利用分流结构进行生化检测的装置及其运作方法

利用分流结构进行生化检测的装置及其运作方法
【专利摘要】本发明公开了一种在离心平台上，利用分流装置执行生化检测的分析装置及该装置的运作方法。利用单层或是多层的分流结构，使得同一种试剂注入一次后即可在离心作用下平均分流至各需要反应的区域，降低传统方式因为所需注入试剂的次数过多，而造成的人力、时间以及成本的浪费。此发明可确实的减少人为操作，大幅降低人为误差的风险。
【专利说明】利用分流结构进行生化检测的装置及其运作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种快速检测的实验装置，特别涉及一种针对程序中需要多次注入相同试剂以及注入多种试剂的实验装置。
【背景技术】
[0002]生化检测，特别是酵素连结免疫分析法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)为一常见的快速检测方法，因ELISA具有高专一性、快速、灵敏、检验成本低及可同时进行大量样本检测等优点，因此具有广泛的实际应用价值。ELISA的原理为抗原及抗体间特异性键结，可用以检测及初步定量特定的抗原或抗体。
[0003]以三明治酵素连结免疫分析法(sandwich ELISA)为例，实验中需要陆续加入捕捉抗体(capture antibody)、抗原(antigen)、连结上酵素的侦测抗体(detection antibodylabeled with HRP)、及呈色液。每一步骤又需要一段孵育反应时间(incubation time)以及清洗(wash)程序。因此，整个酵素连结免疫吸附法需要一段相当长的运行时间(数小时至数天)及繁复的执行程序。现有的执行方式大多使用96孔微滴定盘(microtiter plate)来进行，但此种方法操作上必须手动地多次注入样品与试剂于多个反应槽中，操作十分耗费人力与时间。
[0004]为了改善以上问题，在2001年，Lee等人提出在微流体光盘平台上进行ELISA，称"CD_ELISA"。此系统利用转速控制使试剂可以照着检测流程依序释放，检测人员只需预先将试剂注入各储存槽，便可自动化执行试剂依序释放以及混合反应，完成ELISA程序。
[0005]其原理如下:将一微流体光盘刻划多组微流道，并在其微流道上设计至少两个储存槽，于储存槽下方设置微流阀。当微流体光盘于低转速旋转时，液体在储存槽通往微流阀的入口处会形成一液气表面，此时液体的内部有来自离心作用下所形成的液体压力，而在液气表面上会因表面张力产生一阻止液体前进的毛细压力，当液体压力低于毛细压力时，液体会保留在储存槽中，当转速提高时，液体压力跟着增加，当其大于毛细压力时，液体会突破微流阀，使得储存槽中的液体被释放出来。
[0006]如此设计简化了检测流程，加上在此系统中试剂体积需求量小且反应的表面积大，可加速反应进行，使整体的检测时间缩短至I?2小时即可完成。
[0007]然而，在执行CD_ELISA时，仍有部分问题需要克服。假设程序中需要加入五种试齐U，每一程序则需要有五个微流阀，由文献中得知，液体突破微流阀所需的转速(突破转速)由外而内依序为327、546、968、1180、1506每分钟转速(RPM)。(因受到形状限制，无法提高突破转速以拉大间隙)。看似可以依照控制转速达到依序释放试剂的效果，但在实际检测中，突破转速并非一个定值，其值落在突破转速平均值的正负20%范围之内，此时会影响依序释放试剂的正确性。当各微流阀的突破转速差距不够大，会形成突破转速范围重迭的情况，可能会使得在相同转速下有至少两个微流阀同时被突破，导致原有检测程序的改变，造成测试失败。
[0008]有鉴于此，在2009年Cho等人提出以蜡阀取代微流阀作为阻挡液体释放的装置。以低熔点的蜡阻挡阀门，使液体于储存槽中无法突破蜡阀前进。当需要释放液体时，再依序用雷射光溶解蜡使阀门开启，达到依序释放的目的。如此即可正确的控制何时要让液体突破阀门，避免释放顺序错误的情形。但此方法会造成盘片制作困难度提高，同时因为使蜡阀溶解也需要精密仪器控制，提高了整个测试的制作成本。
