本實用新型涉及生物反應的檢測或分析等中使用的試樣分析流體芯片和試樣分析方法、以及用于試樣分析流體芯片的設備。特別是，涉及能夠用于蛋白或DNA分析的生物芯片(disposable biochip)及其設備。

背景技術：

生化試劑的保存及反應通常需要滿足一定的溫度條件，恒溫金屬浴就是一種為生化試劑的保存及反應進行溫度控制的儀器，其廣泛應用于各種生化樣品的保存、各種酶的保存和反應、核酸和蛋白質的變性處理、PCR反應(聚合酶鏈式反應)、電泳的預變性和血清凝固等。

目前的恒溫金屬浴，在結構方面由自上而下依次緊貼的多個裝置所組成，包括基座、墊片、升降溫部件、散熱部件，散熱部件的一側設有電源裝置、顯示面板，散熱部件的另一側設有一排風扇，排風扇嵌入在機殼中。該現有技術的恒溫金屬浴在溫度調節(jié)方面存在缺陷，主要表現為導熱均勻性差、升降溫速度慢。

(1)導熱均勻性差。

由于墊片一般由鋁制成，而鋁的熱傳導系數僅為K＝237W/m·K(瓦/米·度)，不能將熱量迅速的均勻擴散，因此其導熱均勻性不夠好；另一方面，基座、墊片、升降溫部件、散熱部件之間的接觸面一般存在空隙，例如若某部件表面凹凸不平，其與上下部件之間就無法完全貼合，未貼合的部分面之間的熱量通過導熱性能差的空氣傳遞，貼合的部分的熱量是通過相互貼合的面的金屬傳遞，那么不同部位的導熱效果就會存在較大差異。上述各種原因造成的導熱不均勻，使得放置于同一基座中不同位置的試劑的保存或反應條件不一致，導致后續(xù)的生化實驗無法順利進行。

(2)升降溫速度慢。

此處需要對恒溫金屬浴的升降溫方式作出說明。對一個特定的制冷片而言，不論處于加熱還是制冷狀態(tài)，其上下表面溫差的絕對值P是恒定的?，F有技術就是通過對制冷片采取不同的通電方式，利用其恒定的溫差絕對值來控制對基座的升降溫。如需要對基座升溫，則對制冷片正向通電，使制冷片的下表面溫度低于上表面溫度，由于溫差恒定，那么通過逐步升高下表面溫度，可使上表面溫度上升至目標溫度；如需要對基座降溫，則對制冷片反向通電，使制冷片的上表面溫度低于下表面溫度，由于溫差恒定，那么通過逐步降低上表面溫度，可使下表面溫度下降至目標溫度。

在恒溫金屬浴的升降溫過程中，排風扇的運轉可有利于升降溫的實現。由于散熱片與制冷片接觸，其溫度與制冷片的下表面溫度一致，當排風扇運轉時，就會使散熱片與外部環(huán)境之間形成空氣對流，進行熱交換。當對基座升溫時，需要制冷片的下表面溫度升高，若此時制冷片下表面的溫度比環(huán)境溫度低，那么排風扇的運轉可以使散熱片及制冷片下表面的溫度盡快上升至環(huán)境溫度，因此能提高升溫效率；當對基座降溫時，需要制冷片的下表面溫度降低，若此時制冷片下表面的溫度比環(huán)境溫度高，那么排風扇的運轉可以使散熱片及制冷片下表面的溫度盡快下降至環(huán)境溫度，因此能提高降溫效率。但是現有技術采取在金屬浴側面位置安裝一個排風扇的方式，其熱交換效率不高，使基座的升降溫效率比較低。

