一种多通道快速检测微流体检测芯片的制作方法

本实用新型属于医疗设备技术领域，尤其是涉及一种多通道快速检测微流体检测芯片。

背景技术：

微流体学是跨包括工程学、物理学、化学、微技术和生物技术的各种学科来应用的技术。微流体学涉及到对微量流体的研究以及对如何在诸如微流体芯片之类的各种微流体系统和设备中操纵、控制和使用这样的少量流体的研究。例如：微流体生物芯片(被称为“芯片实验室”)在分子生物学领域中用于整合化验操作，以用于诸如分析酶和DNA，检测生物化学毒素和病原体、诊断疾病等目的。

微流控芯片(microfluidic chip)是当前微全分析系统(Miniaturized Total Analysis Systems)发展的热点领域。微流控芯片分析以芯片为操作平台，同时以分析化学为基础，以微机电加工技术为依托，以微管道网络为结构特征，以生命科学为目前主要应用对象，是当前微全分析系统领域发展的重点。它的目标是把整个化验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上。微流控芯片是微流控技术实现的主要平台。其装置特征主要是其容纳流体的有效结构(通道、检测室和其它某些功能部件)至少在一个纬度上为微米级尺度。由于微米级的结构，流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能。因此发展出独特的分析产生的性能。微流控芯片的特点及发展优势：微流控芯片具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点，它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析，并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。其产生的应用目的是实现微全分析系统的终极目标－芯片实验室，目前工作发展的重点应用领域是生命科学领域。

当前国际研究现状：创新多集中于分离、检测体系方面；对芯片上如何引入实际样品分析的诸多问题，如样品引入、换样、前处理等有关研究还十分薄弱。它的发展依赖于多学科交叉的发展。

在中国专利文献CN205361375U中，公开了一种微流体芯片，从下往上依次迭接有玻璃基板层、中间层和上盖层，所述玻璃基板层、中间层与上盖层相配合界定出封闭的环形的微流道和检测室，所述微流道位于检测室的外侧，并与检测室连通，所述上盖层一侧设有与微流道连通的流体注入口，所述上盖层在微流道的另一端设有多个排气孔。但上述技术方案检测通量小，结构复杂成本高，进样口设计不合理容易致样本污染。

因此，有必要开发一种合理设计的进样口避免样本被污染且检测通量大、检测效率和精确度均高的多通道快速检测微流体检测芯片。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种合理设计的进样口避免样本被污染且检测通量大、检测效率和精确度均高的多通道快速检测微流体检测芯片。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，该多通道快速检测微流体检测芯片，包括芯片本体，所述芯片本体上设置有芯片采样口、多个相互独立的检测室和微流道，所述芯片采样口通过微流道与所述检测室连通，所述芯片本体还包括电极，所述检测室与所述电极相连接；所述微流道包括一条主流通道和多个分微流体通道，所述主流通道的末端分流出多个所述分微流体通道，多个所述分微流体通道与多个相互独立的检测室一一对应连通；所述主流通道的另一端与所述芯片采样口连通。

采用上述技术方案，微流控芯片检测具有精度高，速度快，检测成本较低的特点，适合进行精准医疗环节进行的检测，通过设计特定结构形式的主流通道和多个分微流体通道，用于引导血液样本的流动，使得一个样品腔室，能够同时向多个反应腔室注入样品且不污染样品，易进样；芯片采样口采样后，由主流通道同时分别流向多个分微流体通道，再进入多个相互独立的检测室，检测室内预先包埋有检测试剂，这样可以实现同时检测多个样本，具有多通道的效果；芯片结构简单，操作方便，提高了检测效率，并大大减少了资源的消耗；实现快速检测，降低了成本。

本实用新型进一步改进在于，所述芯片本体从下往上依次包括底板层、中间层和上盖层，所述底板层、中间层与上盖层相配合界定出封闭的微流道和多个相互独立的检测室；所述微流道和检测室在所述中间层；所述上盖层设有液体注入口和多个排气孔，所述多个排气孔设置在所述上盖层的一侧且设置在与所述微流道的末端相对应的位置处，所述液体注入口与所述微流道的前端相连通；所述底板层上设有电极，所述检测室与所述电极相连接。采用底板层、中间层和上盖层的三层结构的芯片，设计合理，结构简单紧凑，且降低了成本，具有易进样的芯片采样口；通过在上盖设置多个排气孔，使得待测流体的流动阻力减小，流动更快速，实现快速填充检测室；排气孔的设置有利于样本的流动，方便进样，若没有设置排气孔，则样本不能流进检测室进行反应，芯片检测室内预先包埋检测试剂。

