液体控制芯片及系统的制作方法

文档序号:15703430发布日期:2018-10-19 20:18阅读:192来源:国知局

本发明涉及液体检测技术领域,特别是涉及一种液体控制芯片及系统。



背景技术:

血液检测是医学领域中较为重要的技术。血液中包括三种不同功能的细胞:红细胞、白细胞及血小板。通过观察各细胞的数量变化及形态分布,可作为医生诊断病情的常用辅助检查手段之一。因此,如何提供一种便于分析血液的芯片一直是人们较为关注的问题。



技术实现要素:

基于此,有必要针对如何提供一种便于分析血液的芯片的问题,提供一种液体控制芯片及系统。

一种液体控制芯片,由控制端控制;所述液体控制芯片包括依次层叠的透明层、成像层、电极层及支撑层;

所述透明层上设有入液孔;所述液体控制芯片还设有抽吸孔,且所述抽吸孔用于供抽气设备抽吸所述液体控制芯片内液体流经通路中的空气;

在所述入液孔与所述抽吸孔之间还设有液体流通部;所述液体流通部的一端与所述入液孔连通,且所述液体流通部的另一端与所述抽吸孔连通;所述液体流通部内设有由所述透明层与所述成像层构成的成像区;位于所述成像区内的所述成像层用于接收入射光线,以形成与流经所述成像区的液体对应的图像。

在其中一个实施例中,所述液体流通部包括依次连通的第一通道、过滤孔、第二通道、通孔及第三通道;

所述第一通道还与所述入液孔连通,且所述第一通道穿设于所述成像层及所述电极层,并位于所述支撑层上;所述过滤孔位于所述支撑层上;所述第二通道位于所述支撑层内;所述通孔位于所述支撑层上,并穿设于所述电极层;所述第三通道位于所述电极层上,且所述成像区位于所述第三通道内。

在其中一个实施例中,所述液体流通部还包括设于所述通孔两端的第一电极对;所述第一电极对的两对电极分别位于所述第二通道内、所述第三通道内;

所述第一电极对用于连接所述控制端,并用于检测液体流经所述通孔产生的电信号。

在其中一个实施例中,所述液体流通部还包括设于所述成像区与所述抽吸孔之间的第一电极单元;所述第一电极单元用于在接触到所述液体后向所述控制端发送第二电信号,以使得所述控制端在接收到所述第二电信号后控制所述抽气设备停止抽吸所述液体控制芯片内的空气。

在其中一个实施例中,所述液体流通部还包括设于所述成像区与所述第一电极单元之间的第二电极单元;所述第二电极单元用于在接触到所述液体时向所述控制端发送第三电信号,以使得所述控制端在接收到所述第三电信号后控制所述抽气设备相应运行。

在其中一个实施例中,所述液体流通部还包括设于所述第一电极单元与所述抽吸孔之间的终止孔及第四通道,且所述终止孔与所述第四通道连通;

所述终止孔穿设于所述电极层,并且还与所述第三通道连通;所述第四通道位于所述电极层下方,并且还与所述抽吸孔连通。

在其中一个实施例中,所述支撑层包括第一衬底层及第二衬底层;其中,所述第一衬底层位于所述电极层与所述第二衬底层之间。

在其中一个实施例中,所述成像层的厚度介于0.04mm至0.15mm之间。

在其中一个实施例中,所述通孔的孔径介于0.03mm至0.08mm。

一种液体控制系统,包括控制端及液体控制芯片;所述控制端用于控制所述液体控制芯片运行;所述液体控制芯片包括依次层叠的透明层、成像层、电极层及支撑层;

所述透明层上设有入液孔;所述液体控制芯片还设有抽吸孔,且所述抽吸孔用于供抽气设备抽吸所述液体控制芯片内液体流经通路中的空气;

在所述入液孔与所述抽吸孔之间还设有液体流通部;所述液体流通部的一端与所述入液孔连通,且所述液体流通部的另一端与所述抽吸孔连通;所述液体流通部内设有由所述透明层与所述成像层构成的成像区;位于所述成像区内的所述成像层用于接收入射光线,以形成与流经所述成像区的液体对应的图像。

