一種多級(jí)自控的微流控芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種多級(jí)自控的微流控芯片，由蓋片層、中間層和底片層組成，蓋片層包括進(jìn)樣口和通氣口，中間層包括微流體通道、至少2個(gè)反應(yīng)池和至少1個(gè)時(shí)間閥，微流體通道串聯(lián)所有進(jìn)樣口、通氣口、反應(yīng)池，連接順序?yàn)檫M(jìn)樣口、反應(yīng)池、通氣口，時(shí)間閥位于兩個(gè)反應(yīng)池之間的微流體通道內(nèi)。反應(yīng)池和微流體通道的表面根據(jù)需要進(jìn)行不同的改性處理，越靠近通氣口芯片表面親水性越強(qiáng)。時(shí)間閥為具有水溶性的糖類或醇類物質(zhì)組成。經(jīng)過表面改性的微流體通道和反應(yīng)池的親水性能和時(shí)間閥聯(lián)合控制液體在微流控芯片內(nèi)的流動(dòng)。創(chuàng)新點(diǎn)是：微流體通道表面經(jīng)過改性反應(yīng)池之間親水性不同，加上時(shí)間閥的配合，使得芯片內(nèi)液體的驅(qū)動(dòng)不依賴外界力量，實(shí)現(xiàn)了自控。
【專利說明】
一種多級(jí)自控的微流控芯片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種多級(jí)自控的微流控芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控芯片，又稱微流控芯片實(shí)驗(yàn)室，是將宏觀、復(fù)雜的生化實(shí)驗(yàn)集成到一張數(shù)平方厘米的薄片上的技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。目前，液體在微流控芯片內(nèi)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力通常為氣壓和離心力。
[0003]專利文獻(xiàn)CN 105498875 A，提供了一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，芯片由三層結(jié)構(gòu)組成，依靠離心機(jī)的力量驅(qū)動(dòng)導(dǎo)入芯片內(nèi)的分散相和連續(xù)相形成液滴。
[0004]專利文獻(xiàn)CN 204514801 U披露了一種用于農(nóng)藥殘留現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的可拋型微流控芯片，該芯片應(yīng)用時(shí)將連接微栗栗走芯片腔體內(nèi)部空氣產(chǎn)生負(fù)壓，樣本溶液在外界大氣壓力的作用下從進(jìn)樣口導(dǎo)入。
[0005]這些需要依賴空氣栗和離心機(jī)的微流控芯片很好的解決了一些問題，但是在實(shí)際應(yīng)用尤其是在野外操作時(shí)仍不是十分方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種多級(jí)自控的微流控芯片，其特征在于:所述微流控芯片由蓋片層、中間層和底片層組成，所述蓋片層包括進(jìn)樣口和通氣口，所述中間層包括微流體通道、至少2個(gè)反應(yīng)池和至少I個(gè)時(shí)間閥，所述微流體通道串聯(lián)所有進(jìn)樣口、通氣口、反應(yīng)池，連接順序?yàn)檫M(jìn)樣口、反應(yīng)池、通氣口，時(shí)間閥門位于任意兩個(gè)相連通的反應(yīng)池之間的微流體通道內(nèi)。反應(yīng)池從靠近進(jìn)樣口端開始，分別命名為反應(yīng)池1、反應(yīng)池2、反應(yīng)池3，以此類推命名所有反應(yīng)池。時(shí)間閥也從靠近進(jìn)樣口端開始分別命名為時(shí)間閥1、時(shí)間閥2，以此類推命名所有時(shí)間閥。
[0007]所述反應(yīng)池和微流體通道的表面根據(jù)需要進(jìn)行不同的改性處理，越靠近通氣口芯片表面親水性越強(qiáng)。修飾方法可以是物理改性也可以是化學(xué)改性，包括金屬沉積、氣相沉積和親水基團(tuán)修飾等。
[0008]所述時(shí)間閥為具有水溶性的糖類或醇類物質(zhì)組成，比如蔗糖、海藻糖、甘露醇等，起到在特定時(shí)間內(nèi)阻斷液體流動(dòng)的作用。
[0009]經(jīng)過表面改性的微流體通道和反應(yīng)池的親水性能和時(shí)間閥聯(lián)合控制液體在微流控芯片內(nèi)的流動(dòng)。
