度為I. 2 6. OmPa · s時，所述空隙為O. 9 I. 5mmο其中，所述導(dǎo)流體表面經(jīng)過硅化處理。、
其中，所述導(dǎo)流體表面包被有抗原或抗體。其中，所述導(dǎo)流體上方安置有限位器(112)，限位器與溶液池壁固定在一起，當(dāng)球體比重低于液體時，限定導(dǎo)流體浮動和運動范圍，使導(dǎo)流體完全浸入溶液。本發(fā)明提出的微流體芯片包括以下6個溶液池樣本池(201)、稀釋液池(202)、標(biāo)記液池(203)、解離液池(204)、清洗液池(205)、廢液池(206)，每個池底部有通孔(104)； 其中樣本池(201)中設(shè)有樣本池閥(211)和樣本通孔，稀釋液池202中設(shè)有稀釋液池閥(212)和稀釋液通孔，標(biāo)記液池(203)設(shè)有標(biāo)記液閥(213)和標(biāo)記液通孔，解離液池(204)中設(shè)有解離液閥(214)和解離液通孔，清洗液池(205)設(shè)有清洗液閥(215)和清洗液通孔，廢液池(206)設(shè)有廢液閥(216)和廢液通孔；各閥通過通道(106)分別與主閥(217)相連；所述樣本池閥(211)、主閥(217)、稀釋液池閥(212)及通孔和通道構(gòu)成樣本池(201)-稀釋液池(202)之間的雙向的樣本稀釋泵(302)；所述樣本池閥(211)、主閥(217)、清洗液閥(215)及通孔、通道，構(gòu)成樣本池(201)-清洗液池(205)之間的單向的樣本清洗泵(305)；所述樣本池閥(211)、主閥(217)、廢液閥(216)及通孔、通道，構(gòu)成樣本池(201)-廢液池(206)之間的單向的樣本廢液泵(306)；所述樣本池閥(211)、主閥(217)、標(biāo)記液池閥(213)及通道，構(gòu)成樣本池(201)-標(biāo)記液池(203)之間的雙向的樣本標(biāo)記泵(303)；所述樣本池閥(211)、主閥(217)、解離液池閥(214)及通道，構(gòu)成樣本池(201)-解離增強(qiáng)液池(204)之間的雙向的樣本解離增強(qiáng)泵(304)。本發(fā)明所述的微流體芯片在生化、免疫和分子檢測中的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果在于可減少排液殘留在每次溶液排出時，當(dāng)溶液從通孔104排出時，泵產(chǎn)生負(fù)壓，產(chǎn)生氣流115，由于導(dǎo)流體的存在，使導(dǎo)流體與容器之間形成間隙，氣流115增強(qiáng)數(shù)倍，將殘留液滴114抽走；另外，泵在工作時，氣流115會使導(dǎo)流體111運動，變換位置，這樣會將不同位置上的殘留液滴114抽走?？煽刂迫芤罕萌霑r的濺射當(dāng)溶液從基板通孔104泵入時，流速很大，會產(chǎn)生濺射，導(dǎo)流體可以阻止溶液泵入的濺射；本池內(nèi)的限位器，使導(dǎo)流體不會浮出液面，減少導(dǎo)流體與溶液無接觸時間；在導(dǎo)流體上包被與在容器中包被相比較，工藝簡單，更便于控制包被質(zhì)量?？商岣叻磻?yīng)效率將導(dǎo)流體表面進(jìn)行包被，抗體包被在導(dǎo)流體上，放置在樣本容器中，加入樣本后，抗原抗體結(jié)合。在樣本池中，泵工作，使溶液在兩個池間不停地往復(fù)流動，包被的導(dǎo)流體隨之轉(zhuǎn)動，使溶液中的抗原與包被表面的抗體有效接觸，遠(yuǎn)比振動的效果更加充分，提高反應(yīng)效率。


圖I為本發(fā)明聚合物微流體芯片結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I沿A-A向的溶液池101剖面圖。圖3為圖2中的B處的局部放大圖。圖4為溶液池剖面圖。
圖5，溶液池剖面圖，無導(dǎo)流體時，有殘留液滴114。圖6為溶液池剖面圖，有導(dǎo)流體排液產(chǎn)生氣流115。圖7為本發(fā)明聚合物微流體芯片溶液池俯視圖。圖8為本發(fā)明聚合物微流體芯片底部仰視圖。圖9為樣本稀釋泵302。圖10為樣本清洗泵305，樣本廢液泵306。圖11為稀釋液池、樣本池、清洗液池之間的連接。圖12為樣本標(biāo)記泵303。圖13為樣本解離增強(qiáng)泵304。圖14為本發(fā)明聚合物微流體檢測裝置。圖I 14中，各序號代表的部件如表I。表I :各序號代表的部件