[0009]纵使不计成本透过蜡阀的应用解决微流阀突破转速不稳定的问题，在检测过程中，大量的液体注入程序仍会造成CD_ELISA使用上的困难。假设在一微流体光盘上有12组微流道，每组微流道中含有5个储存槽，此系统在检测前光是注入试剂便需注入60次，需要耗费大量的人力与时间，还会产生试剂挥发的问题。加上未来在产品的考虑下，必定会以摊提光盘制造时的固定成本为前提，在微流体光盘上放置更多组微流道以达到经济效益。若在I片微流体光盘上放置96组微流道，每组微流道中含有5个储存槽，那么一组微流道就需注入5次试剂，整个系统要运作总共就需注入480次试剂。如此不仅耗费时间与人力，更可能使得人为疏忽产生的误差大幅提升。
[0010]解决此问题的方案之一为分流流道设计，让试剂能够透过一次注入，便可以在离心力驱动下，可自动且平均地分配至各反应槽。文献中离心场上的分流机制主要可分做两类，第一类为序列式分流，其结构为一串连式排列的分流槽，每一分流槽出口有阀门控制。原理为利用离心力或毛细管力驱动液体依序列填满各分流槽，流入分流槽中液体受到阀门限制而不再前进，多余液体则经由流道尾端排出至废液槽，使各分流槽中充满一样多的液体。最后提高转速，将分流槽中填满的液体突破阀门送至反应槽，达到液体平均分配的目的。Anderson(2005)与Mark等人(2009)皆提出以序列式分流方式进行分流。然而此方式液体为序列填满，因此液体分流需要较长时间。此外，毛细管力在填满分流槽时容易不稳定,导致液体分流失败。
[0011]另一种为分叉式分流，其结构为一个一分为二，二分为四的分支流道结构，原理是利用离心力驱动液体流入分支流道，使液体透过分支流道分成至少两份而流入反应槽。Lee等人在2009年曾经提出以分叉式分流方式进行CD ELISA。然而此种设计在液体分流时容易受到光盘旋转产生的科氏力影响，使与光盘旋转方向相反方向的流道的流量较大，导致液体分配不均匀。虽然在2010年Lin等人曾提出从流道几何形状降低流速来减少科氏力的影响的方式进行修正，但是测试结果仅限于1000RPM，在高转速下恐无法达到效果。因此，依旧没有彻底解决此问题。

【发明内容】

[0012]针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的主要目的在于提供一种利用分流结构进行生化检测的装置及其运作方法；
[0013]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0014]一种利用分流结构进行生化检测的装置，其包括一旋转平台以及一微流体盘片，旋转平台以及微流体盘片呈圆形扁平的盘片状，微流体盘片设置于旋转平台上；
[0015]其中微流体盘片包括一微流体结构层，微流体结构层由圆心至圆周处包括:
[0016]一注入槽，位于微流体结构层圆心处，并设置有试剂注入孔；
[0017]至少一微流道，其呈放射状设置于微流体结构层中，并与注入槽连通，微流道为可供液体流通的通道，供试剂由微流体结构层的圆心向圆周流动；[0018]至少一侦测槽，位于微流体结构层圆周处，设置有待测物注入孔，并与微流道连通，用以供试剂进行反应；以及
[0019]至少一废液槽，位于侦测槽旁，并与侦测槽连通，用以储存反应过后的废液；
[0020]其中微流道包括:
[0021]一分流槽，位于注入槽外侧，并与注入槽连通，可平均分流由注入槽流入的试剂；以及
[0022]一流动阻力组件，位于分流槽与侦测槽之间，并与分流槽以及侦测槽连通，控制试剂由分流槽流至侦测槽。
[0023]一种利用分流结构进行生化检测的装置，其包括一旋转平台以及一微流体盘片，旋转平台以及微流体盘片呈圆形扁平的盘片状，微流体盘片设置于旋转平台上；
[0024]其中微流体盘片包括至少二微流体结构层，微流体结构层由圆心至圆周处包括:
