CN114917967A - 一种快速检测微流体芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速检测微流体芯片，涉及检测设备技术领域，包括芯片本体；所述芯片本体从下往上依次包括下层芯片、中层芯片以及上层芯片；所述芯片本体包括加液口，所述加液口布置在上层芯片表面，所述加液口布置有多组，各所述加液口分别与微流体结构连接；所述微流体结构布置在所述中层芯片朝向上层芯片的一侧，所述中层芯片两侧布置有排液口，所述排液口布置有多组，本发明的微流体芯片设有隔热槽结构，可以实现快速升降温，从而大大缩短PCR反应时间，可以将通常需要分钟以上的PCR扩增过程缩短到分钟以内，本发明的微流体芯片可通过硅基微流体芯片技术实现高精度的集成，尤其是芯片化，从而实现了设备的便携性本。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域，具体涉及一种快速检测微流体芯片。
背景技术
微流控芯片(microfluidics)或芯片实验室(Lab-on-a-chip)，指的是在一块芯片上构建的化学或生物实验室。从物理上说，微流控芯片是一种操控微小体积的流体在微小通道或构件中流动的***，其中通道和构件的尺度为几十到几百微米。它把化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测，细胞培养、分选、裂解等基本操作单元集成到一块几平方厘米的芯片上，由微通道形成网络，辅以微泵和微阀门等微流体单元，可以控制流体贯穿整个微通道***，以可控流体贯穿整个***，用以实现常规化学或生物实验室的各种功能。芯片实验室器件实现了几乎所有的化学和生物实验室功能的自动化，小型化，并行化。
通常的病毒检测有三种手段：全基因测序、核酸检测、免疫蛋白检测。针对本次疫情，CT技术也成为非常重要的检测技术，但价格昂贵并且不便捷不适用于室外，比如海关、普通诊所进行检测。相比而言，核酸检测具有显著优势，包括自动化的检测流程、高通量化，样品进数据出的大型平台式检测方式、即时现场检测。然而目前市场上大多的核酸检测PCR聚合酶链式反应，不便携、速度慢、且价格昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速检测微流体芯片，解决以下技术问题：
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种快速检测微流体芯片，包括芯片本体；
所述芯片本体从下往上依次包括下层芯片、中层芯片以及上层芯片；
所述芯片本体包括加液口，所述加液口布置在上层芯片表面，所述加液口布置有多组，各所述加液口分别与微流体结构连接；
所述微流体结构布置在所述中层芯片朝向上层芯片的一侧，所述中层芯片两侧布置有排液口，所述排液口布置有多组。
优选的，所述中层芯片朝向上层芯片的一侧设置有微流体容纳槽，微流体容纳槽用于承载所述微流体机构。
优选的，中层芯片上还设置有液体输入通道以及液体输出通道，所述微流体结构通过液体输入通道与加液口连接，所述微流体结构末端通过液体输出通道与排液口连接。
优选的，所述微流体结构包括布置在中部的微流体管道组件，所述微流体管道组件包括多组平行间隔布置的第一微流体管，各组所述第一微流体管末端通过弯折管连通，所述微流体管道组件由第一微流体管以及弯折管构成蛇形流体结构。
优选的，所述微流体管道组件首位两端分别布置第二微流体管，所述第一微流体管与第二微流体管通过多组溢流阀连通，首端所述第二微流体管与液体输入通道连接，尾端所述第二微流体管与液体输出通道连接。
优选的，所述微流体容纳槽内还设置有多组隔热机构，所述隔热机构包括相对布置在微流体结构两侧的第一隔热槽，所述第一隔热槽由一组长形槽与端形槽构成，相对设置的两组短形槽间设置第二隔热槽，所述液体输入通道贯穿安装在第二隔热槽与第一隔热槽的短形槽间隙，相对设置的两组长形槽间设置第三隔热槽，所述液体输出通道贯穿安装在第三隔热槽与第一隔热槽的长形槽间隙。
优选的，所述下层芯片表面设置有废液储存腔，所述废液储存腔用于对排出的废液临时储存。
优选的，所述下层芯片表面还设置有排液槽以及排气孔。
本发明的有益效果：
(1)本发明的微流体芯片设有隔热槽结构，可以实现快速升降温，从而大大缩短PCR反应时间，可以将通常需要分钟以上的PCR扩增过程缩短到分钟以内。同时，本发明的微流体芯片可通过硅基微流体芯片技术实现高精度的集成，尤其是芯片化，从而实现了设备的便携性、小型化，并可大规模量产，有助于降低设备成本；
