一种微流控检测芯片

1.本发明属于微流控技术领域，更具体地，涉及一种微流控检测芯片。


背景技术：

2.微流控技术作为一种新兴的科学技术，已经应用于化学、生物学、工程学和物理学等诸多领域，学科交叉性强，在时间、空间和分析对象的精密操控上进行了突破，能够解决生命分析的许多关键问题。微流控技术能够将原本只能在实验室才能完成的检测实验集成到一小块芯片上，不仅节约了耗材成本和时间成本，更重要的是能够集成多种检测技术于一体，提高检测效率。但是完成一个完整的生物化学反应一般需要将各种样本及试剂按顺序通过移液枪定量加入反应管中进化混合反应，更加复杂的反应流程则需要中间将液体去除并加入新的试剂及样本，最终完成信号检测。因此，试剂的顺序释放，计量加液，混合反应，移除废液，循环重复及最后进行信号采集是一个完整生化分析的检测流程。目前，大多数基于微流控技术的芯片系统都只能完成其中一个到三个功能的自动化，而且需要借助昂贵的外部智能化设备进行结合。
3.微流控技术应用于体外样本的分析检测，可以应用于样本中核酸、蛋白、酶、糖等分析物的高度集成化分析检测，在分析检测的各个领域都具有广泛的应用场景。例如，在申请号为202110825892的专利文件中，提供了一种微通道辅助高通量试剂定量分配及分析的芯片，其通过微通道的设计，优化了芯片的加工工艺，结合便携的离心设备即可完成三种液体，甚至多种液体的定量分配及最终的混合收集，但是，在一定程度上没有解决液体的顺序释放及定量收集之后进行废液的排除及重新收集液体进行反应的限制。因此，一种可以在芯片上独立完成试剂的顺序释放、定量分配、计量收集、混合反应，废液移除并可以循环重复这些步骤的芯片系统是推动微流控技术在分析领域应用的关键。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种微流控检测芯片，其目的在于，对微流控芯片的结构进行改进，使得在芯片上可以自动化完成试剂的顺序释放、定量分配、计量收集、混合反应，废液移除等步骤，并重复执行这些步骤。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种微流控检测芯片，其具有旋转中心，该微流控检测芯片包括：一个或多个检测单元；检测单元包括：
6.绕旋转中心呈螺旋状设置的定量分配微通道，设置于定量分配微通道内侧的一个或多个第一储液池，沿定量分配微通道设置的多个反应单元，以及与定量分配微通道末端相连通的第一废液池；
7.各第一储液池通过第一虹吸阀与定量分配微通道的首端相连通，且设置有可密封加样孔；第一虹吸阀起始的弯折部分具有亲水性；
8.反应单元包括：设置于定量分配微通道内侧的第二储液池，以及位于定量分配微通道外侧且由内向外依次设置的计量池、反应池和第二废液池；第二储液池通过第一微通
道与计量池相连通，计量池通过第二虹吸阀与反应池相连通，反应池通过第二微通道与第二废液池相连通，且第二废液池通过气路平衡微通道与第二虹吸阀相连通；反应池通过气孔与外界相连通，且反应池的体积大于计量池的体积，第二储液池上设置有独立加样孔；第二虹吸阀起始的弯折部分具有亲水性。
9.进一步地，其中一个第一储液池与第一虹吸阀的连接点高于其底端。
10.进一步地，反应池为具有两个微凸起的椭圆形腔室；两个微凸起分别为第二虹吸阀和气孔与反应池的连接点。
11.进一步地，计量池为方形结合底部三角形腔室。
12.进一步地，第二微通道为蜿蜒的微通道。
13.进一步地，第一储液池为扇环形腔室。
14.进一步地，气路平衡微通道与第二虹吸阀的连接点为第二虹吸阀经过亲水处理的部分的终点。
15.进一步地，本发明提供的的微流控检测芯片，为多层结构，且从下至上依次包括底盖、虹吸阀层、微通道层、腔室层以及上盖；
16.第一虹吸阀和第二虹吸阀均位于虹吸阀层；
17.定量分配微通道、第一微通道、第二微通道以及气路平衡微通道均位于微通道层；
18.第一储液池、第一废液池、第二储液池、计量池、反应池以及第二废液池均位于腔室层；
19.气孔、可密封加样孔以及独立加样孔均位于上盖。
20.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
