CN108816301B - 微流控芯片及其封装方法、微流控芯片封装用封装配件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微流控芯片及其封装方法、微流控芯片封装用封装配件，该微流控芯片用于高通量分析，该微流控芯片包括：芯片本体，和设置于芯片本体背部的加强筋。该加强筋包括边缘加强筋和/或内部加强筋，其中，边缘加强筋呈环形且沿芯片本体的边缘设置，芯片本体的边缘包围内部加强筋。上述微流控芯片通过在芯片本体的背部设置加强筋，加强了整个微流控芯片的强度，在封装时芯片本体有朝向正面弯曲的应力，加强筋能够抵抗芯片本体弯曲变形的受力，减小了芯片本体在封装时的弯曲变形，提高了芯片本体在封装后的平整度，即提高了整个微流控芯片的平整度，特别是面积较大的微流控芯片，则为微流控芯片能够与多孔板配套仪器适配提供了前提。

Description

微流控芯片及其封装方法、微流控芯片封装用封装配件

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，更具体地说，涉及一种微流控芯片及其封装方法、微流控芯片封装用封装配件。

背景技术

目前，在高通量分析领域，如细胞培养、免疫ELISA反应、核酸扩增等，广泛使用的反应载体或耗材为多孔板，如96孔板和384孔板。围绕着多孔板有一系列的配套仪器，例如孔板离心机、排枪移液器、PCR仪、酶标仪等。这些仪器和多孔板的配合在高通量分析领域发挥了重要作用，但是目前的多孔板的液体自动化操作还需要移液工作站等大型仪器来操作，仪器昂贵，在很多场合使用也不灵活、不方便。

微流控技术是一种通过微管道及微结构在外界硬件的辅助下控制流体完成各种生物和化学反应的一种技术，在高通量、低试剂消耗量分析方面具有优势。此外，微流控技术在流体操控上具有优势，因此有望解决现有基于多孔板的高通量分析的不足。然而利用微流控芯片解决现有多孔板的不足的同时，也遇到一些难题。例如，微流控芯片与现有基于多孔板的高通量分析仪器如何兼容。用户习惯了用排枪移液器来加样，用PCR仪、酶标仪等进行生物反应和检测。若微流孔芯片不能适配这些设备，则可能还需要购置微流控芯片专用的设备以及熟悉相关的使用技巧，带来成本的提高和使用的不便。

因此，如何设计和加工与现有多孔板配套仪器适配的、且用于高通量分析的微流控芯片成为一个重要需求。然而，微流控芯片为了导热和光学检测良好且试剂消耗量较低，一般需要厚度较薄，由于多孔板的面积较大，则微流控芯片与之适配必然面积也较大。

在封装时，会使微流控芯片的正面受热，由于微流控芯片通常为高分子聚合物，高分子聚合物受热之后再冷却会发生收缩，导致微流控芯片有朝向正面弯曲的应力，导致微流控芯片在封装后的平整度较差，影响封装质量。微流控芯片的面积越大，封装对微流控芯片平整度的影响越大。因此，如何提高大面积的微流控芯片的平整度，以为微流控芯片能够与多孔板配套仪器适配提供前提，是一个需要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微流控芯片，用于高通量分析，以提高微流控芯片的平整度，从而为微流控芯片能够与多孔板配套仪器适配提供前提。本发明的另一目的是提供一种微流控芯片封装用封装配件、一种微流控芯片的封装方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微流控芯片，用于高通量分析，包括：芯片本体，和设置于所述芯片本体背部的加强筋。