[0025]一注入槽，位于微流体结构层圆心处，并设置有试剂注入孔；
[0026]至少一微流道，其呈放射状设置于微流体结构层中，并与注入槽连通，微流道为供液体流通的通道，供试剂由微流体结构层的圆心向圆周流动；
[0027]至少一侦测槽，位于微流体结构层圆周处，用以供试剂进行反应，其设置待测物注入孔，侦测槽与设置于微流体结构层中不同层且上下位置对应的每条微流道连通；以及
[0028]至少一废液槽，位于侦测槽旁，并与侦测槽连通，用以储存反应过后的废液；
[0029]其中微流道包括:
[0030]一分流槽，位于注入槽外侧，并与注入槽连通，平均分流由注入槽流入的试剂；以及
[0031]一流动阻力组件，位于分流槽与侦测槽之间，并与分流槽以及侦测槽连通，控制试剂由分流槽流至侦测槽。
[0032]旋转平台包含至少一凹槽的对位装置，透过凹槽将微流体盘片固定于旋转平台上，且为避免影响检测结果，材质选用可以是铝或其他非磁性物质。微流体盘片的材质是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA)。
[0033]微流体结构层还可以包括至少一混合槽，混合槽位于流动阻力组件以及侦测槽之间，并与流动阻力组件以及侦测槽连通，且混合槽设置有待测物注入孔。
[0034]微流体结构层还可以包括至少一第二微流阀，第二微流阀位于侦测槽以及废液槽之间，并与侦测槽以及废液槽连通，可控制试剂由侦测槽流入至废液槽。
[0035]其中分流槽的体积至少为侦测槽的体积的三倍以上。各微流道中的流动阻力组件与微流体结构层圆心的距离皆相等。流动阻力组件是一微流阀或一高阻力缓冲流道，流动阻力组件若以微流阀方式实施，其结构形状是箭翎形。
[0036]一种利用分流结构进行生化检测的装置运作方法，其步骤包括:
[0037]a.注入试剂；
[0038]b.旋转一旋转平台:使一注入槽内的试剂平均流入各微流道的一分流槽；
[0039]c.将旋转平台的转速进一步增加至一指定转速:进一步提高至指定转速后,分流槽内的试剂突破一流动阻力组件流入侦测槽,进而与侦测槽内的试剂混合进行反应；
[0040]d.检测反应结果。
[0041]本发明加入了液体流动分配控制的功能，设计结构对称于圆心，可避免科氏力所造成的Θ方向干扰，甚至能利用科氏力帮助液体流入分流槽。此外，本设计为平行式分流，能够同时在最短时间内将液体平均分配至分流槽。此外，本装置以离心力取代毛细管力驱动液体填满分流槽，减少不规则的流动情形。因此本发明不仅具有原本CD_ELISA的优点，还可大量减少注入试剂的次数且快速并稳定的分配液体。
[0042]在先前技术中的依序释放设计中，各微流阀在不同的半径位置，因此各有不同突破转速，但因其突破转速实际上为一区间，因此在高转速情形下可能会发生至少两个微流阀同时被突破，如此会改变原有的检测程序，造成实验失败。本发明的分流设计即可避免此情形发生，其原理是利用分流槽配合马达转速变化时产生的Θ方向惯性力使液体分配至各分流槽，再利用马达旋转时产生的r方向离心力使液面平整且稳定，此时分流槽外侧的流动阻力组件若以微流阀方式实施，微流阀将阻挡住液体。接着由于各微流阀与微流体结构层圆心的距离皆相等(即各微流阀位于相同半径位置)，因此各微流阀的突破转速也会相等，所以只需以低转速将液体分配至各分流槽后，再以高转速使液体突破微流阀，将流体送至侦测槽。在转速控制上只需高低两种设定。同时，在高转速作用下，可以移除微流阀表面液体，使之恢复阀门特性,之后视实验需求再加入所需的其他试剂,重复突破微流阀的步骤即可。本发明优点为同时只注入一种试剂，不用担心释放顺序错误，微流阀位于半径的相同位置，也使得马达转速操控更为简易。
