一种多级自控的微流控芯片的制作方法
【专利摘要】本发明提供的一种多级自控的微流控芯片，由盖片层、中间层和底片层组成，盖片层包括进样口和通气口，中间层包括微流体通道、至少2个反应池和至少1个时间阀，微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，连接顺序为进样口、反应池、通气口，时间阀位于两个反应池之间的微流体通道内。反应池和微流体通道的表面根据需要进行不同的改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强。时间阀为具有水溶性的糖类或醇类物质组成。经过表面改性的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在微流控芯片内的流动。创新点是：微流体通道表面经过改性反应池之间亲水性不同，加上时间阀的配合，使得芯片内液体的驱动不依赖外界力量，实现了自控。
【专利说明】
一种多级自控的微流控芯片
技术领域
[0001]本发明涉及微流控芯片技术领域，具体是一种多级自控的微流控芯片。
【背景技术】
[0002]微流控芯片，又称微流控芯片实验室，是将宏观、复杂的生化实验集成到一张数平方厘米的薄片上的技术，具有广阔的发展前景。目前，液体在微流控芯片内移动的驱动力通常为气压和离心力。
[0003]专利文献CN 105498875 A，提供了一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，芯片由三层结构组成，依靠离心机的力量驱动导入芯片内的分散相和连续相形成液滴。
[0004]专利文献CN 204514801 U披露了一种用于农药残留现场检测的可抛型微流控芯片，该芯片应用时将连接微栗栗走芯片腔体内部空气产生负压，样本溶液在外界大气压力的作用下从进样口导入。
[0005]这些需要依赖空气栗和离心机的微流控芯片很好的解决了一些问题，但是在实际应用尤其是在野外操作时仍不是十分方便。
【发明内容】
[0006]为了解决以上问题，本发明提供了一种多级自控的微流控芯片，其特征在于:所述微流控芯片由盖片层、中间层和底片层组成，所述盖片层包括进样口和通气口，所述中间层包括微流体通道、至少2个反应池和至少I个时间阀，所述微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，连接顺序为进样口、反应池、通气口，时间阀门位于任意两个相连通的反应池之间的微流体通道内。反应池从靠近进样口端开始，分别命名为反应池1、反应池2、反应池3，以此类推命名所有反应池。时间阀也从靠近进样口端开始分别命名为时间阀1、时间阀2，以此类推命名所有时间阀。
[0007]所述反应池和微流体通道的表面根据需要进行不同的改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强。修饰方法可以是物理改性也可以是化学改性，包括金属沉积、气相沉积和亲水基团修饰等。
[0008]所述时间阀为具有水溶性的糖类或醇类物质组成，比如蔗糖、海藻糖、甘露醇等，起到在特定时间内阻断液体流动的作用。
[0009]经过表面改性的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在微流控芯片内的流动。
[0010]根据需要预先将反应所需的试剂包埋于反应池内。
[0011 ]应用时，液体从进样口导入微流控芯片内，进入反应池反应，并在特定时间内溶解时间阀，在亲水表面的作用下液体进入下一级反应池，并在特定时间内溶解下一个时间阀，直至完成所有反应步骤。
[0012]本发明的创新点是:微流控芯片的微流体通道表面经过改性，从进样口开始，亲水性逐级增强，且结合了水溶性的时间阀，使得芯片内液体的驱动不依赖外界力量，成功实现了微流控芯片内液体流动的自控。
【附图说明】
[0013]图1是本发明提供的一种形式的多级自控的微流控芯片示意图。
[0014]图2是本发明提供的另外一种形式的多级自控的微流控芯片示意图。
[0015]图中，1:盖片层；2:中间层;3:底片层;4:进样口；5:通气口；6:反应池;61:反应池I;62:反应池2；63:反应池3;7:时间阀；71:时间阀I;72:时间阀2;8:微流体通道。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合图1和图2，对本发明提供的一种多级自控的微流控芯片作进一步说明。
[0017]实施例1
[0018]如图1所示，一种多级自控的微流控芯片由聚甲基丙烯酸甲酯制成，由盖片层、中间层和底片层组成，所述盖片层包括进样口和通气口，所述中间层包括微流体通道、反应池