优选地，所述加强筋包括边缘加强筋和/或内部加强筋，其中，所述边缘加强筋呈环形且沿所述芯片本体的边缘设置，所述芯片本体的边缘包围所述内部加强筋。

优选地，当所述加强筋包括内部加强筋时，所述微流控芯片的反应孔与所述内部加强筋在所述芯片本体的正面上的投影无重叠部分。

优选地，当所述加强筋包括边缘加强筋和内部加强筋时，所述边缘加强筋的高度高于所述内部加强筋的高度。

优选地，所述内部加强筋的高度为1mm-3mm，所述内部加强筋的宽度为0.5mm-2mm。

优选地，所述加强筋包括内部加强筋，所述内部加强筋包括交叉设置的第一内部加强筋和第二内部加强筋。

优选地，所述加强筋包括内部加强筋，所述内部加强筋呈条形，且沿所述芯片本体的长度方向或宽度方向设置。

优选地，所述加强筋包括边缘加强筋，所述芯片本体的背部设有凸起，所述凸起与所述边缘加强筋平齐，所述芯片本体的正面开设有加样孔，且所述加样孔分布在所述凸起上。

优选地，所述芯片本体的正面开设有凹槽和主流路，所述凹槽陷于所述凸起内，所述主流路与所述加样孔连通的一端位于所述凹槽内。

优选地，所述主流路包括：与所述加样孔连通的第一分配段，通过连接流路与所述反应孔连通的第二分配段，连通所述第一分配段和所述第二分配段的第三分配段；其中，所述第一分配段的横截面积大于所述第三分配段的横截面积。

优选地，所述微流控芯片设有用于与多孔板配套仪器定位的定位结构。

优选地，所述微流控芯片的加样孔的间距为4.5±0.2mm，或所述加样孔的间距为9±0.2mm；

所述微流控芯片呈矩形，所述微流控芯片的反应孔以矩阵的形式分布；

所述反应孔以16×24的形式等间距分布，所述反应孔的行间距为4.3mm-4.7mm，所述反应孔的列间距为4.3mm-4.7mm；

或，所述反应孔以8×12的形式等间距分布，所述反应孔的行间距为8.8mm-9.2mm，所述反应孔的列间距为8.8mm-9.2mm；

或，所述反应孔以8×24的形式等间距分布，所述反应孔的行间距为8.8mm-9.2mm，所述反应孔的列间距为4.3mm-4.7mm；

或，所述反应孔以16×12的形式等间距分布，所述反应孔的行间距为4.3mm-4.7mm，所述反应孔的列间距为8.8mm-9.2mm。

优选地，所述微流控芯片还包括设置于所述芯片本体的排气结构，所述排气结构包括：排气通道，以及与排气通道连通的排气孔。

优选地，所述微流控芯片的加样孔的入口段为渐扩段，且所述入口段自所述加样孔的底端至所述加样孔的入口端渐扩。

本发明提供的微流控芯片，通过在芯片本体的背部设置加强筋，加强了整个微流控芯片的结构强度，在微流控芯片封装时，芯片本体有朝向正面弯曲的应力，加强筋能够抵抗芯片本体弯曲变形的受力，减小了芯片本体在封装时的弯曲变形，有效提高了芯片本体在封装后的平整度，即提高了整个微流控芯片的平整度，特别是面积较大的微流控芯片，则为微流控芯片能够与多孔板配套仪器适配提供了前提。

基于上述提供的微流控芯片，本发明实施例还提供了一种微流控芯片封装用封装配件，该微流控芯片封装用封装配件包括为弹性件的支撑体，所述支撑体设置有能够与所述芯片本体的背部完全贴合的支撑结构，所述支撑结构包括：能够与所述加强筋配合的配合结构。

优选地，所述加强筋包括边缘加强筋，所述边缘加强筋呈环形且沿所述芯片本体的边缘设置；所述芯片本体的背部设有凸起，所述凸起与所述边缘加强筋平齐，所述芯片本体的正面开设有加样孔，且所述加样孔分布在所述凸起上；

所述配合结构包括：与所述内部加强筋配合的让位凹槽，与所述边缘加强筋配合的第一台阶结构，与所述凸起配合的第二台阶结构。

优选地，所述支撑体包括相连第一支撑分体和第二支撑分体，所述让位凹槽和所述第一台阶结构设置于所述第一支撑分体；

所述第二支撑分体的顶面低于所述第一支撑分体的顶面，且所述第二支撑分体和所述第一支撑分体配合形成所述第二台阶结构；

其中，所述第一支撑分体和所述第二支撑分体之间具有间隙。

基于上述提供的微流控芯片和微流控芯片封装用封装配件，本发明还提供了一种微流控芯片的封装方法，微流控芯片的封装方法包括步骤：

加工第一基体和第二基体，所述第一基体的正面设置反应孔，所述第一基体的背部设置有加强筋；

向所述反应孔内加入反应所需的材料；

将所述第一基体放置在封装配件上，所述第一基体的背部与所述封装配件贴合；

将第二基体放置在第一基体的正面上，封装所述第一基体和所述第二基体；

其中，所述封装配件为上述任一项所述的微流控芯片封装用封装配件，所述第一基体和所述第二基体均为弹性件。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的微流控芯片的背部示意图；

