一种液体存储和控释组件以及微流控检测芯片

本发明涉及微流控检测芯片领域，尤其是微流控检测芯片中液体的储存和控释装置，以及相关的微流控检测芯片。

背景技术：

随着医疗技术的提升，医疗设备的需求也变得越来越多样化。在此条件下，基于微流控技术的医疗设备也不断研发投入使用，其中及时诊断设备（poct）尤为突出。离心力微流控在poct中发挥着重要的作用，他的主要优点是系统的模块化设置和一次性的、易于更换的微流控检测芯片，以及许多现有的单元操作，这使得液体处理非常精确。样品的反应流程在芯片中实现，这使得试剂的预存储成为芯片使用的关键因素。

目前，离心力微流控检测芯片中液态储存试剂普遍依靠不同的转速使试剂突破各种阀门，如毛细阀、虹吸阀。但是此种方法具有不稳定性，且无法做到多种试剂不同时间分别释放。这些缺点使得芯片无法集成更多的反应流程、样品处理单一化。这都不利于微流控检测芯片技术的产品向着小型化、功能集成化、操作简便化的方向发展。而且液态试剂存储无法保证液体全部释放，存在液体残留。在离心力驱动下，微流控检测芯片中多种试剂释放的，残留的试剂会在后续的离心中存在流出风险，因而影响后续检测的准确性。因此，实现液体存储后的定时、稳定释放是本领域目前急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种液体试剂存储与控释装置，以实现液体存储后的定时、可控释放，且无液体残留，降低残留试剂对后续检测准确性的影响。为实现上述目的，本发明提供一种液体存储和控释组件，包括液体存储装置、金属环石蜡阀，金属环石蜡阀由金属环和充满所述金属环的石蜡组成，液体存储装置的开口与所述金属环的外径相适应，金属环石蜡阀将所述液体存储装置的开口堵住。液体存储装置为瓶状结构，金属环为圆柱状中空环状结构。

进一步的，将金属环设置为金属环为圆柱状、或圆锥状中空环状结构，圆锥状的金属环较细一端朝向所述液体存储装置的内腔。金属环为圆锥状中空环状结构时，加热后在离心力下更容易将石蜡阀打开，但在运输时也较圆柱状金属状结构的石蜡阀更容易被意外突破，可根据具体需要选择。液体存储装置为橡胶或柔性塑料材质,也可为刚性材料所制备的瓶子状。

进一步的，将上述液体存储和控释组件应用于基于离心力的微流控检测芯片，离心力的微流控检测芯片包括基片和设置在所述基片中的液体存储和控释组件，基片中心设置有转轴连接孔，基片中设置有液流管道，在基片中还设置有液体存储和控释组件安装腔，液体存储和控释组件安装腔与下游的液流管道相通，下游的液流管道开口于所述液体存储和控释组件安装腔的径向远端，在液体存储和控释组件安装腔中放置液体存储和控释组件，液体存储和控释组件的开口伸入到下游的液流管道开口中。

进一步的，在金属环石蜡阀中的金属环靠近所述基片一侧/或两侧设置有导热金属块，导热金属块靠近金属环的一侧与所述金属环相嵌合，对面一侧为平面，有利于导热。也可将金属环石蜡阀中的金属环与导热金属块设置为一体结构。也可以基片上与所述导热金属块相应的位置设置导热金属片。

将液体储存于液体存储装置中。

附图说明

图1为金属环石蜡阀侧视图

图2为金属环石蜡阀俯视图

图3为金属环石蜡阀组装后俯视图

图4为金属环石蜡阀组装后侧视图

图5为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀侧视图

图6为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀俯视图

图7为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀组装后正视图

图8为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀组装后侧视图

图9为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀组装后俯视图

图10为将液体存储和控释组件安装在“液体存储和控释组件安装腔”中时的剖面图

图11为将液体存储和控释组件安装在“液体存储和控释组件安装腔”中时的俯视图

图12为将液体存储和控释组件安装在“液体存储和控释组件安装腔”中时的剖面图（将金属环与导热金属块未设置为一体结构，下方设置电路板）

图13为将液体存储和控释组件安装在“液体存储和控释组件安装腔”中时的俯视图（将金属环与导热金属块未设置为一体结构，下方设置电路板）

图14为整体封装后的金属环石蜡阀剖面图（将金属环与导热金属块设置为一体结构）

图15为整体封装后的金属环石蜡阀俯视图（将金属环与导热金属块设置为一体结构）

图16为通过加热，借助离心力打开金属环石蜡阀（将金属环与导热金属块设置为一体结构）

图17为通过加热，借助离心力打开金属环石蜡阀后，液体存储装置中的液体突破金属环石蜡阀，进入下游液流管道（将金属环与导热金属块设置为一体结构）

图中：100为基片、200为金属环石蜡阀、201为导热金属块、210为固体石蜡、300为液体存储装置、400为加热装置、401为加热电子器件、402为加热电阻、500为电路板、600为导热金属片、700为试剂、800为液体存储和控释组件安装腔、810为液流管道。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种液体存储控释装置以及生物检测芯片，以实现液体存储，以及定时、稳定释放，消除完全依靠离心力的不稳定释放，集成更多反应流程。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1为金属环石蜡阀侧视图，图2为金属环石蜡阀俯视图。金属环为圆柱状、或圆锥状中空环状结构，金属环为圆锥状中空环状结构时，所述圆锥状的金属环较细一端朝向所述液体存储装置的内腔。