[0043]同时本发明也能大幅降低人工注入次数。为达到良好的经济效益，通常微流体盘片上都会设有至少两组微流道同时进行实验，假设微流体盘片有96组微流道，每组微流道有5个储存槽，则一次试验总共便需注入480次试剂。而本发明提出的利用分流结构进行生化检测的装置，可透过分流槽的运作，使每一次注入的试剂都平均分配至各微流道中，此时5种试剂仅需注入5次，即可使试剂平均分配至96组微流道，先前技术若要达到相同效果，其注入次数随着微流道数量提升而呈倍数成长。因此本发明不论在操作时间或人力上，都具有极大的优势。
[0044]在实验过程中，先前由分流槽流入侦测槽的液体A将会被后续由分流槽流入的液体B取代。若液体B可完全取代液体A，将可大幅提高侦测讯号的稳定性。因此分流槽的体积与侦测槽体积的关系十分重要。分流槽的体积与侦测槽体积比至少要3倍以上方能有好的取代效果。根据设计不同，体积比可提升至6倍，甚至于10倍以提高其取代效果。
[0045]流动阻力组件的作用若以微流阀方式实施，可利用几何形状改变或是增加表面疏水性，在低转速操作下阻挡液体前进。对于微流阀的设计而言，可使用圆形微流阀、鱼骨形阀等。但若所使用的检测试剂包含蛋白质，会直接将圆形微流阀的管壁沾湿，进而使圆形微流阀失去阀门的效用。而当试剂流过鱼骨形阀，容易残留在阀内导致试剂交互感染。因此，本发明将鱼骨形阀的角度稍作调整，改良为箭翎形。此种改良使得微流阀不但能保留阻挡液体的功能，还能避免液体残留在微流阀内，解决前后注入的试剂会互相影响的缺点。
[0046]在某些液体(如Phosphate Buffer Solution with Tween-20, PBST)的操作下，当液体通过阀门后会造成阀门疏水性永久失效。此时即使在高转速作用下移除微流阀表面液体，也无法恢复阀门疏水性。此时流动阻力组件可改用高阻力缓冲流道。高阻力缓冲流道的几何形状(如深度与宽度)通常远小于注入槽或其他微流道的几何形状。利用液体在注入槽和高阻力缓冲流道中流动阻力的差别，可使液体在通过高阻力缓冲流道前填满分流槽，再提高转速，达到液体平均分配的目的。[0047]上述说明虽以单面单层分流结构进行为主，但本发明分流设计的结构并不局限于单面单层。根据实验的需求，可发展为双面多层的设计。采取多层设计时，微流体盘片可包括至少二微流体结构层，由圆心至圆周仍包括注入槽、至少一微流道、至少一侦测槽以及至少一废液槽，而微流道也包括分流槽以及流动阻力组件。此外，微流体结构层还可以包括至少一混合槽以及至少一第二微流阀，其设置位置亦与单面单层设计时相同。[0048]多层设计的特点在于，侦测槽会与设置于微流体结构层中不同层且上下位置对应的每条微流道连通。意即若微流体结构层有四层，每层都设置至少两条微流道，则侦测槽会与四层微流体结构层中上下位置对应的四条微流道同时连通，使上下位置对应的四条微流道内的液体流入同一个侦测槽。另外，微流体结构层中，不同层的注入槽互不相通，且各层的注入槽设有独立的试剂注入孔。另外，处于同一层微流体结构层的各微流道中的流动阻力组件与微流体结构层圆心的距离皆相等，不同层则距离可以不同。
[0049]本发明并不局限于双面双层，若实验过程中使用的试剂较多种，还可依检测需求延伸成双面三层、四层甚至更多。若使用微流阀为流动阻力组件情况下，相较于单面单层的设计，在多层设计的状况下由于不同试剂不会流过相同的微流阀(因为注入在不同层的注入槽)，因此可完全避免试剂(尤其是含有蛋白质或界面活性剂的试剂)流过微流阀后会造成微流阀失效而无法阻挡液体的状况，也可以避免试剂交互污染。若未使用多层设计，则当微流阀被突破后，仍需维持高转速一指定时间(如10分钟)，使微流阀干燥，以恢复阻挡液体的功能。
【专利附图】

【附图说明】
[0050]图1为本发明一实施例的旋转平台俯视示意图。
[0051]图2为本发明一实施例的微流体结构层示意图。
[0052]图3为鱼骨形微流阀㈧、箭翎形微流阀⑶与高阻力缓冲流道(C)示意图。
[0053]图4为本发明双面双层设计的一实施例俯视示意图。
[0054]图5为本发明双面双层设计的一实施例侧面剖视示意图。
[0055]图6为本发明的运作方法流程图。
[0056]图7为应用本发明进行的ELISA实验的微流体结构层示意图。