21.本发明所提供的微流控检测芯片，在定量分配微通道内侧设置有多个第一储液池，由于各第一储液池上设置有可密封加样口，且各第一储液池通过第一虹吸阀与定量分配微通道相连通，在可密封加样口处于密封状态下，第一储液池处于相对密封的状态，无论怎样离心，其中的液体都无法突破虹吸阀的阻力；在可密封加样口与大气连通时，第一储液池中的压力得到释放，会自动触发对应的虹吸阀，经虹吸阀引流而进入定量分配通道。基于这一设计，本发明所提供的微流控检测芯片，在可密封加样口与第一虹吸阀的相互配合下，可对各第一储液池中的液体释放顺序进行控制。
22.本发明提供的微流控检测芯片，沿定量分配通道设置的每个反应单元中设置有独立的第二废液池，且该废液池通过气路平衡微通道与连接计量池和反应池的第二虹吸阀相连通，在液体经第二虹吸阀引流进反应池的过程中，第二废液池处于相对密封状态，阻力较大，因此，反应池可以在低速的状态下对液体进行液体收集而不会进入第二废液池，同时计量池中的液体引流依靠第二虹吸阀的作用可以在低速完成液体的稳定引流。在计量池中的液体引流完成后，第二废液池经由气路平衡微通道以及第二虹吸阀、反应池及气孔与外界连通，在高速离心状态下，反应池中反应过后的液体将突破连接反应池和第二废液池的第二微通道而进入第二废液池，待反应池中的液体全部移出后，可继续进行后续的反应，在此基础上，各步骤可循环执行。
23.总体而言，本发明所提供的微流控检测芯片，在芯片上可以自动化完成试剂的顺序释放、定量分配、计量收集、混合反应，废液移除等步骤，并重复执行这些步骤。
附图说明
24.图1为本发明实施例1提供的微流控检测芯片示意图；
25.图2为本发明实施例1提供的第一储液池分布示意图；
26.图3为本发明提供的另一种反应单元示意图；
27.图4为本发明实施例1提供的微流控检测芯片的多层结构示意图；
28.图5为本发明实施例1提供的微流控检测芯片用于血清降钙素原(pct)的酶联免疫分析的模拟过程示意图；
29.图6为本发明实施1提供的低浓度样本测试的结果分析图；
30.图7为本发明实施例2提供的微流控检测芯片示意图；
31.图8为本发明实施例2提供的微流控检测芯片的多层结构示意图；
32.图9为本发明实施例2提供的微流控检测芯片用于酶联免疫分析的单样本多靶标的检测的色素验证过程示意图；
33.图10为本发明实施例2提供的微流控检测芯片用于酶联免疫分析的单样本多靶标的检测的真实试剂验证示意图；
34.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：
35.1-旋转中心；
36.2-定量分配通道；
37.3-第一储液池；31-可密封加样口，32-第一虹吸阀；
38.4-反应单元；41-第二储液池，42-第一微通道，43-计量池，44-第二虹吸阀，45-反应池，46-第二微通道，47-第二废液池，48-气路平衡微通道，49-气孔；
39.5-第一废液池。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
41.在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
42.为了在芯片上可以自动化完成试剂的顺序释放、定量分配、计量收集、混合反应，废液移除等步骤，并重复执行这些步骤，本发明提供了一种微流控检测芯片，其整体思路在于：通过结构上的改进，使得部分腔室具有相对密封的状态或者与大气相连通的状态，且可以通过控制使相应腔室在这两种状态间切换，从而控制腔室中的液体按照所期望的顺序被引流到指定腔室，且供液体混合反应的腔室可重复使用。
43.需要说明的是，本发明所提供的微流控检测芯片为离心式的微流控芯片，其具有旋转中心。容易理解的是，在这一类芯片中，“内侧”、“外侧”，分别指距离旋转中心较近的一侧和距离旋转中心较远的一侧；“顶端”、“底端”分别指距离旋转中心最近的一端和距离旋转中心最远的一端；“起始”、“首端”、“末端”，“上游”、“下游”等描述，则是在离心过程中，参考液体的流动方向而确定的，例如，在一段通道中，液体最先流过的一端为首端，最后流过
