专利名称：一种有导流体的微流体芯片及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于微观尺度下流体控制和检测领域，具体为一种有导流体的聚合物微流体芯片及其应用。
背景技术：
微流体技术是检测和操控微小体积流体的技术，是应用于生物和化学流体系统的结构分析和控制方法。微流体技术已经实现的应用和潜在的应用包括疾病诊断、生命科学研究、以及生物和/或化学传感器研制。聚合物微流体结构包括基板和隔膜。在聚合微流体结构中，基板上可以有各种结构，可以是微流体通道或路径，通孔，及各种容器。基板与隔膜结合，可构成阀结构，施加力使隔膜变形，因此致动阀驱使液体流动，构成泵结构；通过外部动力与阀结构、泵结构耦合，作为微流体芯片内液体流动的驱动装置。根据应用要求，对微流体芯片进行个性化设计，实现高效率样本检测。“微流控芯片”是采用某种控制方式的微流体芯片。聚合物微流体结构的特点是在“微”上，整体结构微，使用样本量微，使用试剂量微，芯片上流体流量微。因此，为得到应用目标的准确性、稳定性，要求对微流体控制的高精度。目前，微流体芯片在应用中存在的重要问题是液体在从容器中流动流出时会在容器内壁上产生残留液滴，附着在容器内壁上。这种残留，其量虽然微小，但其对微流体产生的相对残留量比率是不能忽略的。残留液的问题是影响聚合物微流体应用的重要问题。现有的聚合物微流体芯片，其容器101如图3所示，当将容器内溶液113泵出后，在容器内壁上会留有一些附着的残留液滴114，即使容器内壁采用圆弧角也难以避免。残留液体会影响检测结果，它会使溶液量减少产生误差；另外，当此容器再次使用时，有其它溶液泵入，会造成污染，影响正常的反应。
发明内容
为解决现有微流体芯片存在的不足，本发明的目的是提出一种有导流体的聚合物微流体芯片。为实现本发明目的技术方案为一种有导流体的聚合物微流体芯片，在微流体芯片的溶液池内有导流体，该导流体与溶液池壁之间的空隙为O I. 5_。其中，所述导流体的形状根据溶液池形状不同而不同，是圆球体、椭圆球体、多面体或不规则几何体中的一种。当溶液池是不规则形状时，导流体也可以是不规则的。其中，所述导流体与溶液池壁之间的空隙取决于溶液的粘度(常温测定)，当溶液粘度为O. 6 I. 2mPa · s时，所述空隙为O O. 9mm,当溶液粘度为I. 2 6. OmPa · s时，所述空隙为O. 9 I. 5mmο其中，所述导流体表面经过硅化处理。、
其中，所述导流体表面包被有抗原或抗体。其中，所述导流体上方安置有限位器(112)，限位器与溶液池壁固定在一起，当球体比重低于液体时，限定导流体浮动和运动范围，使导流体完全浸入溶液。本发明提出的微流体芯片包括以下6个溶液池样本池(201)、稀释液池(202)、标记液池(203)、解离液池(204)、清洗液池(205)、废液池(206)，每个池底部有通孔(104)； 其中样本池(201)中设有样本池阀(211)和样本通孔，稀释液池202中设有稀释液池阀(212)和稀释液通孔，标记液池(203)设有标记液阀(213)和标记液通孔，解离液池(204)中设有解离液阀(214)和解离液通孔，清洗液池(205)设有清洗液阀(215)和清洗液通孔，废液池(206)设有废液阀(216)和废液通孔；各阀通过通道(106)分别与主阀(217)相连；所述样本池阀(211)、主阀(217)、稀释液池阀(212)及通孔和通道构成样本池(201)-稀释液池(202)之间的双向的样本稀释泵(302)；所述样本池阀(211)、主阀(217)、清洗液阀(215)及通孔、通道，构成样本池(201)-清洗液池(205)之间的单向的样本清洗泵(305)；所述样本池阀(211)、主阀(217)、废液阀(216)及通孔、通道，构成样本池(201)-废液池(206)之间的单向的样本废液泵(306)；所述样本池阀(211)、主阀(217)、标记液池阀(213)及通道，构成样本池(201)-标记液池(203)之间的双向的样本标记泵(303)；所述样本池阀(211)、主阀(217)、解离液池阀(214)及通道，构成样本池(201)-解离增强液池(204)之间的双向的样本解离增强泵(304)。本发明所述的微流体芯片在生化、免疫和分子检测中的应用。本发明的有益效果在于可减少排液残留在每次溶液排出时，当溶液从通孔104排出时，泵产生负压，产生气流115，由于导流体的存在，使导流体与容器之间形成间隙，气流115增强数倍，将残留液滴114抽走；另外，泵在工作时，气流115会使导流体111运动，变换位置，这样会将不同位置上的残留液滴114抽走。可控制溶液泵入时的溅射当溶液从基板通孔104泵入时，流速很大，会产生溅射，导流体可以阻止溶液泵入的溅射；本池内的限位器，使导流体不会浮出液面，减少导流体与溶液无接触时间；在导流体上包被与在容器中包被相比较，工艺简单，更便于控制包被质量。可提高反应效率将导流体表面进行包被，抗体包被在导流体上，放置在样本容器中，加入样本后，抗原抗体结合。在样本池中，泵工作，使溶液在两个池间不停地往复流动，包被的导流体随之转动，使溶液中的抗原与包被表面的抗体有效接触，远比振动的效果更加充分，提高反应效率。