[0057]图8为应用本发明进行的Lipid test实验的微流体结构层示意图。
[0058]【主要组件符号说明】
[0059]100旋转平台110凹槽200微流体盘片
[0060]300微流体结构层200微流体盘片300微流体结构层
[0061]310注入槽311单层结构-注入孔312多层结构-第一层注入孔
[0062]313多层结构-第二层注入孔 314多层结构-第三层注入孔315多层结构-第四层注入孔
[0063]316待测物注入孔320微流道321分流槽
[0064]322流动阻力组件323第二微流阀330侦测槽
[0065]340废液槽350混合槽
【具体实施方式】[0066]接着以实际运作流程与实施例，进一步配合图示说明本发明如何解决先前技术的缺陷。
[0067]图1为本发明一实施例的旋转平台100示意图，其包含至少一凹槽110的对位装置，透过凹槽Iio可将如图2所示的微流体盘片200固定于旋转平台100上。
[0068]微流体盘片200包括微流体结构层300，如图2所示，微流体结构层300由圆心至圆周处包括:注入槽310、分流槽321、流动阻力组件322、至少一侦测槽330以及至少一废液槽340。
[0069]其中流动阻力组件322可使用圆形微流阀或如图3中(A)所示的鱼骨形阀。但圆形微流阀遇到包含蛋白质的试剂会失去阀门的功效，而鱼骨形微流阀容易残留前次试验的试剂导致交互感染。因此，本发明提出将其形状改良为如图3中(B)所示的箭翎形，可保留阻挡液体的功能，并避免试剂残留。此外，如需使用某些液体(如Phosphate BufferSolution with Tween-20, PBST)造成阀门疏水性质失效,可改用如图3中(C)所示的高阻力缓冲流道。
[0070]此外，本发明可视实验需要提供多面多层结构，图4即为双面双层设计的一实施例俯视图，而图5则是双面双层设计的侧面剖视图。由图5可知微流体盘片200中共包含四层微流体结构层300，每层结构皆有独立的试剂注入孔，多层结构的试剂注入孔如图5所示分别为多层结构-第一层注入孔312、第二层注入孔313、第三层注入孔314、第四层注入孔315，但试剂的出口皆流入共同的侦测槽330。
[0071]图6为利用分流结构进行生化检测的装置运作方法流程图(以酵素连结免疫分析为例)，其步骤包括:a.注入试剂:注入试剂至注入槽310或侦测槽330 ；b.旋转旋转平台100:若使用微流阀为流动阻力组件322情况下，以低于微流阀的突破转速进行旋转，使注入槽310内的试剂平均流入各微流道320的分流槽321，c.将旋转平台100的转速进一步增加至一指定转速:进一步将转速提高至一指定转速后，分流槽321内的试剂突破微流阀流入侦测槽330，进而与侦测槽330内的试剂混合进行反应；d.检测反应结果。其中，指定转速为一固定的值，其值端赖微流阀的位置、表面接触角与几何形状而定。而步骤c完成之后尚可视检测流程需要重复进行步骤b与步骤C，再接续步骤d检测反应结果。
[0072]若采用单层设计，则运作方法说明如下:首先进行步骤a，将试剂X注入注入槽310或侦测槽330，接着进行步骤b，启动马达旋转后，带动旋转平台100以及微流体盘片200 —起旋转，此时试剂将平均分配至各分流槽321，试剂因转速不足以突破微流阀而停留在分流槽321内，待液面平整时，进行步骤C，以高转速使试剂突破微流阀并流入侦测槽330，接着维持高转速10分钟，使微流阀干燥以回复阻挡试剂的功能，接着视实验需要，再注入另一试剂Y，并重复以上步骤，完成后进行步骤d，检测反应结果。