除開上述溫度調節(jié)方面的兩點缺陷，現有技術的金屬浴在易用性方面也有待改進。由于在對恒溫金屬浴的基座內的試劑加熱時，試劑便會升溫，產生蒸汽，蒸汽遇到冷的基座蓋時，便會產生大量的蒸汽和冷凝水，當蒸汽形成的冷凝水回流到基座內時，會造成基座內試劑的污染；另一方面，打開基座蓋時，基座蓋上的冷凝水會順著基座的邊緣流下，造成試劑的浪費，同時，冷凝水流入到基座下方的元件中，會腐蝕設備中的元件、損壞電路，使得恒溫金屬浴的安全性和使用壽命均得不到保障。

因此需要一種新的差溫控溫金屬浴，能夠提高溫度調節(jié)能力，并增強易用性。

技術實現要素：

本部分的目的在于概述本實用新型的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和實用新型名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和實用新型名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本實用新型的范圍。

鑒于上述和/或現有差溫反應芯片和控溫金屬浴中存在的問題，提出了本實用新型。

因此，本實用新型其中一個目的是提供一種差溫反應芯片。

為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案：一種差溫反應芯片，其特征在于，包括，一容置空間，設置于第一基材內，所述第一基材包括第一主面和第二主面，該容置空間具有能夠對流入其內的溶液在不同高度位置進行不同溫度加熱的著溫端，使得所述溶液在容置空間內部產生對流；一第二基材，設置于所述第一基材的第一主面上，對所述容置空間進行密封。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述容置空間自所述第一主面向第二主面形成，還形成有，一進液端，與所述容置空間相連通，溶液自所述進液端加入至所述容置空間內；以及，一排氣端，與所述容置空間相連通，所述容置空間內部的空氣通過所述排氣端排出。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述進液端通過第一流路與所述容置空間相連通，所述第一流路上設置有第一稀釋池，且所述第一稀釋池內溶液的最低位置高于所述容置空間內溶液的最高位置。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述排氣端通過第二流路與所述容置空間相連通。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第二流路上設置有第一存儲池，所述第一存儲池對溢出所述容置空間的溶液進行存儲。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第二流路上還設置有第一顯色池，所述溶液充滿所述第一存儲池后，進入所述第一顯色池。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一流路上設置有第一拐點，溶液在進入所述容置空間后在所述第一拐點處形成連通器式溶液存留。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第二流路上設置有第二拐點，溶液在流出所述容置空間后在所述第二拐點處形成連通器式溶液存留。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一流路與所述容置空間豎直方向的底端相連通。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第二流路與所述容置空間豎直方向的頂端相連通。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第二流路上還設置有第一緩沖池，所述溶液充滿所述第一顯色池后，進入所述第一緩沖池。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第二流路上還設置有第一吸收池，所述溶液充滿所述容置空間后進入所述第一吸收池。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第二流路上還設置有第一試紙倉，所述溶液充滿所述容置空間后從一端進入所述第一試紙倉，所述第一試紙倉的另一端與所述排氣端相連接。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一吸收池與第一試紙倉相連通。

作為本實用新型所述的差溫反應芯片的一種優(yōu)選方案，其中：還包括，一第三基材，設置于所述第一基材的第二主面上，與所述對所述第二基材一起完成對容置空間進行密封。

本實用新型另一個目的是提供一種差溫反應芯片的差溫控溫金屬浴。

為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案：一種差溫反應芯片的差溫控溫金屬浴，其特征在于，包括，加熱單元，包括通電模塊和接觸模塊，所述接觸模塊能夠區(qū)分為與所述著溫端形成有高度差的接觸，所述通電模塊通過向所述接觸模塊通電進而將電能轉化為熱能；以及，控溫單元，通過對所述通電模塊的控制，使得所述接觸模塊分別形成不同溫度的控制。

作為本實用新型所述的差溫控溫金屬浴的一種優(yōu)選方案，其中：還包括，入口單元，形成能夠容置所述差溫反應芯片的空間，使得所述接觸模塊能夠區(qū)分為與所述差溫反應芯片的著溫端形成有高度差的接觸。

