自驱动微流控芯片及可穿戴式检测设备

本发明涉及微流控检测领域，具体地，涉及一种自驱动微流控芯片及可穿戴式检测设备。

背景技术：

1、微流控技术又被称为片上实验室，现在已广泛应用于生物、医学、化学、物理等领域。在样品制备、采集、检测上的应用大大减小了所需的样品量，提高了检测精度和效率，并降低了样品污染的可能。在液体活检领域，微流控技术在细胞分选、细胞检测、单细胞检测、分子诊断等方向都获得了长足的发展并表现出巨大潜力。

2、在液体活检应用中，原位检测在实时性强、防止样本污染、持续监测上有巨大的优势，因此微流控技术在可穿戴式检测领域中具有巨大的应用潜力，然而现有的微流控技术大多依靠外部驱动设备驱动微流控芯片内流体的流动，这造成了微流控技术在可穿戴设备中集成的难度。

3、在公开号为cn210385905u的中国专利文献中，公开了一种微流控芯片基片，包括：底片，所述底片包括相对的第一表面及第二表面，所述第一表面开设有主流道及与所述主流道连通的多条分流道，每条所述分流道设有反应池，所述底片贯穿开设有与所述主流道连通的进料口，所述底片贯穿开设有分别与每条所述分流道的出料端连通的出料口；与所述底片可拆卸配合的进口盖，用于打开或封闭所述进料口位于所述第二表面的一端开口；以及与所述底片可拆卸配合的出口盖，用于打开或封闭多个所述出料口位于所述第二表面的一端开口。该文献中的微流控芯片需要外部驱动设备控制芯片内部流体的流动。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自驱动微流控芯片及可穿戴式检测设备。

2、根据本发明提供的一种自驱动微流控芯片，包括：芯片通道层，所述芯片通道层包括样品吸收区、样品检测区和样品排出区；

3、所述样品检测区的一侧与所述样品吸收区连通，所述样品检测区的另一侧与所述样品排出区连通；所述样品吸收区和所述样品排出区中至少一个为具有液体自吸作用的仿生树状结构。

4、优选地，所述样品吸收区包括多个第一吸收通道，所述多个第一吸收通道构成第一仿生树状结构；

5、所述第一吸收通道包括吸收主干结构、吸收分枝结构和吸收根部结构，所述吸收分枝结构位于所述吸收主干结构上，所述吸收根部结构位于吸收主干结构的端部，多个第一吸收通道的吸收根部结构汇聚形成吸收根部区域，所述吸收根部区域与所述样品检测区连通。

6、优选地，所述样品排出区包括多个第二排出通道，所述多个第二排出通道构成第二仿生树状结构；

7、所述第二排出通道包括排出主干结构、排出分枝结构和排出根部结构，所述排出分枝结构位于所述排出主干结构上，所述排出根部结构位于排出主干结构的端部，多个第二排出通道的排出根部结构汇聚形成排出根部区域，所述排出根部区域与所述样品检测区连通。

8、优选地，所述第一仿生树状结构中的多个第一吸收通道以芯片通道层上一点为圆心环形分布设置；所述第二仿生树状结构中的多个第二排出通道沿芯片通道层上第一中轴线的长度方向对称分布设置。

9、优选地，所述第一仿生树状结构和第二仿生树状结构相同。

10、优选地，所述自驱动微流控芯片还包括芯片下盖层和芯片上盖层，所述芯片通道层位于芯片下盖层和芯片上盖层之间；

11、所述芯片下盖层包括贯通入口，所述贯通入口与所述样品吸收区连通；所述芯片上盖层包括贯通出口，所述贯通出口与所述样品排出区连通。

12、优选地，所述贯通入口与所述样品吸收区在垂直于所述芯片通道层的方向上的投影重叠；或所述贯通入口在垂直于所述芯片通道层方向上的投影覆盖所述样品吸收区在垂直于所述芯片通道层方向上的投影，且所述贯通入口的投影面积大于所述样品吸收区的投影面积。