本实用新型进一步改进在于，多个相互独立的检测室呈扇形分布，由所述主流通道的末端分流成多个分微流体通道再连通至多个相互独立的检测室。通过设计特定结构形式的主流通道和多个分微流体通道，用于引导血液样本的流动，使得一个样品腔室，能够同时向多个反应腔室注入样品，使得流动更快捷，提高检测效率。

本实用新型进一步改进在于，所述芯片采样口由液体注入口构成，所述芯片采样口与所述主流通道连通，所述主流通道的一端在与所述液体注入口相对应的位置处设置有接液口；所述主流通道的另一端连接所有的分微流体通道。采用这种结构的芯片采样口易于采样，且不被污染，结构简单，成本低。

本实用新型进一步改进在于，所述底板层、中间层与上盖层相配合界定出封闭的微流道、检测室和漏斗区域；所述底板层的下端的一侧设有一缺口，所述液体注入口、漏斗区域和缺口分别设置在上盖层、中间层和底板层上相对应的位置处且大小不同；所述芯片采样口由液体注入口、漏斗区域和缺口一起构成且通过所述微流道与所述检测室的底部相连接。将芯片采样口设置成漏斗样，底板面积大，顶盖面积小，中间层漏斗，这样的结构设置合理且结构简单，使样品更容易进入，且不被污染，提高检测的效率。

本实用新型进一步改进在于，所述液体注入口、漏斗区域和缺口均为弧形且弧度不同；所述液体注入口、漏斗区域均为半圆弧形，且所述漏斗区域的半径不小于所述液体注入口的圆弧半径；所述漏斗区域通过弯曲的主流通道分散出多个分微流体通道与所述多个相互独立的检测室一一连通；所述缺口的面积小于所述漏斗区域的面积；

或所述主流通道为漏斗区域，所述液体注入口为弧形，其与所述漏斗区域部分区域重叠；所述漏斗区域有开口处向内收敛形成喇叭状，且所述漏斗区域在其尾端处向内分散出多个分微流体通道，通过多个所述分微流体通道一一对应连接多个相互独立的检测室。其中液体注入口为半圆弧形，在面积相同的条件下，这种结构设置注入的样本量最多，且漏斗区域的半径不小于所述液体注入口的圆弧半径，使得漏斗区域可全部容纳从液体注入口注入的样本液体，不会有损失；设置弯曲流道，使得样本缓慢流入检测室，不至于造成检测室大气压的突增。

其中将液体注入口设置为弧形，其与所述漏斗区域部分区域重叠；所述漏斗区域有开口处向内收敛形成喇叭状使得样本逐渐向内流入，不在开口处停留，避免样本流失，例如使用这种结构的漏斗区域血液样本进入到采样口的速度在1秒左右，实现了血液样本快速吸进采样口里；设置缺口的作用是与手指肚相贴合，方便取样。

本实用新型进一步改进在于，所述底板层、中间层与上盖层通过是通过中间层双面胶合的方式键合成一体。

作为本实用新型的优选技术方案，所述中间层为压敏胶带，所述上盖层和/或所述底板层的材料为PMMA、PP、PE、PET中的任一种，且所述上盖层和所述底板层的表面均具有亲水膜，使样本快速通过所述芯片采样口流动进入主流通道，再分流到每一个分微流体通道。采用此技术方案，材料易得，且压敏胶带的制作工艺可以精度的控制其厚度，所以采用此技术方案，可以精确的控制微流道的深度和大小，同时也便于控制检测室的深度，使得微流体芯片的各个检测室的厚度偏差小，一致性高，提高了检测的准确度；上盖层和底板层的表面均设置亲水膜，可以使样品更快速地通过芯片采样口流入主流通道并分流到每个分微流体通道，这样加快流动速度，可以提高检测效率。

作为本实用新型的优选技术方案，所述中间层的厚度为0.1～1.0mm；所述底板层的表面是平的，所述底板层、中间层与上盖层相配合界定出封闭的微流道的深度为0.1～1.0mm，相配合界定出的所述检测室的宽度为1.0～2.0mm。

作为本实用新型的优选技术方案，每一个所述分微流体通道在与所述检测室的连接处均具有喷嘴，并且每一个所述分微流体通道都具有相应的电极，每个电极包括输入高侧电极和输入低侧电极，所述电极的厚度为50um。在分微流体通道与检测室的连接处设有喷嘴是为了使样本更容易更快速地流入检测室；电极的作用是施加脉冲电压同时接受检测室中血液反应产生的信号；电极末端插入检测仪器中，通过检测反应产生的电化学信号，配合配套检测仪器得出检测结果；电极末端为所述底板层、中间层与上盖层键合成一体后相对于所述上盖层和中间层裸露在外的部分，使得电极末端能够更容易且方便地插到检测仪器中。