[0073]若采用多层设计，则差别在于步骤a注入试剂时，不同试剂可以注入到不同层的注入槽310。首先将试剂X注入第一层微流体结构层300的注入槽310，接着进行步骤b，旋转旋转平台100，进行步骤C，将旋转平台100的转速进一步增加至一指定转速，利用分流结构将试剂X均分至各侦测槽330 ;再重复进行步骤a，将试剂Y注入第二层微流体结构层300的注入槽310，再一次进行步骤b，旋转旋转平台100，进行步骤C，将旋转平台100的转速进一步增加至一指定转速，利用分流结构均分至各侦测槽330 ;再将试剂Z注入第三层微流体结构层300的注入槽310 (步骤a)，旋转旋转平台100 (步骤b)，将旋转平台100的转速进一步增加至一指定转速(步骤C)，利用分流结构均分至各侦测槽330 ;最后，将呈色液注入第四层微流体结构层300的注入槽310 (步骤a)，旋转旋转平台100 (步骤b)，将旋转平台100的转速进一步增加至一指定转速(步骤C)，利用分流结构均分至各侦测槽330，完成后进行步骤山检测反应结果。
[0074]若采用多层设计检测过程中，不同试剂各注入不同层的注入槽310，再分别流经不同的分流槽321、流动阻力组件322，最后流入共同的侦测槽330进行反应以供检测。如此可完全避免试剂交互污染，在使用微流阀为流动阻力组件322情况下，也可省去使用单层设计多种试剂时，在试剂突破微流阀后，必须维持高转速一段时间使微流阀恢复干燥的步骤。
[0075][实施例一]
[0076]本实施例以单面单层分流结构，使用微流阀为流动阻力组件322情况下执行CDELISA为例说明，实验过程如图7所示。首先，由待测物注入孔316注入I微升已连结捕捉抗体的磁珠、50微升抗原、以及I微升已标定酵素的侦测抗体至混合槽350,接着将微流体盘片200置于如图1显示的旋转平台100上以马达转速800RPM旋转，此时混合液在第二微流阀323作用下维持在混合槽350内，并保持较高液面。接着以磁场带动磁珠运动，进行充分混合，并进行一小时的孵育(incubation)完成基本键结。混合完毕后，以马达转速1500RPM使混合液突破第二微流阀323。此时，已完成抗体与抗原键结的磁珠在磁场或几何形状作用下被固定于侦测槽330内，多余混合液体则流入废液槽340。接着于单层结构-注入孔 311 注入 560 微升清洗液(Phosphate Buffer Saline with Tween-20,PBST),先以马达转速1000RPM配合微流阀作用填满分流槽321，再以马达转速4000RPM旋转使液体突破微流阀流至侦测槽330，并使侦测槽330分配到70微升的清洗液，进行清洗2分钟。同时微流阀在马达转速4000RPM下10分钟后也完成干燥恢复阀门作用。视实验实际需求，此清洗动作可重复数次。最后于单层结构-注入孔311注入560微升呈色液(TMB)，使侦测槽330分配到70微升的呈色液，在磁场作用下反应20分钟，最后即可侦测反应结果。
[0077][实施例二]
[0078]本实施例以单面单层分流结构，使用微流阀为流动阻力组件322情况下的脂质检测(Lipid test)为例说明，实验过程如图8所示。本发明应用于此检测可缩短健康检查程序的时间，更快速得知检测的结果。
[0079]此检测是利用酵素终点反应法(Enzymatic end point method)检测血清中三酸甘油酯(Triglycerides, TG)的含量。首先，由待测物注入孔316注入I微升的血清至侦测槽330，接着于单层结构-注入孔311注入272微升的检测用试剂，先以马达转速1000RPM配合微流阀作用使检测药剂填满分流槽321，再以马达转速4000RPM旋转使液体突破微流阀流至侦测槽330并使侦测槽330分配到34微升的检测药剂。接着设定马达以顺逆时针交替转动方式(振幅:150度，频率:15赫兹，时间:30s)进行震荡混合，使所有液体在侦测槽330均匀混合后即可进行检测。