[0010]根據(jù)需要預(yù)先將反應(yīng)所需的試劑包埋于反應(yīng)池內(nèi)。
[0011 ]應(yīng)用時(shí)，液體從進(jìn)樣口導(dǎo)入微流控芯片內(nèi)，進(jìn)入反應(yīng)池反應(yīng)，并在特定時(shí)間內(nèi)溶解時(shí)間閥，在親水表面的作用下液體進(jìn)入下一級(jí)反應(yīng)池，并在特定時(shí)間內(nèi)溶解下一個(gè)時(shí)間閥，直至完成所有反應(yīng)步驟。
[0012]本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是:微流控芯片的微流體通道表面經(jīng)過改性，從進(jìn)樣口開始，親水性逐級(jí)增強(qiáng)，且結(jié)合了水溶性的時(shí)間閥，使得芯片內(nèi)液體的驅(qū)動(dòng)不依賴外界力量，成功實(shí)現(xiàn)了微流控芯片內(nèi)液體流動(dòng)的自控。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明提供的一種形式的多級(jí)自控的微流控芯片示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明提供的另外一種形式的多級(jí)自控的微流控芯片示意圖。
[0015]圖中，1:蓋片層；2:中間層;3:底片層;4:進(jìn)樣口；5:通氣口；6:反應(yīng)池;61:反應(yīng)池I;62:反應(yīng)池2；63:反應(yīng)池3;7:時(shí)間閥；71:時(shí)間閥I;72:時(shí)間閥2;8:微流體通道。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合圖1和圖2，對(duì)本發(fā)明提供的一種多級(jí)自控的微流控芯片作進(jìn)一步說明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]如圖1所示，一種多級(jí)自控的微流控芯片由聚甲基丙烯酸甲酯制成，由蓋片層、中間層和底片層組成，所述蓋片層包括進(jìn)樣口和通氣口，所述中間層包括微流體通道、反應(yīng)池
1、反應(yīng)池2和反應(yīng)池3，所述微流體通道串聯(lián)所有進(jìn)樣口、通氣口、反應(yīng)池，且進(jìn)樣口和通氣口分別位于反應(yīng)池兩端，時(shí)間閥I位于反應(yīng)池I和反應(yīng)池2之間的微流體通道內(nèi)，時(shí)間閥2位于反應(yīng)池2和反應(yīng)池3之間的微流體通道內(nèi)。
[0019]所述反應(yīng)池和微流體通道根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行不同的改性處理，越靠近通氣口芯片表面親水性越強(qiáng)。改性方法可以是物理改性也可以是化學(xué)改性，包括金屬沉積、氣相沉積和親水基團(tuán)修飾等。如圖1所示，反應(yīng)池I未作改性處理，反應(yīng)池I和反應(yīng)池2之間的微流體通道和反應(yīng)池2則將金屬銀沉積于表面，并在反應(yīng)池I和反應(yīng)池2之間放置甘露醇作為時(shí)間閥，反應(yīng)池2和反應(yīng)池3之間的微流體通道和反應(yīng)池3則使用二氧化硅進(jìn)行改性，結(jié)果反應(yīng)池2的親水性大于檢測(cè)池I，檢測(cè)池3的親水性大于檢測(cè)池2。
[0020]經(jīng)過表面改性的微流體通道和反應(yīng)池的親水性能和時(shí)間閥聯(lián)合控制液體在微流控芯片內(nèi)的流動(dòng)。
[0021 ]據(jù)需要預(yù)先將反應(yīng)所需的試劑包埋于反應(yīng)池內(nèi)，例如將吊白塊檢測(cè)的試劑A包埋于反應(yīng)池I，試劑B包埋于反應(yīng)池2，試劑C包埋于反應(yīng)池3。
[0022]應(yīng)用時(shí)，將待檢液通過進(jìn)樣口導(dǎo)入反應(yīng)池I，待檢液體與試劑A發(fā)生反應(yīng)，待檢液與時(shí)間閥I接觸，時(shí)間閥I緩慢溶解;此時(shí)可將芯片的進(jìn)樣口端抬高加快液體的轉(zhuǎn)移，液體自動(dòng)進(jìn)入反應(yīng)池2后將芯片放平，等待待檢液與試劑B發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)待檢液與時(shí)間閥2接觸并緩慢溶解時(shí)間閥2;此時(shí)再將芯片的進(jìn)樣口端抬高，液體自動(dòng)進(jìn)入反應(yīng)池3與試劑C反應(yīng)，結(jié)果通過分光光度計(jì)進(jìn)行讀數(shù)分析。