上述液体控制芯片及系统具有的有益效果为:该液体控制芯片中,血液通过入液孔进入液体流通部,并且当血液经过成像区后可以形成相应的图像,使得控制端能够根据该图像对血液进行分析。因此,当血液从入液孔流入该液体控制芯片内后,控制端通过在成像区提取的图像即可对血液的成分进行分析,实现方式简单,从而提高了血液分析的便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施方式提供的液体控制芯片的透明层的结构示意图;

图2为图1所示实施方式的液体控制芯片的成像层的结构示意图;

图3为图1所示实施方式的液体控制芯片的电极层的正面结构示意图;

图4为图1所示实施方式的液体控制芯片的电极层的反面结构示意图;

图5为图1所示实施方式的液体控制芯片的支撑层的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式提供了一种液体控制芯片,由控制端控制。其中,液体控制芯片可以对血液或其他液体进行检测,例如可以检测血液中白细胞的数量。控制端例如为计算机,且控制端与液体控制芯片可以以无线或有线的方式传输数据。

请参考图1至图5,该液体控制芯片包括依次层叠的透明层10、成像层20、电极层30及支撑层40。其中,透明层10可以透光,例如透明层10可以由玻璃制成。成像层20用于形成能够反映液体特征的图像,例如成像层20可以由感光材料制成。具体地,成像层20的颜色可以为黑色。具体地,成像层20的厚度介于0.04mm至0.15mm之间。电极层30用于传输电信号,例如电极层30由导电材料制成。支撑层40起支撑作用。

请参考图1,本实施方式中,透明层10上设有入液孔100。其中,入液孔100用于将液体导入该液体控制芯片内。请参考图1至图5,该液体控制芯片还设有抽吸孔200,且抽吸孔200用于供抽气设备抽吸液体控制芯片内液体流经通路中的空气。其中,抽气设备例如为真空泵。抽气设备可以由控制端控制。在控制端的控制下,抽气设备通过抽吸孔200抽吸液体控制芯片内的空气,从而使得液体在负压的作用下通过入液孔100流入液体控制芯片内,并流经相应的通路。其中,抽吸孔200可以依次穿设于透明层10、成像层20、电极层30,只要保证抽气设备通过抽吸孔200能够抽吸液体在液体控制芯片内流经通路中的空气即可。

此外,在入液孔100与抽吸孔200之间还设有液体流通部。液体在液体流通部内可以流动。液体流通部的一端与入液孔100连通,液体流通部的另一端与抽吸孔200连通。因此,液体从入液孔100流入后,即可在液体流通部内进行流动。同时,请参考图2,液体流通部内设有由透明层10与成像层20构成的成像区310。位于成像区310内的成像层20用于接收入射光线,以形成与流经成像区310的液体对应的图像。

其中,液体进入成像区310后,液体则位于透明层10与成像层20之间。当液体流经成像区310时,外界光线将会通过液体照射至成像区310内的成像层20。因此,若成像层20由感光材料制成,则当液体流过成像区310时,若外部光源对成像区310发射光线,光线则通过液体照射至成像层20,成像层20即可发生与液体对应的化学反应(例如:由于白细胞的遮挡使得液体中白细胞对应的成像层20不会发生化学反应,而液体中没有杂质的部位对应的成像层20则发生正常的化学反应),从而可以形成与液体对应的图像。控制端通过提取成像区310形成的图像,即可对液体进行分析,例如:当液体为血液时,控制端可以计算血液中白细胞的数量。

综上所述,本实施方式提供的上述液体控制芯片中,假设液体为血液,则当血液从入液孔100流入该液体控制芯片后,控制端通过在成像区310提取的图像即可对血液的成分进行分析,实现方式简单,从而提高了血液分析的便捷性。