图I为本发明聚合物微流体芯片结构示意图。图2为图I沿A-A向的溶液池101剖面图。图3为图2中的B处的局部放大图。图4为溶液池剖面图。
图5，溶液池剖面图，无导流体时，有残留液滴114。图6为溶液池剖面图，有导流体排液产生气流115。图7为本发明聚合物微流体芯片溶液池俯视图。图8为本发明聚合物微流体芯片底部仰视图。图9为样本稀释泵302。图10为样本清洗泵305，样本废液泵306。图11为稀释液池、样本池、清洗液池之间的连接。图12为样本标记泵303。图13为样本解离增强泵304。图14为本发明聚合物微流体检测装置。图I 14中，各序号代表的部件如表I。表I :各序号代表的部件
权利要求
1.一种有导流体的聚合物微流体芯片，其特征在于，在所述微流体芯片的溶液池内有导流体，该导流体与溶液池壁之间的空隙为O I. 5mm。
2.如权利要求I所述的微流体芯片，其特征在于，所述导流体的形状根据溶液池形状不同而不同，是圆球体、椭圆球体、多面体或不规则几何体中的一种。
3.如权利要求I所述的微流体芯片，其特征在于，所述导流体与溶液池壁之间的空隙取决于溶液的粘度，当溶液粘度为O. 6 I. 2mPa-s时，所述空隙为O O. 9mm,当溶液粘度为I. 2 6. OmPa · s时，所述空隙为O. 9 I. 5mm。
4.如权利要求I所述的微流体芯片，其特征在于，所述导流体表面经过硅化处理。
5.如权利要求I所述的微流体芯片，其特征在于，所述导流体表面包被有抗原或抗体。
6.如权利要求I所述的微流体芯片，其特征在于，所述导流体上方安置有限位器(112)，限位器与溶液池壁固定在一起。
7.如权利要求I所述的微流体芯片，其特征在于，该芯片包括以下6个溶液池样本池(201)、稀释液池(202)、标记液池(203)、解离液池(204)、清洗液池(205)、废液池(206)，每个池底部有通孔(104);其中样本池(201)中设有样本池阀(211)和样本通孔，稀释液池202中设有稀释液池阀(212)和稀释液通孔，标记液池(203)设有标记液阀(213)和标记液通孔，解离液池(204)中设有解离液阀(214)和解离液通孔，清洗液池(205)设有清洗液阀(215)和清洗液通孔，废液池(206)设有废液阀(216)和废液通孔；各阀通过通道(106)分别与主阀(217)相连； 所述样本池阀(211)、主阀(217)、稀释液池阀(212)及通孔和通道构成样本池(201)-稀释液池(202)之间的双向的样本稀释泵(302)； 所述样本池阀(211)、主阀(217)、清洗液阀(215)及通孔、通道，构成样本池(201)-清洗液池(205)之间的单向的样本清洗泵(305)； 所述样本池阀(211)、主阀(217)、废液阀(216)及通孔、通道，构成样本池(201)-废液池(206)之间的单向的样本废液泵(306)； 所述样本池阀(211)、主阀(217)、标记液池阀(213)及通道，构成样本池(201)-标记液池(203)之间的双向的样本标记泵(303)； 所述样本池阀(211)、主阀(217)、解离液池阀(214)及通道，构成样本池(201)-解离增强液池(204)之间的双向的样本解离增强泵(304)。
8.权利要求I 7所述的微流体芯片在生化、免疫和分子检测中的应用。
全文摘要
本发明提供一种有导流体的聚合物微流体芯片，在微流体芯片的溶液池内有导流体，导流体表面包被有抗原或抗体，该导流体与溶液池壁之间的空隙为0～1.5mm。本发明的微流体芯片可减少排液残留，使导流体与容器之间形成间隙，气流增强，将残留液滴抽走；可控制溶液泵入时的溅射，便于控制包被质量；在溶液池中的导流体的转动，使溶液中的抗原与包被导流体表面的抗体有效接触，比振动的效果更加充分，提高反应效率。
文档编号B01L3/00GK102671726SQ20121012102
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者杨奇 申请人:北京博晖创新光电技术股份有限公司