图2为图1中微流控芯片的正面示意图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的微流控芯片中流路的局部放大图；

图5为本发明实施例提供的微流控芯片的透视图的局部图；

图6为本发明实施例提供的微流控芯片中加样时的示意图；

图7为本发明实施例提供的微流控芯片封装用封装配件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的微流控芯片用于高通量分析，该微流控芯片包括芯片本体。

为了保持微流控芯片较好的导热特性和较好的光学透过性，芯片本体的厚度设置较薄，优先选择芯片本体的厚度为0.5mm-3mm。为了提高较大面积的微流控芯片在封装后的平整度，本发明提供的微流控芯片中，芯片本体的背部设置有加强筋，如图1所示。

需要说明的是，芯片本体的背部，是指芯片本体中与加样孔7的加样端位于同侧的部分。芯片本体的背面，是指芯片本体中与加样孔7的加样端位于同侧的面；芯片本体的正面与芯片本体的背面相对。

上述微流控芯片，通过在芯片本体的背部设置加强筋，加强了整个微流控芯片的结构强度。在采用热压封接、激光焊接、超声焊接等封装方式封装时，采用高分子聚合物制作的芯片本体受热之后再冷却会发生收缩，导致芯片本体有朝向正面弯曲的应力，加强筋能够抵抗芯片本体弯曲变形的受力，减小了芯片本体在封装时的弯曲变形，有效提高了芯片本体在封装后的平整度，即提高了整个微流控芯片的平整度，特别是面积较大的微流控芯片，则为微流控芯片能够与多孔板配套仪器适配提供了前提。

可以理解的是，多孔板配套仪器包括排枪等加样设备以及PCR仪、酶标仪等反应检测设备。多孔板配套仪器的具体类型，根据实际需要进行选择，本发明实施例对此不做限定。

对于加强筋的位置、形状以及数目，根据实际需要进行设计。优选地，上述加强筋包括边缘加强筋4，该边缘加强筋4呈环形且沿芯片本体的边缘设置。

在实际应用过程中，也可选择上述加强筋包括内部加强筋，上述芯片本体的边缘包围内部加强筋。当加强筋包括边缘加强筋4时，边缘加强筋4位于内部加强筋的***，即内部加强筋位于边缘加强筋4的内部。

当上述加强筋包括内部加强筋时，优先选择上述微流控芯片的反应孔11与内部加强筋在芯片本体的正面上的投影无重叠部分，有效避免了内部加强筋的存在对反应孔11的传热和光学检测产生不利影响。

当然，在保证反应孔11的传热和能够正常光学检测的前提下，也可选择反应孔11与内部加强筋在芯片本体的正面上的投影具有重叠部，该重叠部应该尽可能的小。

上述内部加强筋在保证维持微流控芯片的平面平整度时，应尽量避免微流控芯片在注塑的时在内部加强筋处发生缩水。为了达到上述目的，选择内部加强件为较窄较高的结构。优选地，内部加强筋的高度为1mm-3mm，内部加强筋的宽度为0.5mm-2mm。

对于内部加强筋的具体结构，亦根据实际需要进行设计，例如，为了有效提高强度，上述内部加强筋包括交叉设置的第一内部加强筋5和第二内部加强筋6。第一内部加强筋5可为一个，也可为两个以上；第二内部加强筋6可为一个，也可为两个以上。

上述内部加强筋呈条形。进一步地，上述内部加强筋沿芯片本体的长度方向或宽度方向设置。此时，若内部加强筋包括交叉设置的第一内部加强筋5和第二内部加强筋6，则优先选择第一内部加强筋5沿芯片本体的长度方向设置，第二内部加强筋6沿芯片本体的宽度方向设置。可以理解的是，此时，芯片本体呈矩形。