的一端为末端；再例如，液体先流过的位置为上游，而后流过的位置为下游。在以下实施例中，若无特别说明，则相术语的含义同此处的描述。
44.以下为实施例。
45.实施例1：
46.一种微流控检测芯片，其具有旋转中心1，如图1和图2所示，该微流控检测芯片具体包括：一个检测单元；检测单元包括：
47.绕旋转中心1呈螺旋状设置的定量分配微通道2，设置于定量分配微通道2内侧的6个第一储液池3，沿定量分配微通道2设置的多个反应单元4，以及与定量分配微通道2末端相连通的第一废液池5；
48.各第一储液池3通过第一虹吸阀32与定量分配微通道2的首端相连通，且设置有可密封加样孔31；第一虹吸阀32起始的弯折部分具有亲水性；
49.反应单元4包括：设置于定量分配微通道2内侧的第二储液池41，以及位于定量分配微通道2外侧且由内向外依次设置的计量池43、反应池45和第二废液池47；第二储液池41通过第一微通道42与计量池43相连通，计量池43通过第二虹吸阀44与反应池45相连通，反应池45通过第二微通道46与第二废液池47相连通，且第二废液池47通过气路平衡微通道48与第二虹吸阀44相连通；反应池45通过气孔49与外界相连通，且反应池45的体积大于计量池43的体积，第二储液池41上设置有独立加样孔；第二虹吸阀44起始的弯折部分具有亲水性。
50.本实施例所提供的微流控检测芯片，在定量分配微通道内侧设置有多个第一储液池，由于各第一储液池上设置有可密封加样口，且各第一储液池通过第一虹吸阀与定量分配微通道相连通，在可密封加样口处于密封状态下，第一储液池处于相对密封的状态，无论怎样离心，其中的液体都无法突破虹吸阀；在可密封加样口与大气连通时，第一储液池中的压力得到释放，会自动触发对应的虹吸阀，经虹吸阀引流而进入定量分配通道。基于这一设计，本实施例所提供的微流控检测芯片，在可密封加样口与第一虹吸阀的相互配合下，可对各第一储液池中的液体释放顺序进行控制。
51.本实施例提供的微流控检测芯片，沿定量分配通道设置的每个反应单元中设置有独立的第二废液池，且该废液池通过气路平衡微通道与连接计量池和反应池的第二虹吸阀相连通，在液体经第二虹吸阀引流进反应池的过程中，第二废液池处于相对密封状态，阻力较大，因此，反应池可以在低速的状态下对液体进行液体收集而不会进入第二废液池，同时计量池中的液体引流依靠第二虹吸阀的作用可以在低速完成液体的稳定引流。在计量池中的液体引流完成后，第二废液池经由气路平衡微通道以及第二虹吸阀、反应池及气孔与外界连通，在高速离心状态下，反应池中反应过后的液体将突破连接反应池和第二废液池的第二微通道而进入第二废液池，待反应池中的液体全部移出后，可继续进行后续的反应，在此基础上，各步骤可循环执行。
52.总体而言，本实施例所提供的微流控检测芯片，在芯片上可以自动化完成试剂的顺序释放、定量分配、计量收集、混合反应，废液移除等步骤，并重复执行这些步骤。
53.在实际应用中，通过第一储液池上的可密封加样孔，可以将试剂或样本预封装进第一储液池后密封，也可以在使用时根据试剂种类的需求现场添加使用；各第一储液池中的液体将经由定量分配通道分配到每一个反应单元的计量池中。第二储液池为各反应单元
所单独拥有，可通过其上的独立加样口按需加入样本或试剂。由于每个反应池是具有独立的空间，因此可以同时完成不同靶标或不同样本的检测。
54.在工作时，当第一储液池中的液体被释放后，将快速触发虹吸阀，使封闭液进入定量分配通道，并逐渐进入各个计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；随后，经过控制，计量池中的液体将进入反应池；从加样口进入的试剂或样本，在离心作用下会进入计量池，并进一步进入反应池；反应池中反应后的液体可引流至第二废液池。
55.本实施中，各反应单元内，反应池的体积大于计量池，这使得计量池中的液体进入反应池后，在反应池中会形成气泡，在液体混合过程中，该气泡可加快反应速度。作为一种优选的实施方式，如图1所示，本实施例中，反应池45为具有两个微凸起的椭圆形腔室；两个微凸起分别为第二虹吸阀44和气孔49与反应池45的连接点，该结构设计，有利于形成气泡、加速反应。