在其中一个实施例中,支撑层40包括第一衬底层及第二衬底层。其中,第一衬底层位于电极层30与第二衬底层之间。第一衬底层例如与成像层20的材料相同。第二衬底层例如与透明层10的材料相同。并且,抽吸孔200可以贯穿于第一衬底层,并位于第二衬底层上。

本实施例中,支撑层40采用两层衬底构成,从而可以提高支撑的可靠性。可以理解的是,支撑层40的构成方式不限于上述一种情况,例如支撑层40也可以采用一种材料构成。

在其中一个实施例中,请参考图1至图5,液体流通部包括依次连通的第一通道320、过滤孔330、第二通道340、通孔350及第三通道360。因此,液体从入液孔100进入该液体控制芯片后,将依次经过第一通道320、过滤孔330、第二通道340、通孔350及第三通道360。

其中,第一通道320还与入液孔100连通,且第一通道320穿设于成像层20、电极层30,并位于支撑层40上。因此,第一通道320的顶部为透明层10,底部为支撑层40。

过滤孔330位于支撑层40上。具体地,过滤孔330例如包括按阵列排列的若干孔,从而可以过滤掉液体中体积较大的杂质。第二通道340位于支撑层30内。因此,过滤孔330可以将从第一通道320流出的液体进行过滤,并使得过滤后的液体流入第二通道340。

通孔350位于支撑层40上,并穿设于电极层30。第三通道360位于电极层30上,且成像区310位于第三通道360内。因此,通过设置通孔350,可以将流过支撑层40内的液体导入至电极层30上,从而使得液体能够经过成像区310。

其中,通孔350还可以控制液体的流速,以使得液体以合适的流速流入第三通道360内,从而满足获取电信号的需求。由于第三通道360位于电极层30上,因此流经第三通道360的液体将会接触到电极层30,从而产生相应的电信号,并且液体还会经过成像区310,以形成相应的图像。具体地,通孔350的孔径介于0.03mm至0.08mm。

具体地,在支撑层40包括上述第一衬底层和第二衬底层的情况下,过滤孔330可以穿设于第一衬底层,第二通道340可以穿设于第一衬底层,并位于第二衬底层上,通孔350依次穿设于第一衬底层、电极层30。如此,从第一通道320流出的液体经过过滤孔330后,进入第二通道340内,此时,液体的顶部接触电极层30,液体的底部接触第二衬底层。之后,液体通过通孔350将会流入第三通道360内。

具体地,第三通道360内除了成像区310对应的部位之外,其他部位可以穿设于成像层20并位于电极层30上,而成像区310则由透明层10与成像层20构成。因此,当液体流入第三通道360后,在除了成像区310之外的其他部位内流动时,液体的顶部将会接触到透明层10,底部将会接触到电极层20,而一旦液体流入成像区310,则液体的顶部将会接触到透明层10,液体的底部将会接触到成像层20。

进一步地,请参考图3、图4,液体流通部还包括设于通孔350两端的第一电极对371。第一电极对371的两对电极分别位于第二通道340、第三通道360。

第一电极对371用于连接控制端,并用于检测液体流经通孔350产生的电信号。因此,当液体流经第二通道340后,由于液体的顶部可以接触电极层20,从而可以接触到第一电极对371的第一片电极,当液体流经第三通道360时,由于液体的底部可以接触到电极层20,从而同样可以接触到第一电极对371中的另一片电极。

综上,在本实施例中,当液体中的粒子(如白细胞)经过通孔350时,由于粒子在通孔350中取代了相同体积的液体,导致通孔350两端电极之间的电阻发生了瞬时变化,从而可以产生相应的电压脉冲信号。控制端接收到电压脉冲信号后,通过统计电压脉冲信号的个数并综合成像区310获得的图像,即可确定液体中粒子的相关特征,例如体积、个数等,从而可以提高液体分析的准确性。

进一步地,请参考图3,液体流通部还包括设于成像区310与抽吸孔200之间的第一电极单元372。第一电极单元372用于在接触到液体后向控制端发送第二电信号,以使得控制端在接收到第二电信号后控制抽气设备停止抽吸液体控制芯片内的空气。具体地,第一电极单元372位于电极层30上。