当然，也可选择上述内部加强筋为其他形状，沿其他方向设置，并不局限于上述实施例。

当上述加强筋包括边缘加强筋4时，该边缘加强筋4可直接用于微流控芯片的夹持，所以选择边缘加强筋4的高度较高，优选边缘加强筋4的高度为4mm-8mm。进一步地，当上述加强筋包括边缘加强筋4和内部加强筋时，边缘加强筋4的高度高于内部加强筋的高度。

上述加强筋包括边缘加强筋4时，上述芯片本体的背部设有凸起8，凸起8与边缘加强筋4平齐，芯片本体设有加样孔7，且加样孔7分布在凸起8上，如图1所示。这样，增大了芯片本体背部的支撑面，便于放置微流控芯片。

为了进一步优化上述技术方案，如图2和图3所示，上述芯片本体的正面开设有凹槽14和主流路13，凹槽14陷于凸起8内，主流路13与加样孔7连通的一端位于凹槽14内；加样孔7的正端面与芯片本体的正面平齐。

可以理解的是，加样孔7的正端面，是指加样孔7中与芯片本体的正面位于同侧的端面。主流路13的正端面也与芯片本体的正面平齐。主流路13的正端面，是指主流路13中与芯片本体的正面位于同侧的端面。

上述结构从三方面有利于微流控芯片的平整度和封装：

1)避免由于凸起8为实心结构而导致注塑时芯片本体于该处表面的不平整，不利于微流控芯片的封装；

2)减少了芯片本体于该凹槽处的正面面积，由于越大的平面越难实现不困住气泡的密封，这样，便于密封，从而便于封装；

3)凹槽14使得只有靠近加样孔7的区域、以及主流路13与加样孔7连通的部分的区域在芯片本体的正面的平面内，芯片本体在热封或焊接时只有靠近主流路13和加样孔7附近的区域和热源接触，有利于这些区域被更牢靠的热封或焊接。特别是该处位于芯片本体的边沿，相比于芯片中心区域散热更快，凹槽14的存在会让加样孔7、以及主流路13与加样孔7连通的部分的区域和芯片本体外周被空气隔离开，能有效地降低因周围散热导致的芯片本体不同封装效果的差异。

上述凹槽14可为一个，也可为两个以上。为了简化生产，上述凹槽14为一个，且呈条形。

如图3和图4所示，上述微流控芯片中，主流路13连通加样孔7和反应孔11。上述主流路13包括：与加样孔7连通的第一分配段131，通过连接流路12与反应孔11连通的第二分配段132，连通第一分配段131和第二分配段132的第三分配段133。需要说明的是，上述第二分配段132与反应孔11一一对应。

优选地，上述第一分配段131的横截面积大于第三分配段133的横截面积。该结构带来的两个优点：

1)第一分配段131直接连接加样孔7，而加样孔7位于凸起8的内部，则第一分配段131会跨过凸起8的边沿，如图3所示，在热封或超声焊接时，凸起8的边沿部分因有较厚的凸起8的边沿直接支撑而受力较大，导致芯片本体受热变形时在该处的变形较大，若第一分配段131较细则有可能直接变形堵死。因此，第一分配段131较粗能避免该问题；

2)第一分配段131直接与加样口7连接，其较大的横截面带来较大的容纳体积，而该处容纳的液体或空气均不参与后续往反应孔11的分配，因而该处容纳的液体或空气能起到缓冲作用，能降低对加样量的准确性和加样手法的要求。

上述连接流路12经过热封变形会局部或全部堵塞连接流路12，为了便于实现对其的堵塞，上述连接流路12具有较小的深宽比，优选地，连接流路12的深宽比为0.01-0.50。

为了便于微流控芯片与多孔板配套仪器配套，上述微流控芯片设有用于与多孔板配套仪器定位的定位结构3。可以理解的是，上述多孔板配套仪器或与多孔板配套仪器适配的配件上也具有与该定位结构3定位配合的结构，以保证定位。

需要说明的是，上述定位结构3还可用于微流控芯片变形的矫正。

上述定位结构3可为定位孔、定位柱、定位槽等。若定位结构3为定位柱，那么芯片本体采用膜热封时，用于热封的膜需要让开定位柱，对膜的结构和定位有要求。为了方便芯片本体的封装，优先选择上述定位结构3为定位孔。此时，芯片本体无凸出部，即无凸出部挡着膜，可以直接将膜贴上热封即可。