与现有技术相比，该多通道快速检测微流体检测芯片通过设计特定结构形式的主流通道和多个分微流体通道，用于引导血液样本的流动，使得一个样品腔室，能够同时向多个反应腔室注入样品且不污染样品，易进样；芯片采样口采样后，由主流通道同时分别流向多个分微流体通道，再进入多个相互独立的检测室，这样可以实现同时检测多个样本，具有多通道的效果；芯片结构简单，操作方便，提高了检测效率和精度，并大大减少了资源的消耗；实现快速检测，降低了成本。

附图说明

下面结合附图和本实用新型的实施方式进一步详细说明：

图1是本实用新型多通道快速检测微流体检测芯片实施例1的平面结构示意图；

图2是本实用新型多通道快速检测微流体检测芯片实施例1的立体结构示意图；

图3是本实用新型多通道快速检测微流体检测芯片实施例1的整体结构图；

图4是本实用新型多通道快速检测微流体检测芯片实施例2的平面结构示意图；

图5是本实用新型多通道快速检测微流体检测芯片实施例2的立体结构示意图；

图6是本实用新型多通道快速检测微流体检测芯片实施例2的整体结构图；

图7是本实用新型多通道快速检测微流体检测芯片实施例3的平面结构示意图；

图8是本实用新型多通道快速检测微流体检测芯片实施例3的立体结构示意图；

图9是本实用新型多通道快速检测微流体检测芯片实施例3的整体结构图；

其中：1-底板层；2-中间层；3-上盖层；4-电极；401-电极末端；5-微流道；501-主流通道；502-分微流体通道；6-排气孔；7-芯片采样口；701-液体注入口；702-接液口；8-检测室；9-漏斗区域；10-缺口。

具体实施方式

实施例1：该多通道快速检测微流体检测芯片，包括芯片本体，所述芯片本体上设置有芯片采样口7、多个相互独立的检测室8和微流道5，所述芯片采样口7通过微流道5与所述检测室8连通，所述芯片本体还包括电极4，所述检测室8与所述电极4相连接；所述微流道5包括一条主流通道501和5个分微流体通道502，所述主流通道501的末端分流出5个所述分微流体通道502，5个所述分微流体通道502与5个相互独立的检测室8一一对应连通；所述主流通道501的另一端与所述芯片采样口7连通；所述芯片本体从下往上依次包括底板层1、中间层2和上盖层3，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5和多个相互独立的检测室8；所述微流道5和检测室8在所述中间层2；所述上盖层3设有液体注入口701和5个排气孔6，所述5个排气孔6设置在所述上盖层的一侧且设置在与所述微流道5的末端相对应的位置处，所述液体注入口701与所述微流道5的前端相连通；所述底板层1上设有电极4，所述检测室8与所述电极4相连接；排气孔6的设置有利于样本的流动，方便进样，若没有设置排气孔6样本不能流进检测室8进行反应，芯片的检测室8内预先包埋检测试剂；5个相互独立的检测室8呈扇形分布，由所述主流通道501的末端分流成5个分微流体通道502再连通至5个相互独立的检测室8；所述底板层1、中间层2与上盖层3通过中间层2双面胶合的方式键合成一体；所述中间层2为压敏胶带，所述上盖层3和/或所述底板层1的材料为PMMA、PP、PE、PET中的任一种，且上盖层3和底板层1的表面具有亲水膜，使样本快速通过所述芯片采样口7流动进入主流通道501，再分流到每一个分微流体通道502；所述中间层2的厚度为0.1～1.0mm；所述底板层1的表面是平的，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5的深度为0.1～1.0mm，相配合界定出的所述检测室8的宽度为1.0～2.0mm；每一个所述分微流体通道502在与所述检测室8的连接处均具有喷嘴，并且每一个所述分微流体通道502都具有相应的电极4，每个电极4包括输入高侧电极和输入低侧电极，所述电极4的厚度为50um；电极4的作用是施加脉冲电压同时接受检测室中血液反应产生的信号；电极末端401插入检测仪器中，通过检测反应产生的电化学信号，配合配套检测仪器得出检测结果；电极末端401为所述底板层1、中间层2与上盖层3键合成一体后相对于所述上盖层3和中间层2裸露在外的部分，使得电极末端401能够更容易且方便地插到检测仪器中，出来检测结果；其中如图1～3所示，所述芯片采样口7为液体注入口701，所述芯片采样口7与所述主流通道501连通，所述主流通道501的一端在与所述液体注入口701相对应的位置处设置有接液口702；所述主流通道501的另一端连接所有的分微流体通道502。