因此,当液体流经第一电极单元372后,第一电极单元372可以及时将检测的第二电信号发送至控制端,从而使得控制端能够有效控制抽气设备停止运行,以避免液体流出。

进一步地,请继续参考图3,液体流通部还包括设于成像区310与第一电极单元372之间的第二电极单元373。第二电极单元373用于在接触到液体时向控制端发送第三电信号,以使得控制端在接收到第三电信号后控制抽气设备相应运行。具体地,第二电极单元373位于电极层30上。

其中,控制端根据第三电信号控制抽气设备相应运行的具体实现方式例如为:控制端接收到第三电信号,可以控制抽气设备做好停止抽吸空气的准备,以在液体流到第一电极单元372后,使得抽气设备能够迅速停止运行,从而进一步提高避免液体流出该液体控制芯片的可靠性;或者,控制端接收到第三电信号后,可以控制抽气设备降低抽速,从而减小液体流动的速度。

可以理解的是,液体流通部内的具体设置方式不限于上述情况,例如:根据实际情况,如果仅需通过第一电极单元372即可保证抽气设备能够及时停止抽吸空气,则无需设置第二电极单元373。

进一步地,请参考图3至图5,液体流通部还包括设于第一电极单元372与抽吸孔200之间的终止孔380及第四通道390。并且,终止孔380与第四通道390连通

其中,终止孔380穿设于电极层30,并且还与第三通道360连通。本实施例中,终止孔380位于第三通道360与第四通道390之间。第四通道390位于电极层30下方,并且还与抽吸孔200连通。其中,第四通道390例如可以位于电极层30与支撑层40之间,或者位于支撑层40内(例如:第四通道390穿设于第一衬底层,并位于第二衬底层上)。

因此,本实施例中,通过设置第四通道390,可以防止液体流出液体控制芯片,以提高该液体控制芯片的可靠性。

接下来以图1至图5所示的液体控制芯片的其中一种具体实现方式为例,介绍其工作原理:控制端控制抽气设备通过抽吸孔200抽吸液体控制芯片内的空气。在负压作用下,液体将会通过入液孔100进入第一通道320。当液体经过过滤孔330后,会被过滤掉杂质。过滤后的液体经过第二通道340,并流经通孔350。此时,由于液体经过第一电极对371,因此第一电极对371将会产生相应的电信号(例如电压脉冲信号),并将该电信号发送至控制端。之后,液体在第三通道360内流动,当液体经过成像区310后,若外部光线入射至成像区310,位于成像区310的成像层20将会形成与液体相对应的图像,控制端获取该图像,即可结合上述电信号与该图像综合分析液体。与此同时,液体继续在第三通道360流动,当经过第二电极单元373时,第二电极单元373向控制端发送第三电信号,当控制端接收到第三电信号后控制抽气设备做好停止抽气前的准备工作。当液体继续流动并到达第一电极单元372后,第一电极单元372向控制端发送第二电信号,控制端接收到第二电信号后,则控制抽气设备停止抽气,此时液体将会停止流动。

另一实施方式提供了一种液体控制系统,包括控制端及液体控制芯片;所述控制端用于控制所述液体控制芯片运行。所述液体控制芯片包括依次层叠的透明层、成像层、电极层及支撑层。所述透明层上设有入液孔。所述液体控制芯片还设有抽吸孔,且所述抽吸孔用于供抽气设备抽吸所述液体控制芯片内液体流经通路中的空气。

在所述入液孔与所述抽吸孔之间还设有液体流通部。所述液体流通部的一端与所述入液孔连通,且所述液体流通部的另一端与所述抽吸孔连通。所述液体流通部内设有由所述透明层与所述成像层构成的成像区。位于所述成像区内的所述成像层用于接收入射光线,以形成与流经所述成像区的液体对应的图像。

需要说明的是,本实施方式提供的液体控制系统中的控制端、液体控制芯片分别对应与上述实施方式中的控制端、液体控制芯片的工作原理相同,这里就不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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