图3为金属环石蜡阀组装后俯视图，图4为金属环石蜡阀组装后侧视图。液体存储装置的开口与所述金属环的外径相适应，金属环部分插进瓶状结构口约1/2处，金属环石蜡阀将所述液体存储装置的开口堵住。

图5为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀侧视图，图6为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀俯视图，金属环为圆柱状、或圆锥状中空环状结构，金属环为圆锥状中空环状结构时，所述圆锥状的金属环较细一端朝向所述液体存储装置的内腔。外壁中间靠上部分有导热金属块，形状为长方体或正方体凸起，材质与金属环一致。凸起长度与基片内凹长度一致。

图7为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀组装后正视图，图8为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀组装后侧视图，图9为将金属环与导热金属块设置为一体结构时的金属环石蜡阀组装后俯视图，液体存储装置的开口与所述金属环的外径相适应，金属环插入液体存储装置时不超过瓶状结构口长度即可。金属环石蜡阀将所述液体存储装置的开口堵住。

实施例1

图10为将液体存储和控释组件安装在“液体存储和控释组件安装腔”中时的剖面图，此时金属环石蜡阀中的金属环与导热金属块不为一体结构。金属环石蜡阀下方基片结构为孔状结构，结构中连接加热装置用于石蜡的加热融化。瓶状结构中预先封装试剂，金属环中间为密封石蜡。金属环下方为平面加热装置。金属环与基片液流管道口紧密相连，加热装置加热后，固态石蜡融化，试剂通过离心力脱离瓶状结构，经过金属环石蜡阀进入液流管道。

图11为将液体存储和控释组件安装在“液体存储和控释组件安装腔”中时的俯视图，液体存储和控释组件安装腔大小大于或等于瓶状结构，液流管道口等于或微大于金属环石蜡阀。液体存储和控释组件安装腔位于离心力微流控检测芯片径向近端，试剂通过离心力流向其他径向远端各类腔室。

实施例2

图12为将液体存储和控释组件安装在“液体存储和控释组件安装腔”中时的剖面图（将金属环与导热金属块未设置为一体结构，下方设置电路板），此时金属环石蜡阀中的金属环与导热金属块不为一体结构，金属环石蜡阀下方基片结构为孔状结构，结构中连接加热装置用于石蜡的加热融化。加热装置连接下方电路板，通过电路系统控制加热装置启动。被动板实质为电路板，其通过合理布线，在各个基片液体存储和控释组件安装腔下方洞状或孔状结构处焊接加热装置。

实施例3

图14为整体封装后的金属环石蜡阀剖面图（将金属环与导热金属块设置为一体结构），此时金属环石蜡阀中的金属环与导热金属块设置为一体结构。此时金属环的导热凸起部分可以卡在下方结构处，起到定位和固定作用。并且金属环凸起部分紧贴下层结构。金属环石蜡阀下方基片结构为洞状或孔状结构，结构中连接加热装置用于石蜡的加热融化。加热装置连接下方被动板。加热装置设置为加热电阻，为了进一步提高加热效果，在加热电阻上方加导热金属片。导热金属片与加热电阻通过导热胶胶合在一起，加热电阻与电路板通过焊接连接在一起。加热电阻、导热金属片、电路板共同封装成一体，为被动板。被动板与离心力微流控检测芯片通过超声焊接、热压或胶粘连接，共同封装成一体。

实施例4

图16为通过加热，借助离心力打开金属环石蜡阀（将金属环与导热金属块设置为一体结构），此时金属环石蜡阀中的金属环与导热金属块设置为一体结构。当试剂需要释放时，被动板输入电流，加热电阻开始工作。加热电阻产生的热通过导热金属片传导到金属环石蜡阀上，固体石蜡受热熔化，液体因为受到离心力而冲破阀门进入液流管道。

实施例5

金属环石蜡阀使用全精炼、低熔点固体石蜡，熔点为48℃。电阻工作电流为250ma，持续加热时间30s，加热至51.2℃，加热速度约为1.7℃/s。导热金属片采用直径6mm铜片，导热系数为381w/m.k。石蜡受热开始融化，全部融化完时间约为5s。电机转速500rpm,持续时间5s，使试剂全部脱离瓶状结构进入液流管道，流入下一腔室。见图17。