[0023]實(shí)施例2
[0024]如圖2所示一種多級(jí)自控的微流控芯片由聚甲基丙烯酸甲酯制成，由蓋片層、中間層和底片層組成，所述蓋片層包括進(jìn)樣口和通氣口，所述中間層包括微流體通道、反應(yīng)池I和反應(yīng)池2，所述微流體通道串聯(lián)所有進(jìn)樣口、通氣口、反應(yīng)池，且進(jìn)樣口和通氣口分別位于反應(yīng)池兩端，時(shí)間閥I位于反應(yīng)池I和反應(yīng)池2之間的微流體通道內(nèi)。
[0025]所述反應(yīng)池和微流體通道根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行不同的改性處理，越靠近通氣口芯片表面親水性越強(qiáng)。改性方法可以是物理修飾也可以是化學(xué)修飾，包括金屬沉積、氣相沉積和親水基團(tuán)修飾等。如圖1所示，反應(yīng)池I未作改性處理，反應(yīng)池I和反應(yīng)池2之間的微流體通道和反應(yīng)池2則使用聚二甲基硅氧烷進(jìn)行改性使其具有親水性，并在反應(yīng)池I和反應(yīng)池2之間放置海藻糖作為時(shí)間閥。
[0026]經(jīng)過表面修飾的微流體通道和反應(yīng)池的親水性能和時(shí)間閥聯(lián)合控制液體在微流控芯片內(nèi)的流動(dòng)。
[0027]據(jù)需要預(yù)先將反應(yīng)所需的試劑包埋于反應(yīng)池內(nèi)，例如將農(nóng)藥殘留檢測(cè)的試劑乙酰膽堿酯酶包埋于反應(yīng)池I，顯色劑和底物包埋于反應(yīng)池2。
[0028]應(yīng)用時(shí)，將待檢液通過進(jìn)樣口導(dǎo)入反應(yīng)池I，待檢液與乙酰膽堿酯酶發(fā)生反應(yīng)，待檢液與時(shí)間閥接觸，時(shí)間閥緩慢溶解;此時(shí)可將芯片的進(jìn)樣口端抬高加快液體的轉(zhuǎn)移，待檢液自動(dòng)進(jìn)入反應(yīng)池2后將芯片放平，待檢液與顯色劑和底物發(fā)生反應(yīng)，結(jié)果通過分光光度計(jì)進(jìn)行讀數(shù)分析。
[0029]以上僅為本發(fā)明的兩種實(shí)施方式，本領(lǐng)域內(nèi)其他未經(jīng)過創(chuàng)新所獲得的實(shí)施例均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多級(jí)自控的微流控芯片，其特征在于:所述微流控芯片由蓋片層、中間層和底片層組成，所述蓋片層包括進(jìn)樣口和通氣口，所述中間層包括微流體通道、至少2個(gè)反應(yīng)池和至少I個(gè)時(shí)間閥，所述微流體通道串聯(lián)所有進(jìn)樣口、通氣口、反應(yīng)池，連接順序?yàn)檫M(jìn)樣口、反應(yīng)池、通氣口，時(shí)間閥位于任意兩個(gè)相連通的反應(yīng)池之間的微流體通道內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于:所述反應(yīng)池和微流體通道的表面進(jìn)行改性處理，越靠近通氣口芯片表面親水性越強(qiáng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于:所述時(shí)間閥主要成分為具有水溶性的糖類或醇類物質(zhì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于:經(jīng)過表面修飾的微流體通道和反應(yīng)池的親水性能和時(shí)間閥聯(lián)合控制液體在芯片內(nèi)的流動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于:根據(jù)需要反應(yīng)所需的試劑預(yù)先包埋于反應(yīng)池內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B01L3/00GK105964315SQ201610355468
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】葉嘉明, 陳秋英, 張休, 張一休
【申請(qǐng)人】杭州霆科生物科技有限公司