对于定位结构3的数目，根据实际需要进行选择。为了提高定位效果，优先选择上述定位结构3至少为两个。进一步地，上述定位结构3为四个，两个定位结构3位于微流控芯片的一端，另外两个定位结构3位于微流控芯片的另一端。

优选地，上述加样孔7的间距为4.5±0.2mm或9±0.2mm。这样，方便了微流控芯片与多孔板常用的排枪移液器等配套，从而方便了对微流控芯片进行操作。

为了便于微流控芯片与多孔板配套仪器配套，上述微流控芯片呈矩形，微流控芯片的反应孔11以矩阵的形式分布。可以理解的是，反应孔11分布在芯片本体上。上述微流控芯片呈矩形，可在微流控芯片的顶角处设置圆角或者倒角结构。

对于上述微流控芯片的长度和宽度，根据实际多孔板的尺寸进行选择。例如，微流控芯片的长约127.76mm，宽约85.48mm，与标准96或384孔板相同。本发明实施例对此不做额外限定。

上述微流控芯片的反应孔11与多孔板上的反应孔分布一致，以保证与多孔板配套仪器配套。

例如，上述微流控芯片的反应孔11与96多孔板上的反应孔分布一致，或上述微流控芯片的反应孔11与384多孔板上的反应孔分布一致。具体地，反应孔11以16×24的形式等间距分布，反应孔11的行间距为4.3mm-4.7mm，反应孔11的列间距为4.3mm-4.7mm；或，反应孔11以8×12的形式等间距分布，反应孔11的行间距为8.8mm-9.2mm，反应孔11的列间距为8.8mm-9.2mm；或，反应孔11以8×24的形式等间距分布，反应孔11的行间距为8.8mm-9.2mm，反应孔11的列间距为4.3mm-4.7mm；或，反应孔11以16×12的形式等间距分布，反应孔11的行间距为4.3mm-4.7mm，反应孔11的列间距为8.8mm-9.2mm。

以上反应孔11的尺寸适配标准96多孔板或384多孔板的配套仪器，如实时荧光PCR仪或酶标仪。

当然，也可选择上述反应孔11以其他距离进行分布，只要保证上述微流控芯片的反应孔11与多孔板上的反应孔分布一致即可。

当芯片本体在封装过程中，由于芯片本体的面积较大，则较易产生气泡。为了排出气泡或者避免产生气泡，上述微流控芯片还包括排气结构2，如图2所示，该排气结构2包括：排气通道，以及与排气通道连通的排气孔。可以理解的是，排气孔贯穿芯片本体，以保证排气。

优选地，上述排气通道设置在所述芯片本体的边缘；排气孔为多个，且均匀分布于排气通道。

进一步地，上述芯片本体呈矩形，排气通道为两个，一个排气通道沿芯片本体的宽度方向设置，另一个排气通道沿芯片本体的长度方向设置。

当然，也可选择排气结构2以其他形状和结构进行设计，并不局限于此。

如图5和图6所示，上述微流控芯片的加样孔7的入口段为渐扩段，且入口段自加样孔7的底端至加样孔7的加样端渐扩。

上述加样孔7的结构，移液吸头***加样孔7时，加样孔7的入口段的底部能够卡住移液吸头，且能够保证移液吸头的端头不接触到第二基体，实现了移液吸头与加样孔7紧密接触，保证了加样的过程中液体不会泄露；同时，加样孔7的入口段便于移液吸头的***定位，还能容纳完成进样拔出移液吸头时溢出的少量液体，从而避免了样本的污染。

上述芯片主体包括：封装相连的第一基体1和第二基体。具体地，第二基体盖设于第一基体1且与第一基体1密封连接。需要说明的是，图中未显示第二基体。当然，也可选择上述芯片本体由至少三层基体组成，并不局限于两层基体，即第一基体1和第二基体。反应孔11、与反应孔11连通的流路均设置于第一基体1，第一基体1的强度较低，优先选择加强筋设置在第一基体1。对于加强筋的具***置，根据实际需要进行选择。为了避免加强筋影响微流控芯片的反应孔11和流路，优先选择加强筋设置在第一基体1的背部，即第一基体1远离第二基体的一侧。