实施例2：与实施例1不同之处在于芯片采样口7的结构不同，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5、检测室8和漏斗区域9；所述底板层1的下端的一侧设有一缺口10，所述液体注入口701、漏斗区域9和缺口10分别设置在上盖层3、中间层2和底板层1上相对应的位置处且大小不同；所述芯片采样口7由液体注入口701、漏斗区域9和缺口10一起构成且通过所述微流道5与所述检测室8的底部相连接；具体地：该多通道快速检测微流体检测芯片，包括芯片本体，所述芯片本体上设置有芯片采样口7、多个相互独立的检测室8和微流道5，所述芯片采样口7通过微流道5与所述检测室8连通，所述芯片本体还包括电极4，所述检测室8与所述电极4相连接；所述微流道5包括一条主流通道501和5个分微流体通道502，所述主流通道501的末端分流出5个所述分微流体通道502，5个所述分微流体通道502与5个相互独立的检测室8一一对应连通；所述主流通道501的另一端与所述芯片采样口7连通；所述芯片本体从下往上依次包括底板层1、中间层2和上盖层3，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5和多个相互独立的检测室8；所述微流道5和检测室8在所述中间层2；所述上盖层3设有液体注入口701和5个排气孔6，所述5个排气孔6设置在所述上盖层的一侧且设置在与所述微流道5的末端相对应的位置处，所述液体注入口701与所述微流道5的前端相连通；所述底板层1上设有电极4，所述检测室8与所述电极4相连接；排气孔6的设置有利于样本的流动，方便进样，若没有设置排气孔6样本不能流进检测室8进行反应，芯片的检测室8内预先包埋检测试剂；5个相互独立的检测室8呈扇形分布，由所述主流通道501的末端分流成5个分微流体通道502再连通至5个相互独立的检测室8；所述底板层1、中间层2与上盖层3通过中间层2双面胶合的方式键合成一体；所述中间层2为压敏胶带，所述上盖层3和/或所述底板层1的材料为PMMA、PP、PE、PET中的任一种，且上盖层3和底板层1的表面具有亲水膜，使样本快速通过所述芯片采样口7流动进入主流通道501，再分流到每一个分微流体通道502；所述中间层2的厚度为0.1～1.0mm；所述底板层1的表面是平的，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5的深度为0.1～1.0mm，相配合界定出的所述检测室8的宽度为1.0～2.0mm；每一个所述分微流体通道502在与所述检测室8的连接处均具有喷嘴，并且每一个所述分微流体通道502都具有相应的电极4，每个电极4包括输入高侧电极和输入低侧电极，所述电极4的厚度为50um；电极4的作用是施加脉冲电压同时接受检测室中血液反应产生的信号；电极末端401插入检测仪器中，通过检测反应产生的电化学信号，配合配套检测仪器得出检测结果；电极末端401为所述底板层1、中间层2与上盖层3键合成一体后相对于所述上盖层3和中间层2裸露在外的部分，使得电极末端401能够更容易且方便地插到检测仪器中，出来检测结果；如图4～6所示，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5、检测室8和漏斗区域9；所述底板层1的下端的一侧设有一缺口10，所述液体注入口701、漏斗区域9和缺口10分别设置在上盖层3、中间层2和底板层1上相对应的位置处且大小不同；所述芯片采样口7由液体注入口701、漏斗区域9和缺口10一起构成且通过所述微流道5与所述检测室8的底部相连接；所述主流通道501为漏斗区域9，所述液体注入口701为弧形，其与所述漏斗区域9部分区域重叠；所述漏斗区域9有开口处向内收敛形成喇叭状，且所述漏斗区域9在其尾端处向内分散出5个分微流体通道502，通过5个所述分微流体通道502一一对应连接5个相互独立的检测室8；其中将液体注入口701设置为弧形，其与所述漏斗区域9部分区域重叠；所述漏斗区域9有开口处向内收敛形成喇叭状使得样本逐渐向内流入，不在开口处停留，避免样本流失。

