一种全集成离心式免疫检测芯片

本技术属于免疫检测领域，更具体地，涉及一种全集成离心式免疫检测芯片。

背景技术：

1、目前，病毒检测主要是依赖于免疫检测、分子检测和影像学检测。其中，免疫检测中的酶联免疫检测(enzyme-linked immunosorbent assay；elisa)包含样本孵育，清洗，底物反应等多个手动步骤、耗时长，不适合体外快速诊断。基于胶体金侧向流试纸条免疫检测法(lateral flow immunochromatography，lfia)，具有操作简单，可裸眼检测，耗时短的优点，适合体外快速检测，但只能定性检测，限制了进一步应用。均相免疫比浊法(turbidimetric inhibition immune assay，tiia)具有耗时短，可实现定量检测，但是需要借助于复杂的光学设备。尤其当检测样本为全血样本时，为了完成检测，往往还需要借助额外的装置完成血浆与血细胞的分离，再提取血浆进行检测，过程复杂，且检测要求较高，也不利于病毒poc(point-of-care)诊断。

2、因此，针对全血样本开发一个低成本、简单、无仪器、可定量可视化的病毒poc诊断平台很有必要。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷和改进需求，本实用新型提供了一种全集成离心式免疫检测芯片，其目的在于，实现对全血样本的低成本、简单、无仪器、可定量、可视化的免疫检测。

2、为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种全集成离心式免疫检测芯片，包括：

3、反应腔室；反应腔室内置有微球标记的抗原冻干球；

4、定量管道；定量管道为末端封闭的管道，其开口端与反应腔室的第一端相连；定量管道的宽度小于反应腔室的宽度；

5、全血分离模块；全血分离模块，其设置于反应腔室内部，其包括阀门和末端封闭的管腔；管腔的开口端朝向反应腔室的第二端，且管腔上更靠近其开口端的位置设置有至少一个开孔；阀门设置于管腔外壁，且将开孔完全包裹；

6、以及密封模块；密封模块设置于反应腔室的第二端，以及全血分离模块的开口端；

7、离心时，反应腔室的第一端位于远心端，第二端位于近心端。

8、进一步地，阀门由弹性材料制成，且呈环状。

9、进一步地，反应腔室为锥形；

10、或者，反应腔室由柱形的连接腔室和锥形的倾斜腔室连接而成。

11、进一步地，定量管道的直径均一，且其直径为10-1000um。

12、进一步地，定量管道的直径为10-100um。

13、进一步地，定量管道的长度为1-100mm。

14、按照本实用新型的另一个方面，提供了一种全集成离心式免疫检测芯片，从下至上依次包括：

15、底盖；

16、免疫反应层，其上设置有n个检测单元；检测单元包括反应腔室和定量管道；反应腔室内置有微球标记的抗原冻干球；定量管道为末端封闭的管道，其开口端与反应腔室的远心端相连；定量管道的宽度小于反应腔室的宽度；

17、弹性阀层，其上设置有n个阀门；n个阀门与n个检测单元中的反应腔室对应相连；

18、全血分离层，其上设置有n个全血进样通道，全血进样通道远心端封闭；n个全血进样通道的近心端与n个阀门对应相连；

19、以及顶盖，其上设置有n个进样孔；n个进样孔与n个全血进样通道对应相连；

20、其中，n≥1。

21、进一步地，反应腔室为锥形；

22、或者，反应腔室由柱形的连接腔室和锥形的倾斜腔室连接而成。

23、进一步地，定量管道的直径均一，且其直径为10-1000um。

24、进一步地，定量管道的长度为1-100mm。

25、总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

26、(1)本实用新型提供的全集成离心式免疫检测芯片，在其中一个方案中，内置有微球标记的抗原冻干球的反应腔室内部集成了全血分离模块，该模块包括末端封闭的管腔，管腔上更靠近开口端的位置设置有开孔，且该开孔被阀门所包裹；基于该全血分离模块的结构设计，将全血样本加入该全血分离模块后，通过低速离心，可实现血浆和血细胞的分离，并且由于血浆受到的离心力小于阀门提供的束缚力，分离出的血浆将聚集于管腔近心端；当离心转速提高，血浆所受离心力将超过阀门所提供的束缚力，并从管腔的小孔中流出，流入反应腔室内，血浆内的抗体将与抗原反应，发生免疫凝集，因此，本实用新型不依赖于复杂装置即可完成全血分离，且操作简单、成本低。同时，由于本实用新型在反应腔室一端设置有与其连通的细长的定量管道，免疫凝集产生的微球聚集体在离心作用下会在该定量管道中聚集，且聚集的距离长度与抗体成正相关，因此，本实用新型可实现定量、可视化的检测。

27、(2)本实用新型提供的全集成离心式免疫检测芯片，在其优选方案中，阀门由弹性材料制成，且呈环状，因此，直接将其套设于全血分离模块的开孔处，即可配合离心对管腔内血浆进行控制，实现成本低，且易于设置。

28、(3)本实用新型提供的全集成离心式免疫检测芯片，在其优选方案中，反应腔室具体被设计为锥形，或者，由柱形的连接腔室和锥形的倾斜腔室连接而成，该结构设计保证了反应腔室平滑过渡到其与定量管道的连接端，保证了微球聚集体能够稳定地进入定量管道，有利于实现准确检测。

29、(4)本实用新型提供的全集成离心式免疫检测芯片，在其优选方案中，定量管道直径均一，其宽度范围为10-1000um，其长度范围为1-100mm，由此能够在保证微球聚集体完全聚集在定量管道中的情况下，保证较高的检测灵敏度。

30、(5)本实用新型提供的全集成离心式免疫检测芯片，在另一个方案中，在不同的芯片层中分别设置检测单元和全血进样通道，且在两芯片层之间设置弹性阀层，弹性发层中设置有与全血进样通道和检测单元中的反应腔室分别相连的阀门；其中的全血进样通道为远心端封闭的管道，基于该结构设计，向全血进样通道中添加全血样本后，通过低速离心，可实现血浆和血细胞的分离，并且由于血浆受到的离心力小于阀门提供的束缚力，分离出的血浆将聚集于全血进样通道近心端；当离心转速提高，血浆所受离心力将超过阀门所提供的束缚力，并全血进样通道中流出，流入反应腔室内，血浆内的抗体将与抗原反应，发生免疫凝集，因此，本实用新型不依赖于复杂装置即可完成全血分离，且操作简单、成本低。同时，由于本实用新型在检测单元中反应腔室的远心端设置有与其连通的细长的定量管道，免疫凝集产生的微球聚集体在离心作用下会在该定量管道中聚集，且聚集的距离长度与抗体成正相关，因此，本实用新型可实现定量、可视化的检测。

31、(6)本实用新型提供的全集成离心式免疫检测芯片，采用多层芯片结构设计，可同时集成多个检测单元，实现高通量的免疫检测。

32、(7)本实用新型提供的全集成离心式免疫检测芯片，在其优选方案中，反应腔室具体被设计为锥形，或者，由柱形的连接腔室和锥形的倾斜腔室连接而成，该结构设计保证了反应腔室平滑过渡到其与定量管道的连接端，保证了微球聚集体能够稳定地进入定量管道，有利于实现准确检测。

33、(8)本实用新型提供的全集成离心式免疫检测芯片，在其优选方案中，定量管道直径均一，其宽度范围为10-1000um，其长度范围为1-100mm，由此能够在保证微球聚集体完全聚集在定量管道中的情况下，保证较高的检测灵敏度。