[发明专利]一种微流控三维流动延时控制单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种微流控三维流动延时控制单元，属于微全分析领域，特别是微流控芯片的免疫分析、检测领域。

背景技术

目前，微流控芯片中对液体流速的控制，主要被用于自进样微分析系统，如：生物传感器、生物芯片、高通量筛选等。驱动液体流动的方法分为主动式驱动和被动式驱动。主动式驱动制备的流速控制单元，即所谓的微阀，采用磁力、电、压电、热等方法，来驱动液体，从而控制液体流经该区域的速度。但需要引入外部设备，增加了微流控系统的复杂性，降低了可植入性。被动式驱动，即无需外部设备，直接利用毛细作用来驱动液体流动。

在微流控系统中，利用毛细力驱动液体流动的流速控制单元，只有具备特殊的结构单元，才能实现对液体流速的控制。目前，各国的专家和学者已经做出了一些相关研究。如：E.Delamarche等人利用毛细原理发明的微阀，由不同直径的半圆形通道相互联通组成，能够有效地降低液体水头的流速，控制液体进入下个通道的时间。MI Mohammed等人发明的流速控制单元，即所谓的延迟阀，其结构由一个主流道和两个次流道组成；前端主流道分为两个次流道，其中一个次流道的末端为直角形或箭形的截止阀，和另一个次流道的末端相连，汇入后端主流道；该流速控制单元能够使液体在该区域停留30s，而且停留的时间可以通过调整次流道的几何尺寸做出相应的调整。然而，上面所述的流动控制单元都是由简单的微通道式的二维结构，甚至单一的微通道构成，只能允许相当有限的液体流过通道截面，且无法实现联动多项检测；同时也有可能导致液体在流动延时控制单元被气泡阻塞，液体水头流速不一致，控制液体延迟流动的功能不佳。

发明内容

本发明采用三维结构制成的流动延时控制单元，由于通道的尺寸为毫米级，因此有效避免了如微通道容易被气泡阻塞的风险，同时允许足够的液体流过通道截面，通过保证液体水头流速的均一性，可以实现后续检测单元的联动多项检测，提高检测结果的灵敏度。

本发明的技术方案是：

本发明提供了一种微流控三维流动延时控制单元，该微流控三维流动延时控制单元包括一条通道及横向等间距分布在通道上的齿形凸台结构，该齿形凸台结构的高度小于通道的深度，形成三维结构；通道的深度为20-200μｍ，宽度为1-5mm，长度为1-50mm通道的长度和宽度由控制液体停留在微流控三维流动延时控制单元预设的时间决定；所述的齿形凸台结构为通道两侧的单面齿形凸台结构和通道中间的双面齿形凸台结构。

其中，通道中间的双面齿形凸台结构的宽度为100-500μｍ，通道两侧的单面齿形凸台结构的宽度根据通道的宽度来调整。

齿形凸台结构的间距为50-500μｍ，高度为10-100μｍ，齿形凸台结构与通道等长。齿形凸台结构的齿形宽度为50-300μｍ，齿形间距为200-2000μｍ。

本发明中的有益效果是：该三维流动延时控制单元可以集成于微流控芯片，运用于即时检测（point of care testing，POCT）领域，只需十几分钟就能检测出实验结果，与传统的中央实验室需要1-3小时相比，大大缩短了实验周期，降低了人员成本，对操作者的专业技能也要求不高。同时，微流控芯片针对患者提供个性化的快速检测，避免了其他因素的干扰，提高了检测结果的可靠性。

附图说明

图1是本发明中微流控三维流动延时控制单元的结构俯视图。

图2是本发明中封合的微流控芯片三维流动延时控制单元的剖视图。

图3是本发明中封合的微流控芯片三维流动延时控制单元的实施例图。

图中：1三维流动延时控制单元；2通道；3单面齿形凸台结构；

4双面齿形凸台结构；5盖片；6基片；7混合液体；8混合单元；

9检测单元；10储液池；11废液回收池。

具体实施方式

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。

本发明提供了一种微流控三维流动延时控制单元，能准确控制液体的流速，确保液体流经流动延时控制单元同一横截面上的水头流速的均一性，有效避免通道易被气泡阻塞的风险，为微流控芯片的后续检测分析提供了有利条件。

下面以三种不同尺寸的微流控三维流动延时控制单元，集成于微流控芯片在肿瘤检测的应用，作为实施例，对血清或全血与荧光物质的混合液体，在三维流动延时控制单元的流动控制加以说明。结合附图如下。

实施例1