实施例3：与实施例1不同之处在于芯片采样口的结构不同，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5、检测室8和漏斗区域9；所述底板层1的下端的一侧设有一缺口10，所述液体注入口701、漏斗区域9和缺口10分别设置在上盖层3、中间层2和底板层1上相对应的位置处且大小不同；所述芯片采样口7由液体注入口701、漏斗区域9和缺口10一起构成且通过所述微流道5与所述检测室8的底部相连接；具体地：该多通道快速检测微流体检测芯片，包括芯片本体，所述芯片本体上设置有芯片采样口7、多个相互独立的检测室8和微流道5，所述芯片采样口7通过微流道5与所述检测室8连通，所述芯片本体还包括电极4，所述检测室8与所述电极4相连接；所述微流道5包括一条主流通道501和5个分微流体通道502，所述主流通道501的末端分流出5个所述分微流体通道502，5个所述分微流体通道502与5个相互独立的检测室8一一对应连通；所述主流通道501的另一端与所述芯片采样口7连通；所述芯片本体从下往上依次包括底板层1、中间层2和上盖层3，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5和多个相互独立的检测室8；所述微流道5和检测室8在所述中间层2；所述上盖层3设有液体注入口701和5个排气孔6，所述5个排气孔6设置在所述上盖层的一侧且设置在与所述微流道5的末端相对应的位置处，所述液体注入口701与所述微流道5的前端相连通；所述底板层1上设有电极4，所述检测室8与所述电极4相连接；排气孔6的设置有利于样本的流动，方便进样，若没有设置排气孔6样本不能流进检测室8进行反应，芯片的检测室8内预先包埋检测试剂；5个相互独立的检测室8呈扇形分布，由所述主流通道501的末端分流成5个分微流体通道502再连通至5个相互独立的检测室8；所述底板层1、中间层2与上盖层3通过中间层2双面胶合的方式键合成一体；所述中间层2为压敏胶带，所述上盖层3和/或所述底板层1的材料为PMMA、PP、PE、PET中的任一种，且上盖层3和底板层1的表面具有亲水膜，使样本快速通过所述芯片采样口7流动进入主流通道501，再分流到每一个分微流体通道502；所述中间层2的厚度为0.1～1.0mm；所述底板层1的表面是平的，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5的深度为0.1～1.0mm，相配合界定出的所述检测室8的宽度为1.0～2.0mm；每一个所述分微流体通道502在与所述检测室8的连接处均具有喷嘴，并且每一个所述分微流体通道502都具有相应的电极4，每个电极4包括输入高侧电极和输入低侧电极，所述电极4的厚度为50um；电极4的作用是施加脉冲电压同时接受检测室中血液反应产生的信号；电极末端401插入检测仪器中，通过检测反应产生的电化学信号，配合配套检测仪器得出检测结果；电极末端401为所述底板层1、中间层2与上盖层3键合成一体后相对于所述上盖层3和中间层2裸露在外的部分，使得电极末端401能够更容易且方便地插到检测仪器中，出来检测结果；如图7～9所示，所述底板层1、中间层2与上盖层3相配合界定出封闭的微流道5、检测室8和漏斗区域9；所述底板层1的下端的一侧设有一缺口10，所述液体注入口701、漏斗区域9和缺口10分别设置在上盖层3、中间层2和底板层1上相对应的位置处且大小不同；所述芯片采样口7由液体注入口701、漏斗区域9和缺口10一起构成且通过所述微流道5与所述检测室8的底部相连接；其中所述液体注入口701、漏斗区域9和缺口10均为弧形且弧度不同；所述液体注入口701、漏斗区域9均为半圆弧形，且所述漏斗区域9的半径不小于所述液体注入口701的圆弧半径；所述漏斗区域9通过弯曲的主流通道501分散出5个分微流体通道502与所述5个相互独立的检测室8一一连通；所述缺口10的面积小于所述漏斗区域9的面积。其中液体注入口701为半圆弧形，在面积相同的条件下，这种结构设置注入的样本量最多，且漏斗区域9的半径不小于所述液体注入口701的圆弧半径，使得漏斗区域9可全部容纳从液体注入口注入的样本液体，不会有损失；设置弯曲流道，使得样本缓慢流入检测室8，不至于造成检测室8大气压的突增。

具体使用时：

向芯片采样口7注入样本，样本通过由主流通道501同时分别流向多个分微流体通道502，再进入多个相互独立的检测室8，样本与检测室8内预先包埋的检测试剂进行反应，并将该多通道快速检测微流体检测芯片通过电极末端401插入检测仪器中，通过检测反应产生的电化学信号，配合配套检测仪器得出检测结果；这样可以实现同时检测多个样本，具有多通道的效果；提高了检测效率。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，例如芯片采样口的形状和结构做一些其它微略的调整，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。