1、反应池2和反应池3，所述微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，且进样口和通气口分别位于反应池两端，时间阀I位于反应池I和反应池2之间的微流体通道内，时间阀2位于反应池2和反应池3之间的微流体通道内。
[0019]所述反应池和微流体通道根据实际需要进行不同的改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强。改性方法可以是物理改性也可以是化学改性，包括金属沉积、气相沉积和亲水基团修饰等。如图1所示，反应池I未作改性处理，反应池I和反应池2之间的微流体通道和反应池2则将金属银沉积于表面，并在反应池I和反应池2之间放置甘露醇作为时间阀，反应池2和反应池3之间的微流体通道和反应池3则使用二氧化硅进行改性，结果反应池2的亲水性大于检测池I，检测池3的亲水性大于检测池2。
[0020]经过表面改性的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在微流控芯片内的流动。
[0021 ]据需要预先将反应所需的试剂包埋于反应池内，例如将吊白块检测的试剂A包埋于反应池I，试剂B包埋于反应池2，试剂C包埋于反应池3。
[0022]应用时，将待检液通过进样口导入反应池I，待检液体与试剂A发生反应，待检液与时间阀I接触，时间阀I缓慢溶解;此时可将芯片的进样口端抬高加快液体的转移，液体自动进入反应池2后将芯片放平，等待待检液与试剂B发生反应，同时待检液与时间阀2接触并缓慢溶解时间阀2;此时再将芯片的进样口端抬高，液体自动进入反应池3与试剂C反应，结果通过分光光度计进行读数分析。
[0023]实施例2
[0024]如图2所示一种多级自控的微流控芯片由聚甲基丙烯酸甲酯制成，由盖片层、中间层和底片层组成，所述盖片层包括进样口和通气口，所述中间层包括微流体通道、反应池I和反应池2，所述微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，且进样口和通气口分别位于反应池两端，时间阀I位于反应池I和反应池2之间的微流体通道内。
[0025]所述反应池和微流体通道根据实际需要进行不同的改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强。改性方法可以是物理修饰也可以是化学修饰，包括金属沉积、气相沉积和亲水基团修饰等。如图1所示，反应池I未作改性处理，反应池I和反应池2之间的微流体通道和反应池2则使用聚二甲基硅氧烷进行改性使其具有亲水性，并在反应池I和反应池2之间放置海藻糖作为时间阀。
[0026]经过表面修饰的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在微流控芯片内的流动。
[0027]据需要预先将反应所需的试剂包埋于反应池内，例如将农药残留检测的试剂乙酰胆碱酯酶包埋于反应池I，显色剂和底物包埋于反应池2。
[0028]应用时，将待检液通过进样口导入反应池I，待检液与乙酰胆碱酯酶发生反应，待检液与时间阀接触，时间阀缓慢溶解;此时可将芯片的进样口端抬高加快液体的转移，待检液自动进入反应池2后将芯片放平，待检液与显色剂和底物发生反应，结果通过分光光度计进行读数分析。
[0029]以上仅为本发明的两种实施方式，本领域内其他未经过创新所获得的实施例均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种多级自控的微流控芯片，其特征在于:所述微流控芯片由盖片层、中间层和底片层组成，所述盖片层包括进样口和通气口，所述中间层包括微流体通道、至少2个反应池和至少I个时间阀，所述微流体通道串联所有进样口、通气口、反应池，连接顺序为进样口、反应池、通气口，时间阀位于任意两个相连通的反应池之间的微流体通道内。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于:所述反应池和微流体通道的表面进行改性处理，越靠近通气口芯片表面亲水性越强。3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于:所述时间阀主要成分为具有水溶性的糖类或醇类物质。4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于:经过表面修饰的微流体通道和反应池的亲水性能和时间阀联合控制液体在芯片内的流动。5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于:根据需要反应所需的试剂预先包埋于反应池内。
【文档编号】B01L3/00GK105964315SQ201610355468
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】叶嘉明, 陈秋英, 张休, 张一休
【申请人】杭州霆科生物科技有限公司