因热压封接、激光焊接、超声焊接等封装方式都会让第一基体1的正面受热，而高分子聚合物受热之后冷却会发生收缩，从而导致第一基体1有朝向正面弯曲的应力，此时在第一基体1的背部的加强筋刚好可以起到抵抗第一基体1弯曲变形的受力，从而提高了第一基体1在封装后的平整度，进而提高了整个芯片本体在封装后的平整度，即提高了微流控芯片的平整度。

上述芯片本体可为上述第一基体1，也可选择上述芯片本体包括相连的第一基体1和第二基体。

上述微流控芯片中，反应孔11和加样孔7均为多个，加样孔7位于主流路13的两端，上述连接流路12与反应孔11位于第一基体1的同一表面，加样孔7贯穿第一基体1。主流路13的整体分布与反应孔11的分布平行，连接流路12与反应孔11一一对应。主流路13可为一个，也可为两个以上。上述反应孔11具有容腔，以容纳待检测的液体。反应孔11开设在第一基体1的一个侧面上，反应孔11为盲孔。

为了便于完成离心分配以及提高分配的均匀性，上述第二分配段132向连接流路12凸出。优选地，第二分配段132呈弧形或V型。进一步地，第二分配段132呈半圆形。可以理解的是，可在上述V型尖角处设置圆角，以便于离心分配当然，也可选择上述第二分配段132为其他形状，并不局限于上述结构。

进一步，为了便于样品更均匀的离心分配，上述第二分配段132的横截面积大于第三分配段133的横截面积。

基于上述实施例提供的微流控芯片，本发明实施例还提供了一种微流控芯片封装用封装配件，如图7所示，该微流控芯片封装用封装配件包括为弹性件的支撑体，该支撑体设置有能够与第一基体1的背部完全贴合的支撑结构，该支撑结构包括：能够与第一基体1背部的加强筋配合的配合结构。

上述支撑体的支撑结构能够与第一基体1的背部完全贴合，则实现了对第一基体1的支撑；由于支撑体为弹性件，封装配件与第一基体1结合后受压会变形，能自适应第一基体1的结构和形状，则使得第一基体1在有一定的弯曲和局部不平的情况也能较好地被封装。

若上述加强筋包括边缘加强筋4，边缘加强筋4呈环形且沿芯片本体的边缘设置，芯片本体的背部设有凸起8，凸起8与边缘加强筋4平齐，芯片本体的正面开设有加样孔7，且加样孔7分布在凸起8上，则上述配合结构包括：与内部加强筋配合的让位凹槽01，与边缘加强筋4配合的第一台阶结构02，与凸起8配合的第二台阶结构03。

为了提高支撑体的弹性，以保证第一基体1在有一定的弯曲和局部不平的情况也能较好地被封装，上述支撑体包括相连第一支撑分体05和第二支撑分体06，让位凹槽01和第一台阶结构02设置于第一支撑分体05；第二支撑分体06的顶面低于第一支撑分体05的顶面，且第二支撑分体06和第一支撑分体05配合形成第二台阶结构03；其中，第一支撑分体05和第二支撑分体06之间具有间隙04。上述间隙04为狭窄且深度较大的缝隙。

通过设置上述间隙04，增大了第二台阶结构的运动自由度，提高了整个结构的弹性，使得整个结构能更好地与第一基体1进行适配。

上述封装配件优选为硅胶件、橡胶件等弹性塑料件，上述封装配件通过机加工或注塑的方式制成。

因封装配件为弹性塑料件，而弹性塑料件的导热性较差，在热压封接、激光焊接、超声焊接等会让微流控芯片受热的封装方式中，封装配件减少了微流控芯片的散热量，从而减少了封装时的能量消耗，即减少了对微流控芯片正面的加热程度，进而减小了因上述加热导致的微流控芯片的正面变形，有利于保证微流控芯片封装后的平整度。

基于上述实施例提供的微流控芯片封装用封装配件，本发明实施例还提供了一种微流控芯片的封装方法，微流控芯片的封装方法包括步骤：

1)加工基体：

具体地，加工第一基体1和第二基体，第一基体1的正面设置反应孔11，第一基体1的背部设置有加强筋。第一基体1和第二基体均为弹性件。第一基体1的材料为高分子聚合物。上述高分子聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、或聚丙烯等。上述第一基体1通过注塑、激光雕刻或机械加工而成。第二基体为与第一基体1相同的基材，或第二基体为与第一基体1匹配的热封膜。为了便于检测，上述第一基体1和/或第二基体为透光基体。