本實用新型的有益效果：本實用新型的提供的差溫反應芯片通過多點異溫加熱，使得加熱液體形成對流，大大提高加熱速度，再配合多個溶液緩沖結構，保證芯片內溶液流速易控制，避免溶液溢出帶來的損失。同時，與其配套使用的差溫控溫金屬浴能夠實現對差溫反應芯片在不同高度不同位置進行定點加熱，實現高效操作。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。其中：

圖1為本實用新型一種實施方式中所述差溫反應芯片的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型第二種實施方式中所述差溫反應芯片的整體結構示意圖；

圖3為本實用新型第三種實施方式中所述差溫反應芯片的整體結構示意圖；

圖4為本實用新型第四種實施方式中所述差溫反應芯片的整體結構示意圖；

圖5為本實用新型貼合所述第二基材的差溫反應芯片側面剖視結構示意圖；

圖6為本實用新型第五種實施方式中所述差溫反應芯片的整體結構側視圖；

圖7為本實用新型第六種實施方式中所述差溫反應芯片的整體結構示意圖；

圖8為本實用新型貼合所述第二基材和第三基材的差溫反應芯片側面剖視結構示意圖；

圖9為本實用新型一種實施方式中所述差溫控溫金屬浴的整體結構示意圖；

圖10為圖9所示實施方式中所述差溫控溫金屬浴的拆分部分結構示意圖；

圖11為圖9所示實施方式中所述差溫控溫金屬浴的局部結構示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合說明書附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。

其次，此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本實用新型至少一個實現方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。

如圖1所示，本實用新型所提供的一種差溫反應芯片，其主載體為第一基材800，該基材具有第一主面M和第二主面S，自第一基材800的第一主面M向第二主面S刻蝕，形成有容置空間100，該容置空間100具有能夠對流入其內的溶液在不同高度位置進行不同溫度加熱的著溫端101，如此，由于溶液受溫不均，不同位置形成溫度差，使得溶液在容置空間100內部產生對流。

參見圖5，在一個實施方式中，通過第一主面M上的第二基材900形成與與差溫反應芯片上的器件的密封。這里所稱的“器件”，指的是在第一基材800上形成的容置空間100、進液端200、排氣端300、第一流路500或第二流路600等溶液流經或緩存或存儲的位置部件。當然，在另一個實施例中，參見圖8，也可以通過第一主面M上的第二基材900和第二主面S上的第三基材700一起完成對容置空間100等器件的密封，以實現試劑(或溶液)在芯片內的流動。容置空間100自第一主面M向第二主面S形成，其兩端具有不同加熱溫度的著溫端101，如圖1所示，通過上下兩端不同溫度的加熱，能夠使試劑上下兩端密度不同，在加熱過程中形成試劑的對流，實現對試劑的快速加熱。進液端200與容置空間100相連通，試劑通過進液端200進入到容置空間100，排氣端300與容置空間100相連通，容置空間100內的氣體通過排氣端300排出。

如圖2所示，第一流路500一端與容置空間100豎直方向的底端相連通，另一端與進液端200相連通，第二流路600一端與容置空間100豎直方向的頂端相連通，另一端與排氣端300相連通。當試劑從進液端200流入，由于第一流路500、第二流路600均為細長結構，試劑流速快不易控制，加入劑量過大甚至可能直接沖出排氣端300，造成一定程度的損失。第一流路500上設有第一拐點501，所述“第一拐點501”，從結構上看，即第一流路500的某段形成一定角度的彎曲。試劑進入容置空間100后能在第一拐點501處形成連通器式試劑存留，第二流路600上設有第二拐點603，所述“第二拐點603”，從結構上看，也即第二流路600的某段形成一定角度的彎曲。試劑流出容置空間100后能在第二拐點603處形成連通器式試劑存留，起到良好的緩沖作用，保證試劑流速易控制，避免因試劑溢出而造成的損失。