[0080]本发明提供的装置与方法可应用于生化医学检测，特别是需要加入多次试剂的检测项目，如:免疫检测。以ELISA为例，需要依序注入捕捉抗体、抗原、侦测抗体、清洗液与呈色液等五种试剂。若以一片微流体盘片200上有8组微流道320为例，共须注入试剂40次。应用本发明的设计则只须注入5次试剂，每注入一种试剂即可利用液体分配功能将试剂平分流入各侦测槽330，达到执行ELISA的目的。[0081]综上所述，本发明可降低需要注入试剂的总次数，且由于每次仅注入一种试剂，以及各流动阻力组件322与微流体结构层300的圆心距离皆相等，所以使用者只需注意操作将微流体盘片200旋转到较高转速即可释放试剂，不必频繁更动成多段转速，也无需顾虑微流阀间突破转速的不稳定性，试剂间亦无交互污染的可能。因此，本发明可大量简化操作步骤、提升使用者操作方便性以及降低人为错误出现的机率，实为未来生医检测的良好选择。
[0082]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种利用分流结构进行生化检测的装置，其包括一旋转平台以及一微流体盘片，旋转平台以及微流体盘片呈圆形扁平的盘片状，微流体盘片设置于旋转平台上； 其中微流体盘片包括一微流体结构层，微流体结构层由圆心至圆周处包括: 一注入槽，位于微流体结构层圆心处，并设置有试剂注入孔； 至少一微流道，其呈放射状设置于微流体结构层中，并与注入槽连通，微流道为可供液体流通的通道，供试剂由微流体结构层的圆心向圆周流动； 至少一侦测槽，位于微流体结构层圆周处，设置有待测物注入孔，并与微流道连通，用以供试剂进行反应；以及 至少一废液槽，位于侦测槽旁，并与侦测槽连通，用以储存反应过后的废液； 其中微流道包括: 一分流槽，位于注入槽外侧，并与注入槽连通，可平均分流由注入槽流入的试剂；以及一流动阻力组件，位于分流槽与侦测槽之间，并与分流槽以及侦测槽连通，控制试剂由分流槽流至侦测槽。
2.根据权利要求1所述 的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述微流体结构层包括至少一混合槽，混合槽位于流动阻力组件与侦测槽之间，并与流动阻力组件以及侦测槽连通，且混合槽设置有待测物注入孔。
3.根据权利要求1所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述微流体结构层包括至少一第二微流阀，第二微流阀位于侦测槽与废液槽之间，并与侦测槽以及废液槽连通，控制试剂由侦测槽流入废液槽。
4.根据权利要求1所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述旋转平台周边外侧设有至少一凹槽，凹槽平均设置于圆周等分处，微流体盘片透过凹槽固定于旋转平台上。
5.根据权利要求1所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述旋转平台的材质是招。
6.根据权利要求1所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述微流体盘片的材质是聚甲基丙烯酸甲酯。
7.根据权利要求1所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述分流槽的体积至少为侦测槽体积的三倍以上。
8.根据权利要求1所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，各微流道中的流动阻力组件与微流体结构层圆心的距离皆相等。
9.根据权利要求1所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述流动阻力组件为一微流阀或一高阻力缓冲流道，若为微流阀则结构形状是箭翎形。
10.一种利用分流结构进行生化检测的装置，其包括一旋转平台以及一微流体盘片，旋转平台以及微流体盘片呈圆形扁平的盘片状，微流体盘片设置于旋转平台上； 其中微流体盘片包括至少二微流体结构层，微流体结构层由圆心至圆周处包括: 一注入槽，位于微流体结构层圆心处，并设置有试剂注入孔； 至少一微流道，其呈放射状设置于微流体结构层中，并与注入槽连通，微流道为供液体流通的通道，供试剂由微流体结构层的圆心向圆周流动； 至少一侦测槽，位于微流体结构层圆周处，用以供试剂进行反应，其设置待测物注入孔，侦测槽与设置于微流体结构层中不同层且上下位置对应的每条微流道连通；以及 至少一废液槽，位于侦测槽旁，并与侦测槽连通，用以储存反应过后的废液； 其中微流道包括: 一分流槽，位于注入槽外侧，并与注入槽连通，平均分流由注入槽流入的试剂；以及 一流动阻力组件，位于分流槽与侦测槽之间，并与分流槽以及侦测槽连通，控制试剂由分流槽流至侦测槽。