56.如图1所示，本实施中，计量池45为方形结合底部三角形腔室，该结构设计有利于计量池43内的液体流入第二虹吸阀44。
57.如图1所示，本实施例中，连接反应池45和第二废液池47的第二微通道46为蜿蜒的微通道，该结构设计，可以增加第二微通道46的阻力，保证反应池45内的液体在反应完成之前不会进入第二废液池47。
58.如图1和图2所示，本实施例中，第一储液池3被设计成了扇环形的腔室，基于该结构设计，可在有限的空间内排布更多的第一储液腔室，且避免第一虹吸阀之间互相干扰。
59.如图1所示，本实施例中，气路平衡微通道48与第二虹吸阀44的连接点为第二虹吸阀44与反应池45的连接点，应当说明的是，这仅为一种可选的连接方式，在实际应用中，可采用图3所示的另一种连接方式，即气路平衡微通道48与第二虹吸阀44的连接点为第二虹吸阀44经过亲水处理的部分的终点，在其他的一些实施方式中，具体的连接点，也可以在这两点之间，只要能够使得第二废液池在相对密封和与大气连通的两个状态之间切换即可。
60.可选地，本实施例所提供的微流控检测芯片具体为5层结构，如图4所示，这5层从下至上依次包括底盖、虹吸阀层、微通道层、腔室层以及上盖；
61.第一虹吸阀和第二虹吸阀均位于虹吸阀层；
62.定量分配微通道、第一微通道、第二微通道以及气路平衡微通道均位于微通道层；
63.第一储液池、第一废液池、第二储液池、计量池、反应池以及第二废液池均位于腔室层；
64.气孔、可密封加样孔以及独立加样孔均位于上盖。
65.如图1和图3所示，为便于第一储液池内的液体流入第一虹吸阀，本实施例中，各第一储液池与第一虹吸阀的连接点均位于第一储液池的底端。通过第一储液池，可以向各反应池加入相同的试剂，通过各反应单元的第二储液池，本实施例可加入不同的样本，因此，本实施例提供的微流控检测芯片，可用于单靶标多样本的检测，以下以血清降钙素原(pct)的酶联免疫分析为例进行说明。
66.为便于描述，将检测单元中的6个第一储液池分别命名为储液池a、储液池b、储液池c、储液池d、储液池e和储液池f；储液池a预封装封闭液，储液池b预封装清洗液1，储液池c预封装清洗液2，储液池d预封装信号标记抗体，储液池e预封装清洗液3，储液池f预封装显色底物；在应反池中预包埋抗体pct抗体，对样本中的pct抗原进行捕获；
67.相应的单靶标多样本检测流程包括如下步骤：
68.1.高速离心，使所有试剂处于准备状态，即释放第一储液池内压力时，可以自动触发对应的第一虹吸阀；
69.2.通过刺破可密封加样口的薄膜等方式释放储液池a，自动快速触第一发虹吸阀，高速离心，使封闭液进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
70.3.离心停止，所有计量池自动触发对应的第二虹吸阀，随后启动低速离心，将液体引流进入反应池；
71.4.反应池通过气孔与外界相连通，因此阻力很小，而与反应池连通的第二废液池处于相对密封状态，阻力较大，因此反应池可以在低速的状态下对液体进行液体收集，同时计量池中的液体引流依靠虹吸阀的特点可以在低速完成液体的稳定引流；
72.5.反应池中完成封闭液收集后，由于腔室的特殊设计，反应池比计量池的体积稍大，当液体进行混合时，可以产生微泡加快反应速度；
73.6.反应池完成封闭液收集后，进行混合反应，优选地选择反应1小时，期间通过离心机顺时针及逆时针来回更换方向震荡混合；
74.7.反应完成之后，启动高速离心，此时离心力大于第二微通道的阻力，第二废液池在高速离心状态下处于与外界连通状态，进一步降低第二废液池的阻力，增加芯片的稳定性，因此高速离心可以将反应池中反应过后的液体进行移除，引流进第二废液池；
75.8.离心停止后，可以选择性地释放储液池b中的压力，自动触发对应第一虹吸阀；
76.9.高速离心，使清洗液1进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
77.10.随后重复3-7步骤，可选择地优先选择反应池中的反应时间为1分钟，对反应池进行清洗；