13、优选地，所述贯通出口与所述样品排出区在垂直于所述芯片通道层的方向上的投影重叠；或所述贯通出口在垂直于所述芯片通道层方向上的投影覆盖所述样品排出区在垂直于所述芯片通道层方向上的投影，且所述贯通出口的投影面积大于所述样品排出区的投影面积。

14、优选地，所述芯片下盖层还包括下盖密闭区，所述下盖密闭区包括第一圆形结构；

15、所述样品吸收区具有第一中心，所述第一圆形结构具有第二中心，所述第一中心和所述第二中心在垂直于所述芯片通道层方向上的投影重叠；

16、所述贯通出口为以第二中轴线为轴的对称结构，所述第二中轴线在垂直于所述芯片通道层方向上的投影覆盖所述第一中轴线在垂直于所述芯片通道层方向上的投影。

17、根据本发明提供的一种可穿戴式检测设备，所述可穿戴式检测设备包括自驱动微流控芯片。

18、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

19、本发明提供的自驱动微流控芯片及可穿戴式检测设备，微流控芯片通道的采用仿生树状结构的设计，使得微流控芯片具备自驱动性能，无需外部驱动部件，有利于微流控芯片集成于可穿戴式检测设备的轻便化。此外，仿生树状结构也可增强微流控芯片对样品的吸收能力和排出能力，有利于微流控芯片作用于原位实时检测场景的检测结果的准确性。

技术特征：

1.一种自驱动微流控芯片，其特征在于，包括：芯片通道层，所述芯片通道层包括样品吸收区、样品检测区和样品排出区；

2.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述样品吸收区包括多个第一吸收通道，所述多个第一吸收通道构成第一仿生树状结构；

3.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述样品排出区包括多个第二排出通道，所述多个第二排出通道构成第二仿生树状结构；

4.根据权利要求2或3所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述第一仿生树状结构中的多个第一吸收通道以芯片通道层上一点为圆心环形分布设置；所述第二仿生树状结构中的多个第二排出通道沿芯片通道层上第一中轴线的长度方向对称分布设置。

5.根据权利要求1所述的自驱2或3所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述第一仿生树状结构和第二仿生树状结构相同。

6.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述自驱动微流控芯片还包括芯片下盖层和芯片上盖层，所述芯片通道层位于芯片下盖层和芯片上盖层之间；

7.根据权利要求6所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述贯通入口与所述样品吸收区在垂直于所述芯片通道层的方向上的投影重叠；或所述贯通入口在垂直于所述芯片通道层方向上的投影覆盖所述样品吸收区在垂直于所述芯片通道层方向上的投影，且所述贯通入口的投影面积大于所述样品吸收区的投影面积。

8.根据权利要求6所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述贯通出口与所述样品排出区在垂直于所述芯片通道层的方向上的投影重叠；或所述贯通出口在垂直于所述芯片通道层方向上的投影覆盖所述样品排出区在垂直于所述芯片通道层方向上的投影，且所述贯通出口的投影面积大于所述样品排出区的投影面积。

9.根据权利要求1所述的自驱动微流控芯片，其特征在于，所述芯片下盖层还包括下盖密闭区，所述下盖密闭区包括第一圆形结构；

10.一种可穿戴式检测设备，其特征在于，所述可穿戴式检测设备包括如权利要求1至9任一项所述的自驱动微流控芯片。

技术总结
本发明提供了一种自驱动微流控芯片及可穿戴式检测设备，包括：芯片通道层，所述芯片通道层包括样品吸收区、样品检测区和样品排出区；所述样品检测区的一侧与所述样品吸收区连通，所述样品检测区的另一侧与所述样品排出区连通；所述样品吸收区和所述样品排出区中至少一个为具有液体自吸作用的仿生树状结构。本发明提供的自驱动微流控芯片及可穿戴式检测设备，微流控芯片通道的采用仿生树状结构的设计，使得微流控芯片具备自驱动性能，无需外部驱动部件，有利于微流控芯片集成于可穿戴式检测设备的轻便化。

技术研发人员：牛嘉琦,林树靖,陈迪,刘岩磊,崔胜胜,崔大祥
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15