11.根据权利要求10所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述微流体结构层包括至少一混合槽，混合槽位于流动阻力组件与侦测槽之间，并与流动阻力组件以及侦测槽连通，且混合槽设置有待测物注入孔。
12.根据权利要求10所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述微流体结构层包括至少一第二微流阀，第二微流阀位于侦测槽与废液槽之间，并与侦测槽以及废液槽连通，控制试剂由侦测槽流入废液槽。
13.根据权利要求10所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述旋转平台周边外侧设有至少一凹槽，凹槽平均设置于圆周等分处，微流体盘片透过凹槽固定于旋转平台上。
14.根据权利要求10所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述旋转平台的材质是铝。
15.根据权利要求10所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述微流体盘片的材质是聚甲基丙烯酸甲酯。
16.根据权利要求10所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述微流体结构层中，不同层的注入槽互不相通，且各层的注入槽设有独立的试剂注入孔。
17.根据权利要求10所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述分流槽的体积至少为侦测槽体积的三倍以上。
18.根据权利要求10所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，位于同一层微流体结构层中的各流动阻力组件与微流体结构层圆心的距离皆相等。
19.根据权利要求10所述的利用分流结构进行生化检测的装置，其特征在于，所述流动阻力组件为微流阀或高阻力缓冲流道，若为微流阀则结构形状是箭翎形。
20.一种利用分流结构进行生化检测的装置运作方法，其步骤包括: a.注入试剂； b.旋转一旋转平台:使一注入槽内的试剂平均流入各微流道的一分流槽； c.将旋转平台的转速进一步增加至一指定转速:进一步提高至指定转速后，分流槽内的试剂突破一流动阻力组件流入侦测槽，进而与侦测槽内的试剂混合进行反应； d.检测反应结果。
21.根据权利要求20所述的利用分流结构进行生化检测的装置运作方法，其特征在于，步骤c中指定转速的值为固定值。
22.根据权利要求20所述的利用分流结构进行生化检测的装置运作方法，其特征在于，步骤c包括以下步骤，试剂突破流动阻力组件后，持续旋转一指定时间，使流动阻力组件干燥以回复阻挡试剂的功能。
23.根据权利要求22所述的利用分流结构进行生化检测的装置运作方法，其特征在于,所述指定时间是10分钟。
24.根据权利要求20所述的利用分流结构进行生化检测的装置运作方法， 其特征在于，步骤c完成后视检测流程需要重复进行步骤b与步骤C，再接续步骤d检测反应结果。
【文档编号】B01L3/00GK103566984SQ201210320906
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月31日 优先权日:2012年8月1日
【发明者】施志欣, 吴和晋, 杨喻评 申请人:逢甲大学