78.11.离心停止后，可以选择性地在各反应单元的第二储液池中加入要检测的样本；
79.12.启动高速离心，使第二储液池中的样本通过第一微通道引流进入计量池；
80.13.随后重复3-7步骤，可选择地优先选择反应池中的反应时间为20分钟；
81.14.离心停止后，可以选择性地释放储液池c中的压力，自动触发对应第一虹吸阀；
82.15.高速离心，使清洗液2进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
83.16.随后重复3-7步骤，可选择地优先选择反应池中的反应时间为1分钟，对反应池进行清洗；
84.17.离心停止后，可以选择性地释放储液池d中的压力，自动触发对应第一虹吸阀；
85.18.高速离心，使辣根过氧化物酶标记的抗pct标记抗体进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
86.19.随后重复3-7步骤，可选择地优先选择反应池中的反应时间为20分钟；
87.20.离心停止后，可以选择性地释放储液池e中的压力，自动触发对应第一虹吸阀；
88.21.高速离心，使清洗液3进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
89.22.随后重复3-7步骤，可选择地优先选择反应池中的反应时间为2分钟；
90.23.离心停止后，可以选择性地释放储液池f中的压力，自动触发对应虹吸阀1；
91.24.高速离心，使辣根过氧化物酶的显色底物进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
92.25.随后重复3-7步骤，可选择地，反应池中的反应时间为20分钟；
93.26.进行信号采集，可选择地，进行拍照采集，进行灰度分析。
94.为了体现检测芯片的可靠性，本发明利用色素溶液进行了全流程的模拟过程，如图5所示，图示结果说明了本发明所提供的上述微流控检测芯片可有效实现单靶标多样本的检测。
95.进一步对低浓度样本测试的结果进行分析，结果如图6所示，该结果显示，本实施例提供的微流控检测芯片的最低检出浓度可以达到0.1ng/ml。
96.应当说明的是，在实际应用中，芯片中所包含的检测单元的数量，单元中第一储液池的数量，反应单元的数量，以及芯片的层数等，可根据具体的检测需求响应设定，本实施例中的相关设置，仅为一种可选的设置方式，不应理解为对本发明的唯一限定。
97.实施例2：
98.一种微流控检测芯片，如图7和图8所示，本实施例中，包括两个检测单元，各检测单元的结构与实施例1类似，所不同之处在于，每个检测单元中，其中一个第一储液池与第一虹吸阀的连接点高于其底端，基于该结构设计，通过离心，固相杂质将沉积在储液池的底部，触发第一虹吸阀后，上清液将通过第一虹吸阀被引流到定量分配微通道，固体杂质则留在储液池中，因此，第一储液池具有固相杂质分离的功能，可是完成样本中杂质与上清溶液的分离，例如，可以完成全血中血细胞与血清的分离。
99.本实施例中，检测单元中其余结构的具体实施方式与上述实施例1相同，可参考上述实施例1中描述。
100.可选地，本实施例中，芯片也具有5层结构，各层的结构设计与上述实施例1相同，可参考上述实施例1中的描述。
101.本实施例中，可通过该具有固相杂质分离功能的第一储液池向各反应单元加入相同的样本，通过各反应单元的第二储液池加入不同的试剂，因此，本实施例提供的微流控检测芯片，可用于单样本多靶标的检测。以下以以血清降钙素原(pct)、白介素-6(il-6)、急性时相反应蛋白(crp)及新冠抗体(igg)的酶联免疫分析为例进行说明，具体以一个检测单元为例进行说明。
102.同样地，为了便于描述，将检测单元中具有固相杂质分离功能的第一储液池记为样本池，其余5个第一储液池分别命名为储液池a、储液池b、储液池c、储液池d、储液池e和储液池f；储液池a预封装封闭液，储液池b预封装清洗液1，储液池c预封装清洗液2，储液池d预封装清洗液3，储液池e预封装辣根过氧化物酶的显色底物；检测单元内的4个第二储液池分别预封装辣根过氧化物酶标记的抗pct标记抗体、抗il-6标记抗体、抗crp标记抗体、抗igg标记抗体，4个反应池中，一个预包埋抗体pct抗体，对样本中的pct抗原进行捕获，一个预包埋抗体il-6抗体，对样本中的il-6抗原进行捕获，一个预包埋抗体crp抗体，对样本中的crp抗原进行捕获，一个预包埋抗体igg抗体，对样本中的igg抗体进行捕获。