2)点样：

向反应孔11内加入反应所需的材料。通过移液工作站、排枪移液器、各种接触式点样或喷点设备向反应孔11内加入反应所需的生物材料，例如用于PCR反应的引物、探针、酶等，待其中的液体挥发或冻干固化到反应孔11中，完成点样。此外，反应孔11中也可以加入已经固化后的生物材料，例如生物试剂的冻干球等。

3)封装：

将第一基体1放置在封装配件上，第一基体1的背部与封装配件贴合；将第二基体放置在第一基体1的正面上，封装第一基体1和第二基体。上述封装配件为上述实施例所述的微流控芯片封装用封装配件。

上述第一基体1和第二基体在常温下为弹性材料，在加热到一定温度后可变形且有弹性，这是很多高分子聚合物具有的特性。上述第一基体1和第二基体可通过热压封接、激光焊接、超声焊接、或胶封等现有技术封装贴合，实现密封连接。例如，上述第一基体1和第二基体中的一者为具有单面胶的基体。

因第一基体1为凸凹不平的复杂结构，采用封装配件来辅助封装。第一基体1的背面面向封装配件与之结合。上述封装配件使得第一基体1在有一定的弯曲和局部不平的情况也能较好地被封装。

本发明实施例提供的微流控芯片的封装方法，通过封装配件对第一基体1和第二基体进行封装，使得第一基体1在有一定的弯曲和局部不平的情况也能较好地被封装，便于实现高效***露封装，提高了封装效果。

此外，因封装配件为弹性塑料件，而弹性塑料件的导热性较差，在热压封接、激光焊接、超声焊接等会让微流控芯片受热的封装方式中，封装配件减少了微流控芯片的散热量，从而减少了封装时的能量消耗，即减少了对微流控芯片正面的加热程度，进而减小了因上述加热导致的微流控芯片的正面变形，有利于保证微流控芯片封装后的平整度。

上述微流控芯片的使用方法包括步骤：

1)注样：

将待检测的样品由加样孔7加入微流控芯片的主流路13中。

2)密封加样口：

完成注样后，上述加样孔7可采用热封方式封闭或通过粘胶等方式封闭。

3)离心分配样品：

将微流控芯片放置在离心装置上，将微流控芯片的主流路朝向离心中心而反应孔11远离离心中心的方向进行离心，样品由主流路13经过连接流路12进入反应孔11中。上述离心分配过程中，连接流路12处的离心力方向与连接流路12的轴向平行，或者连接流路12处的离心力方向与连接流路12的轴向之间的夹角为不大于80度。

4)隔离反应孔：

对于离心完成分配的微流控芯片，将其放置在微流控芯片配套装置上，通过热压连接流路12的局部或全部，使得芯片局部变形而隔离，从而实现物理隔离每个反应孔11，有效提高了隔离可靠性，避免了交叉污染以及反应后的产物对环境的污染。

5)反应和检测：

完成隔离后的芯片通过与常规多孔板配套的仪器完成反应和检测，如实时荧光PCR仪、酶标仪等。

对于上述多孔板配套的仪器的具体类型，根据实际需要进行选择，本发明实施例对配套仪器的类型不做限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种微流控芯片，用于高通量分析，其特征在于，包括：芯片本体，和设置于所述芯片本体背部的加强筋；

所述加强筋包括边缘加强筋（4）和内部加强筋，其中，所述边缘加强筋（4）呈环形且沿所述芯片本体的边缘设置，所述芯片本体的边缘包围所述内部加强筋；

所述芯片本体的背部设有凸起（8），所述凸起（8）与所述边缘加强筋（4）平齐，所述芯片本体设有加样孔（7），且所述加样孔（7）分布在所述凸起（8）上；所述芯片本体的正面开设有凹槽（14）和主流路（13），所述凹槽（14）陷于所述凸起（8）内，所述主流路（13）与所述加样孔（7）连通的一端位于所述凹槽（14）内；所述加样孔（7）的正端面与所述芯片本体的正面平齐；