如圖3、7所示，第二流路600上設有第一存儲池601，試劑從進液端200流入，流過容置空間100后進入第二流路600時，第一存儲池601具有比較大的容積，能夠降低試劑流速，防止溢出，同時還可根據第一存儲池601中是否有液面，判斷是否需要繼續(xù)添加試劑；第一流路500上還設置有第一稀釋池502，第一稀釋池502較大的容積，能夠進一步增強對添加試劑量的控制，防止試劑溢出。較佳地，第一稀釋池502內溶液的最低位置高于容置空間100內溶液的最高位置。如圖4所示，第二流路600上還設有第一顯色池602，當試劑充滿第一存儲池601后進入第一顯色池602，可應用于觀察試劑產生相應的顏色變化，與第一顯色池602相連通的第一緩沖池604，第一緩沖池604具有比較大的容積，能夠降低試劑流速，起到緩沖作用防止溢出，同時還可根據第一緩沖池604中是否有液面，判斷是否需要繼續(xù)添加試劑。

如圖7所示，第二流路600上設有第一吸收池605，試劑充滿容置空間100后進入第一吸收池605，同時，第一吸收池605具有比較大的容積，能夠進一步起到防止溢出的作用，并且還可根據第一吸收池605中是否有液面，判斷是否需要繼續(xù)添加試劑；第二流路600上還設有第一試紙倉606，試劑充滿容置空間100后會流入第一試紙倉606，第一試紙倉606另一端與排氣端300相連接，第一試紙倉606內放有預先準備好的試紙條，可對試劑進行快速檢測。

差溫反應芯片具有：形成有容置空間100的芯片，其通過上下相配合或貼合設置的基材組成。作為基材，只要是不影響試劑的基材就沒有特別的限制，特別是，如果使用含有聚丙烯、聚碳酸酯、丙烯酸中的任一種的樹脂材料，則能夠確保良好的可見光透過性。作為聚丙烯，可以使用均聚丙烯或聚丙烯與聚乙烯的無規(guī)共聚物。另外，作為丙烯酸，可以使用聚甲基丙烯酸甲酯、或者可以使用甲基丙烯酸甲酯與其他的甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯等單體的共聚體。另外，使用這些樹脂材料的情況下，也可以確保芯片的耐熱性和強度。作為除樹脂材料以外的材料，可舉出鋁、銅、銀、鎳、黃銅、金等的金屬材料。使用金屬材料時，還在熱傳導率和密封性能方面優(yōu)異。而且，通過使反應池的至少一側基材的保持透明，由此能夠從外部進行熒光等的檢測和分析。其中，本實用新型中的“透明”和“光透過性”是指，在檢測光的波長區(qū)域下的平均透過率為70％以上的情況。如果使用可見光區(qū)域(波長350～780nm)的光透過性材料，則易于辨認芯片內的試劑狀態(tài)，但并不限定于此。

作為形成加樣孔、流路和廢液部的基材的加工方法，當為樹脂材料時，可以采用注塑成型、真空成型等的各種樹脂成型方法或機械切割等。當為金屬材料時，可通過實施利用較厚基材的研磨加工或蝕刻、在較薄金屬片上實施壓力加工或拉伸加工而形成。另外，作為芯片100，特別是使用含有聚丙烯、聚碳酸酯、丙烯酸中的任一種的樹脂材料時，能夠確保良好的光透過性、耐熱性和強度。另外，當基材的厚度為50μm～3mm范圍時，能夠確保良好的光透過性、耐熱性和強度，且能夠可靠地進行凹部加工。另外，當基材的厚度為10μm～300μm范圍時，可以同時滿足基材的熱傳導性和密封性。

作為貼合基材方法，可舉出在一個基材上設置作為粘接層的樹脂涂層，并使其熔融而粘接兩個基材的方法。優(yōu)選樹脂涂層設置在熱傳導率高的金屬材料基材上并進行熔融粘接。作為樹脂涂層的材料，可以使用PET、聚縮醛、聚酯或聚丙烯等的樹脂材料。當然，還可以采用膠帶固定以及石蠟黏合的方式。