103.相应的单样本多靶标的检测流程包括如下步骤：
104.1.高速离心，使所有试剂处于准备状态，即释放第一储液池内压力时，可以自动触
发对应第一虹吸阀；
105.2.通过刺破可密封加样口的薄膜等方式释放储液池a，自动快速触发第一虹吸阀，高速离心，使封闭液进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
106.3.离心停止，所有计量池自动触发对应的第二虹吸阀，随后启动低速离心，将液体引流进入反应池；
107.4.反应池通过气孔与外界连通，因此阻力很小，而与反应池连通的第二废液池处于相对密封状态，阻力较大，因此反应池可以在低速的状态下对液体进行液体收集，同时计量池中的液体引流依靠虹吸阀的特点可以在低速完成液体的稳定引流；
108.5.反应池中完成封闭液收集后，由于腔室的特殊设计，反应池比计量池的体积稍大，当液体进行混合时，可以产生微泡加快反应速度；
109.6.反应池完成封闭液收集后，进行混合反应，可选地，反应时间设置为1小时，期间通过离心机顺时针及逆时针来回更换方向震荡混合；
110.7.反应完成之后，启动高速离心，此时离心力大于第二微通道阻力，第二废液池在高速离心状态下处于与外界连通状态，进一步降低第二废液池的阻力，增加芯片的稳定性，因此高速离心可以将反应池中反应过后的液体进行移除，引流进第二废液池；
111.8.离心停止后，可以选择性地释放储液池b中的压力，自动触发对应的第一虹吸阀；
112.9.高速离心，使清洗液1进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
113.10.随后重复3-7步骤，可选择地，反应池中的反应时间为设置1分钟，对反应池进行清洗；
114.11.离心停止后，可以选择性地在样本池中加入要检测的样本；
115.12.添加样本未触发第一虹吸阀时，启动高速离心，使样本中的溶液进行固液分离，完成样本中杂质的分离，离心停止后自动触发第一虹吸阀；
116.13.启动高速离心，使样本通过微通道引流进入计量池；
117.14.随后重复3-7步骤，可选择地，设置反应池中的反应时间为20分钟；
118.14.离心停止后，可以选择性地释放储液池c中的压力，自动触发对应第一虹吸阀；
119.15.高速离心，使清洗液2进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
120.16.随后重复3-7步骤，可选择地，设置反应池中的反应时间为1分钟，对反应池进行清洗；
121.17.离心停止后，可以选择性地在各第二从加样池中添加对应的信号标记抗体；
122.18.高速离心，使辣根过氧化物酶标记的抗pct标记抗体、抗il-6标记抗体、抗crp标记抗体、抗igg标记抗体溶液进入计量池；
123.19.随后重复3-7步骤，可选择地，设置反应池中的反应时间为20分钟；
124.20.离心停止后，可以选择性地释放储液池d中的压力，自动触发对应第一虹吸阀；
125.21.高速离心，使清洗液3进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
126.22.随后重复3-7步骤，可选择地，设置反应池中的反应时间为2分钟，对反应池进行清洗；
127.23.离心停止后，可以选择性地释放储液池e中的压力，自动触发对应第一虹吸阀；
128.24.高速离心，使辣根过氧化物酶的显色底物进入定量分配通道，并进入计量池，多余液体在高速离心下会进入第一废液池；
129.25.随后重复3-7步骤，可选择地，设置反应池中的反应时间为20分钟；
130.26.进行信号采集，可选择地，进行拍照采集，进行灰度分析。