所述微流控芯片设有用于与多孔板配套仪器定位的定位结构（3）。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片的反应孔（11）与所述内部加强筋在所述芯片本体的正面上的投影无重叠部分。

3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述内部加强筋的高度为1mm-3mm，所述内部加强筋的宽度为0.5mm-2mm。

4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述内部加强筋包括交叉设置的第一内部加强筋（5）和第二内部加强筋（6）。

5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述内部加强筋呈条形，且沿所述芯片本体的长度方向或宽度方向设置。

6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述边缘加强筋（4）的高度高于所述内部加强筋的高度。

7.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述主流路（13）包括：与所述加样孔（7）连通的第一分配段（131），通过连接流路（12）与所述微流控芯片的反应孔（11）连通的第二分配段（132），连通所述第一分配段（131）和所述第二分配段（132）的第三分配段（133）；其中，所述第一分配段（131）的横截面积大于所述第三分配段（133）的横截面积。

8.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

所述微流控芯片的加样孔（7）的间距为4.5±0.2 mm，或所述加样孔（7）的间距为9±0.2 mm；

所述微流控芯片呈矩形，所述微流控芯片的反应孔（11）以矩阵的形式分布；

所述反应孔（11）以16×24的形式等间距分布，所述反应孔（11）的行间距为4.3mm-4.7mm，所述反应孔（11）的列间距为4.3mm-4.7mm；

或，所述反应孔（11）以8×12的形式等间距分布，所述反应孔（11）的行间距为8.8mm-9.2mm，所述反应孔（11）的列间距为8.8mm-9.2mm；

或，所述反应孔（11）以8×24的形式等间距分布，所述反应孔（11）的行间距为8.8mm-9.2mm，所述反应孔（11）的列间距为4.3mm-4.7mm；

或，所述反应孔（11）以16×12的形式等间距分布，所述反应孔（11）的行间距为4.3mm-4.7mm，所述反应孔（11）的列间距为8.8mm-9.2mm。

9.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，还包括设置于所述芯片本体的排气结构（2），所述排气结构（2）包括：排气通道，以及与排气通道连通的排气孔。

10.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片的加样孔（7）的入口段为渐扩段，且所述入口段自所述加样孔（7）的底端至所述加样孔（7）的加样端渐扩。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片本体包括封装相连的第一基体（1）和第二基体，所述微流控芯片的反应孔（11）设置于所述第一基体（1）；所述加强筋设置于所述第一基体（1）的背部。

12.一种如权利要求11所述的微流控芯片封装用封装配件，其特征在于，包括为弹性件的支撑体，所述支撑体设置有能够与所述第一基体（1）的背部完全贴合的支撑结构，所述支撑结构包括：能够与所述加强筋配合的配合结构；

所述配合结构包括：与所述内部加强筋配合的让位凹槽（01），与所述边缘加强筋（4）配合的第一台阶结构（02），与所述凸起（8）配合的第二台阶结构（03）。

13.根据权利要求12所述的微流控芯片封装用封装配件，其特征在于，

所述支撑体包括相连第一支撑分体（05）和第二支撑分体（06），所述让位凹槽（01）和所述第一台阶结构（02）设置于所述第一支撑分体（05）；

所述第二支撑分体（06）的顶面低于所述第一支撑分体（05）的顶面，且所述第二支撑分体（06）和所述第一支撑分体（05）配合形成所述第二台阶结构（03）；

其中，所述第一支撑分体（05）和所述第二支撑分体（06）之间具有间隙（04）。

14.一种微流控芯片的封装方法，其特征在于，包括步骤：

加工第一基体（1）和第二基体，所述第一基体（1）的正面设置反应孔（11），所述第一基体（1）的背部设置有加强筋；

向所述反应孔（11）内加入反应所需的材料；

将所述第一基体（1）放置在封装配件上，所述第一基体（1）的背部与所述封装配件贴合，将第二基体放置在第一基体（1）的正面上，封装所述第一基体（1）和所述第二基体；

其中，所述封装配件为如权利要求12或13所述的微流控芯片封装用封装配件，所述第一基体（1）和所述第二基体均为弹性件。