(2)本发明的微流体芯片可应用于病毒、细菌、细胞、体液中的核酸类物质的检测，并能够实现快速检测，有助于疫情状态下对人群进行快速筛查。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种快速检测微流体芯片的结构示意图；
图2是本发明一种快速检测微流体芯片中隔热槽的结构示意图；
图3是本发明一种快速检测微流体芯片中微流体结构的结构示意图；
图4是本发明一种快速检测微流体芯片中下层芯片的结构示意图；
图5是本发明一种快速检测微流体芯片中微流体管道组件的结构示意图；
图中：1、上层芯片；2、中层芯片；3、下层芯片；4、加液口；5、排气孔；6、废液储存腔；7、微流体容纳槽；8、第一隔热槽；9、弯折管；10、液体输出通道；11、第三隔热槽；12、排液槽；13、排液口；14、第二隔热槽；15、微流体管道组件；16、溢流阀；17、液体输入通道；18、第二微流体管。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-5所示，本发明为一种快速检测微流体芯片，包括芯片本体，所述芯片本体从下往上依次包括下层芯片3、中层芯片2以及上层芯片1，所述芯片本体包括加液口4，所述加液口4布置在上层芯片1表面，所述加液口4布置有多组，各所述加液口4分别与微流体结构连接，所述微流体结构布置在所述中层芯片2朝向上层芯片1的一侧，所述中层芯片2两侧布置有排液口13，所述排液口13布置有多组；
其中，所述中层芯片2朝向上层芯片1的一侧设置有微流体容纳槽7，微流体容纳槽7用于承载所述微流体机构18；
具体的，在本实施例中，将液体通过加液口4输入至微流体结构内，所述微流体结构内的液体通过排液口13排出。
中层芯片2上还设置有液体输入通道17以及液体输出通道10，所述微流体结构通过液体输入通道17与加液口4连接，所述微流体结构末端通过液体输出通道10与排液口13连接，在向微流体结构加液的过程中，加至加液口4内的液料通过液体输入通道17加至微流体结构内，所述微流体结构内的液料通过排液口13排出。
实施例2
请参阅图1-4,本发明为一种快速检测微流体芯片，包括芯片本体，所述芯片本体从下往上依次包括下层芯片3、中层芯片2以及上层芯片1，所述芯片本体包括加液口4，所述加液口4布置在上层芯片1表面，所述加液口4布置有多组，各所述加液口4分别与微流体结构连接，所述微流体结构布置在所述中层芯片2朝向上层芯片1的一侧，所述中层芯片2两侧布置有排液口13，所述排液口13布置有多组；
其中，所述中层芯片2朝向上层芯片1的一侧设置有微流体容纳槽7，微流体容纳槽7用于承载所述微流体机构18；
具体的，在本实施例中，将液体通过加液口4输入至微流体结构内，所述微流体结构内的液体通过排液口13排出。
中层芯片2上还设置有液体输入通道17以及液体输出通道10，所述微流体结构通过液体输入通道17与加液口4连接，所述微流体结构末端通过液体输出通道10与排液口13连接，在向微流体结构加液的过程中，加至加液口4内的液料通过液体输入通道17加至微流体结构内，所述微流体结构内的液料通过排液口13排出。
进一步的，所述微流体结构包括布置在中部的微流体管道组件，所述微流体管道组件包括多组平行间隔布置的第一微流体管15，各组所述第一微流体管15末端通过弯折管9连通，所述微流体管道组件由第一微流体管15以及弯折管9构成蛇形流体结构；
其中，所述微流体管道组件首位两端分别布置第二微流体管18，所述第一微流体管15与第二微流体管18通过多组溢流阀16连通，首端所述第二微流体管18与液体输入通道17连接，尾端所述第二微流体管18与液体输出通道10连接，具体的，通过设置有蛇形流体机构的微流体管道组件，进而使得液体在微流体结构流动的时间更长，同时在第一微流体管15与第二微流体管18间设置多组溢流阀16，进一步提高该技术效果。
实施例3
请参阅图1-5,本发明为一种快速检测微流体芯片，包括芯片本体，所述芯片本体从下往上依次包括下层芯片3、中层芯片2以及上层芯片1，所述芯片本体包括加液口4，所述加液口4布置在上层芯片1表面，所述加液口4布置有多组，各所述加液口4分别与微流体结构连接，所述微流体结构布置在所述中层芯片2朝向上层芯片1的一侧，所述中层芯片2两侧布置有排液口13，所述排液口13布置有多组；
其中，所述中层芯片2朝向上层芯片1的一侧设置有微流体容纳槽7，微流体容纳槽7用于承载所述微流体机构18；
具体的，在本实施例中，将液体通过加液口4输入至微流体结构内，所述微流体结构内的液体通过排液口13排出。
中层芯片2上还设置有液体输入通道17以及液体输出通道10，所述微流体结构通过液体输入通道17与加液口4连接，所述微流体结构末端通过液体输出通道10与排液口13连接，在向微流体结构加液的过程中，加至加液口4内的液料通过液体输入通道17加至微流体结构内，所述微流体结构内的液料通过排液口13排出。