131.为了体现检测芯片的可靠性，分别利用色素溶液和真实试剂进行了全流程的模拟过程，分别如图9和图10所示，图示结果说明所设计的芯片原理可以实际完成，并对不同的检测试剂具有较高的兼容性，不仅只停留在理论。
132.总的来说，本发明的微流控检测芯片，可实现全自动化生化反应，通过单独的离心设备及芯片，可以实现可选择性地顺序释放对应的试剂腔室，试剂的高通量定量分配，计量收集，同时可以自动化完成复杂的重复反应过程，完成高通量的精确反应，同时整个复杂的过程由芯片及简易离心设备完成，不需要专业检测人员进行操作，同时结合微流控微型化的特点，节省试剂消耗，大大加快了检测速度，降低了检测成本，并解决了样本气溶胶对标本的影响及对检测人员感染的风险；因此，本发明提供的微流控检测芯片在包括核酸、免疫、生化、离子等分析检测领域具有广泛的应用价值。
133.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种微流控检测芯片，具有旋转中心，其特征在于，包括：一个或多个检测单元；所述检测单元包括：绕所述旋转中心呈螺旋状设置的定量分配微通道，设置于所述定量分配微通道内侧的一个或多个第一储液池，沿所述定量分配微通道设置的多个反应单元，以及与所述定量分配微通道末端相连通的第一废液池；各第一储液池通过第一虹吸阀与所述定量分配微通道的首端相连通，且设置有可密封加样孔；所述第一虹吸阀起始的弯折部分具有亲水性；所述反应单元包括：设置于所述定量分配微通道内侧的第二储液池，以及位于所述定量分配微通道外侧且由内向外依次设置的计量池、反应池和第二废液池；所述第二储液池通过第一微通道与所述计量池相连通，所述计量池通过第二虹吸阀与所述反应池相连通，所述反应池通过第二微通道与所述第二废液池相连通，且所述第二废液池通过气路平衡微通道与所述第二虹吸阀相连通；所述反应池通过气孔与外界相连通，且所述反应池的体积大于所述计量池的体积，所述第二储液池上设置有独立加样孔；所述第二虹吸阀起始的弯折部分具有亲水性。2.如权利要求1所述的微流控分析芯片，其特征在于，其中一个第一储液池与第一虹吸阀的连接点高于其底端。3.如权利要求1或2所述的微流控检测芯片，其特征在于，所述反应池为具有两个微凸起的椭圆形腔室；两个微凸起分别为第二虹吸阀和气孔与所述反应池的连接点。4.如权利要求1或2所述的微流控检测芯片，其特征在于，所述计量池为方形结合底部三角形腔室。5.如权利要求1或2所述的微流控检测芯片，其特征在于，所述第二微通道为蜿蜒的微通道。6.如权利要求1或2所述的微流控检测芯片，其特征在于，所述第一储液池为扇环形腔室。7.如权利要求1或2所述的微流控芯检测芯片，其特征在于，所述所述气路平衡微通道与所述第二虹吸阀的连接点为所述第二虹吸阀经过亲水处理的部分的终点。8.如权利要求1或2所述的微流控检测芯片，其特征在于，为多层结构，且从下至上依次包括底盖、虹吸阀层、微通道层、腔室层以及上盖；第一虹吸阀和第二虹吸阀均位于所述虹吸阀层；定量分配微通道、第一微通道、第二微通道以及气路平衡微通道均位于所述微通道层；第一储液池、第一废液池、第二储液池、计量池、反应池以及第二废液池均位于所述腔室层；所述气孔、所述可密封加样孔以及所述独立加样孔均位于所述上盖。

技术总结
本发明公开了一种微流控检测芯片，具有旋转中心，包括：一个或多个检测单元；检测单元包括：绕旋转中心设置的定量分配微通道，其内部设置有第一储液池，其末端连通第一废液池，沿定量分配微通道设置有多个反应单元；各第一储液池通过第一虹吸阀与定量分配微通道相连，且设置有可密封加样孔；反应单元包括：设置于定量分配微通道内侧的第二储液池，以及位于定量分配微通道外侧的计量池、反应池和第二废液池；计量池通过第二虹吸阀与反应池相连通，第二废液池通过气路平衡微通道与第二虹吸阀相连通；反应池通过气孔与外界相连通。本发明能够在芯片上自动化完成试剂的顺序释放、定量分配、计量收集、混合反应，废液移除等步骤，并重复执行这些步骤。复执行这些步骤。复执行这些步骤。


技术研发人员：刘笔锋 李顺基 陈鹏 章英 刘景轩
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/10/8