權(quán)利要求
1.一種有導(dǎo)流體的聚合物微流體芯片，其特征在于，在所述微流體芯片的溶液池內(nèi)有導(dǎo)流體，該導(dǎo)流體與溶液池壁之間的空隙為O I. 5mm。
2.如權(quán)利要求I所述的微流體芯片，其特征在于，所述導(dǎo)流體的形狀根據(jù)溶液池形狀不同而不同，是圓球體、橢圓球體、多面體或不規(guī)則幾何體中的一種。
3.如權(quán)利要求I所述的微流體芯片，其特征在于，所述導(dǎo)流體與溶液池壁之間的空隙取決于溶液的粘度，當(dāng)溶液粘度為O. 6 I. 2mPa-s時，所述空隙為O O. 9mm,當(dāng)溶液粘度為I. 2 6. OmPa · s時，所述空隙為O. 9 I. 5mm。
4.如權(quán)利要求I所述的微流體芯片，其特征在于，所述導(dǎo)流體表面經(jīng)過硅化處理。
5.如權(quán)利要求I所述的微流體芯片，其特征在于，所述導(dǎo)流體表面包被有抗原或抗體。
6.如權(quán)利要求I所述的微流體芯片，其特征在于，所述導(dǎo)流體上方安置有限位器(112)，限位器與溶液池壁固定在一起。
7.如權(quán)利要求I所述的微流體芯片，其特征在于，該芯片包括以下6個溶液池樣本池(201)、稀釋液池(202)、標(biāo)記液池(203)、解離液池(204)、清洗液池(205)、廢液池(206)，每個池底部有通孔(104);其中樣本池(201)中設(shè)有樣本池閥(211)和樣本通孔，稀釋液池202中設(shè)有稀釋液池閥(212)和稀釋液通孔，標(biāo)記液池(203)設(shè)有標(biāo)記液閥(213)和標(biāo)記液通孔，解離液池(204)中設(shè)有解離液閥(214)和解離液通孔，清洗液池(205)設(shè)有清洗液閥(215)和清洗液通孔，廢液池(206)設(shè)有廢液閥(216)和廢液通孔；各閥通過通道(106)分別與主閥(217)相連； 所述樣本池閥(211)、主閥(217)、稀釋液池閥(212)及通孔和通道構(gòu)成樣本池(201)-稀釋液池(202)之間的雙向的樣本稀釋泵(302)； 所述樣本池閥(211)、主閥(217)、清洗液閥(215)及通孔、通道，構(gòu)成樣本池(201)-清洗液池(205)之間的單向的樣本清洗泵(305)； 所述樣本池閥(211)、主閥(217)、廢液閥(216)及通孔、通道，構(gòu)成樣本池(201)-廢液池(206)之間的單向的樣本廢液泵(306)； 所述樣本池閥(211)、主閥(217)、標(biāo)記液池閥(213)及通道，構(gòu)成樣本池(201)-標(biāo)記液池(203)之間的雙向的樣本標(biāo)記泵(303)； 所述樣本池閥(211)、主閥(217)、解離液池閥(214)及通道，構(gòu)成樣本池(201)-解離增強(qiáng)液池(204)之間的雙向的樣本解離增強(qiáng)泵(304)。
8.權(quán)利要求I 7所述的微流體芯片在生化、免疫和分子檢測中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有導(dǎo)流體的聚合物微流體芯片，在微流體芯片的溶液池內(nèi)有導(dǎo)流體，導(dǎo)流體表面包被有抗原或抗體，該導(dǎo)流體與溶液池壁之間的空隙為0～1.5mm。本發(fā)明的微流體芯片可減少排液殘留，使導(dǎo)流體與容器之間形成間隙，氣流增強(qiáng)，將殘留液滴抽走；可控制溶液泵入時的濺射，便于控制包被質(zhì)量；在溶液池中的導(dǎo)流體的轉(zhuǎn)動，使溶液中的抗原與包被導(dǎo)流體表面的抗體有效接觸，比振動的效果更加充分，提高反應(yīng)效率。
文檔編號B01L3/00GK102671726SQ20121012102
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者楊奇 申請人:北京博暉創(chuàng)新光電技術(shù)股份有限公司