进一步的，所述微流体结构包括布置在中部的微流体管道组件，所述微流体管道组件包括多组平行间隔布置的第一微流体管15，各组所述第一微流体管15末端通过弯折管9连通，所述微流体管道组件由第一微流体管15以及弯折管9构成蛇形流体结构；
其中，所述微流体管道组件首位两端分别布置第二微流体管18，所述第一微流体管15与第二微流体管18通过多组溢流阀16连通，首端所述第二微流体管18与液体输入通道17连接，尾端所述第二微流体管18与液体输出通道10连接，具体的，通过设置有蛇形流体机构的微流体管道组件，进而使得液体在微流体结构流动的时间更长，同时在第一微流体管15与第二微流体管18间设置多组溢流阀16，进一步提高该技术效果。
进一步的，所述微流体容纳槽7内还设置有多组隔热机构，所述隔热机构包括相对布置在微流体结构两侧的第一隔热槽8，所述第一隔热槽8由一组长形槽与端形槽构成，相对设置的两组短形槽间设置第二隔热槽14，所述液体输入通道17贯穿安装在第二隔热槽14与第一隔热槽8的短形槽间隙，相对设置的两组长形槽间设置第三隔热槽11，所述液体输出通道10贯穿安装在第三隔热槽11与第一隔热槽8的长形槽间隙。
所述下层芯片3表面设置有废液储存腔6，所述废液储存腔6用于对排出的废液临时储存，所述下层芯片3表面还设置有排液槽12以及排气孔5。
本发明的工作原理：本发明的微流体芯片设有隔热槽结构，可以实现快速升降温，从而大大缩短PCR反应时间，可以将通常需要30分钟以上的PCR扩增过程缩短到5分钟以内。同时，本发明的微流体芯片可通过硅基微流体芯片技术实现高精度的集成，尤其是芯片化，从而实现了设备的便携性、小型化，并可大规模量产，有助于降低设备成本。本发明的微流体芯片可应用于病毒、细菌、细胞、体液中的核酸类物质的检测，并能够实现快速检测，有助于疫情状态下对人群进行快速筛查。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种快速检测微流体芯片，其特征在于，包括芯片本体；
所述芯片本体从下往上依次包括下层芯片(3)、中层芯片(2)以及上层芯片(1)；
所述芯片本体包括加液口(4)，所述加液口(4)布置在上层芯片(1)表面，所述加液口(4)布置有多组，各所述加液口(4)分别与微流体结构连接；
所述微流体结构布置在所述中层芯片(2)朝向上层芯片(1)的一侧，所述中层芯片(2)两侧布置有排液口(13)，所述排液口(13)布置有多组。
2.根据权利要求1所述的一种快速检测微流体芯片,其特征在于，所述中层芯片(2)朝向上层芯片(1)的一侧设置有微流体容纳槽(7)，微流体容纳槽(7)用于承载微流体机构(18)。
3.根据权利要求2所述的一种快速检测微流体芯片,其特征在于，中层芯片(2)上还设置有液体输入通道(17)以及液体输出通道(10)，所述微流体结构通过液体输入通道(17)与加液口(4)连接，所述微流体结构末端通过液体输出通道(10)与排液口(13)连接。
4.根据权利要求3所述的一种快速检测微流体芯片,其特征在于，所述微流体结构包括布置在中部的微流体管道组件，所述微流体管道组件包括多组平行间隔布置的第一微流体管(15)，各组所述第一微流体管(15)末端通过弯折管(9)连通，所述微流体管道组件由第一微流体管(15)以及弯折管(9)构成蛇形流体结构。
5.根据权利要求4所述的一种快速检测微流体芯片,其特征在于，所述微流体管道组件首位两端分别布置第二微流体管(18)，所述第一微流体管(15)与第二微流体管(18)通过多组溢流阀(16)连通，首端所述第二微流体管(18)与液体输入通道(17)连接，尾端所述第二微流体管(18)与液体输出通道(10)连接。
6.根据权利要求5所述的一种快速检测微流体芯片,其特征在于，所述微流体容纳槽(7)内还设置有多组隔热机构，所述隔热机构包括相对布置在微流体结构两侧的第一隔热槽(8)，所述第一隔热槽(8)由一组长形槽与端形槽构成，相对设置的两组短形槽间设置第二隔热槽(14)，所述液体输入通道(17)贯穿安装在第二隔热槽(14)与第一隔热槽(8)的短形槽间隙，相对设置的两组长形槽间设置第三隔热槽(11)，所述液体输出通道(10)贯穿安装在第三隔热槽(11)与第一隔热槽(8)的长形槽间隙。
7.根据权利要求1所述的一种快速检测微流体芯片,其特征在于，所述下层芯片(3)表面设置有废液储存腔(6)，所述废液储存腔(6)用于对排出的废液临时储存。
8.根据权利要求7所述的一种快速检测微流体芯片,其特征在于，所述下层芯片(3)表面还设置有排液槽(12)以及排气孔(5)。
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