在上述的貼合方法中，優(yōu)選作為基材使用容易進行微細加工且適合熒光測量的光透過性樹脂材料，作為基材使用熱傳導率高、且容易設置樹脂涂層并通過熔融粘接進行貼合的金屬材料。另外，通過在金屬基材表面形成樹脂涂層，在選定材料時可以不考慮金屬基材自身的耐藥品性。

另外，在基材表面形成樹脂涂層時，通過作為樹脂涂層的底層形成增粘(錨固，anchor)層，由此可采用激光來進行熔融粘接。在增粘層中混合有吸收激光波長光的碳黑(光吸收性材料)，通過照射激光產生熱，由此能夠對樹脂涂層進行熔融粘接?；蛘?，也可以通過在樹脂涂層中添加碳黑、或將樹脂涂層的表面涂覆為黑色的方式來代替在增粘層中添加碳黑。例如，在照射波長為900nm左右的紅外激光二極管的光，也可以有效地熔融樹脂涂層。與熱熔接不同，激光熔接無需加熱芯片，因此，可在幾乎不會影響到芯片或被固定在芯片上的試劑的情況下，實施基材的貼合。

參見圖7，在使用時，先撕開第二基材900覆蓋進液端200和排氣端300的部分，使得進液端200和排氣端300露出，通過加液槍按壓在進液端200上進行定量添加試劑，試劑從進液端200流入，經過第一流路500流進并充滿容置空間100，容置空間100內預先放置有固態(tài)反應酶，試劑反應酶融合，容置空間100及其他流路中空氣經過第二流路600從排氣端300排出，再按壓第二基材900覆蓋住進液端200和排氣端300。將芯片放入金屬進行孵育，熒光檢測裝置可以直接對容置空間100內孵育后的試劑進行熒光檢測導出反應結果。

再次撕開第二基材900覆蓋進液端200和排氣端300的部分，通過加液槍按壓在進液端200上進行定量添加稀釋液，稀釋液從進液端200流入，經過第一流路500流向容置空間100，容置空間100中的試劑向前推動，試劑經過第二流路600進入第一存儲池601，第一存儲池601能夠容納所有的試劑，稀釋液也進入第一存儲池601，并對試劑進行稀釋，繼續(xù)添加稀釋液，被稀釋的試劑流進并充滿第一吸收池605，停止添加稀釋液，第一吸收池605中被稀釋的試劑接觸第一試紙倉606中試紙的吸水紙端，試紙將被稀釋的試劑緩慢吸收，并反應顯示檢測結果，再按壓第二基材900覆蓋住進液端200和排氣端300。

參見圖9～11，該差溫反應芯片通過差溫控溫金屬浴進行加熱，在一個實施方式中，差溫控溫金屬浴包括，設置有通電模塊1001和接觸模塊1002的加熱單元1000，以及通過對通電模塊1001的控制，使得接觸模塊1002分別形成不同溫度控制的控溫單元2000。接觸模塊1002能夠區(qū)分為與著溫端101形成有高度差的接觸，通電模塊1001通過向接觸模塊1002通電進而將電能轉化為熱能。該差溫控溫金屬浴還包括，入口單元3000，形成能夠容置所述差溫反應芯片的空間，將差溫反應芯片豎直插入入口單元3000，使得接觸模塊1002能夠區(qū)分為與差溫反應芯片的著溫端101形成有高度差的接觸。

由此可見，本實用新型的提供的差溫反應芯片通過多點異溫加熱，使得加熱液體形成對流，大大提高加熱速度，再配合多個溶液緩沖結構，保證芯片內溶液流速易控制，避免溶液溢出帶來的損失。同時，與其配套使用的差溫控溫金屬浴能夠實現對差溫反應芯片在不同高度不同位置進行定點加熱，實現高效操作。

應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。