[实用新型]一种负压引导的微流体自律运动的微流控芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种负压引导的微流体自律运动的微流控芯片，尤其是利用微流道内外压强差使微流体自律流动的微流控芯片。

背景技术

微流控芯片是芯片在生物化学等领域的延伸，通过微细加工技术、测序分析技术和数字信息技术，实现生物化学中的混合、分离、化学成分分析、基因测序和病毒检测等功能。微流控芯片在生物化学检测技术方面的应用具有样品需求量少、分析速度快、便于携带等特点，非常适合实时分析。在微米尺度，毛细作用是使微流体在微流道内自律流动的重要因素。在微流控芯片的流道里，通过改变芯片的基质，可以使微流道（100~500μm）对微流体产生吸附力，进一步激发微流体的表面张力，从而可以引导或者阻碍微流体的流动，实现微流体流动的控制。目前微流控芯片驱动微流体在芯片内流动的方式有压力驱动，气动微泵驱动，离心驱动和电渗驱动等，对机器设备精度、成本要求高，不利于携带和实时检测。另外，目前芯片内样品和检测液体都是通过外部驱动引入，难以实现批量化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的负压引导的微流体自律运动微流控芯片，减少对外界操作和仪器设备的依赖，实现微流体在微流道内稳定快速流动、反应池内快速高效混合的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种负压引导的微流体自律运动的微流控芯片，包括盖板和基板，所述盖板的中心位置加工有储液池和阻隔膜，所述基板的上表面上沿圆周方向等分地均匀分布加工有若干组生物检测用微细结构，所述盖板和基板在真空或者热饱和蒸汽下封装密闭，当微流控芯片移回常温常压下时，所述微细结构内部具有一定的负压，微流体由储液池进入微细结构时，由于压差的存在能够自律运动，实现微流控芯片药液混合、生物检测的功能。

进一步地，所述盖板的材料为EVOH材料透明薄膜，高度取值h₁在2mm~4mm之间。

进一步地，所述储液池采用圆柱体结构，直径与反应血液样品的体积大小成正比。

进一步地，基板材料为石英玻璃，长宽取值在60mm~80mm之间，高度取值h₂在5mm~10mm之间。

进一步地，每组所述的微细结构均包括注液池、主流道、反应池、气流道和储气池，所述注液池位于基板上表面中心位置，所述主流道连通于注液池和反应池之间，所述气流道连通反应池和储气池之间。

进一步地，所述的注液池采用圆柱体结构，底面直径在4mm~6mm之间，高度在300μm~500μm之间。

进一步地，所述反应池采用圆柱体结构，底面直径在5mm~8mm之间，高度在500μm~800μm之间，反应池的体积大小与反应血液样品体积大小呈正比。

进一步地，所述储气池采用圆柱体结构，底面直径在12mm~16mm之间，高度在800μm~1000μm之间，所述储气池的体积大小与实验所需微流体流动速度的大小成正比。

进一步地，所述主流道采用两侧对称且互成一定角度的V型结构，角度变化范围在60°~90°之间，深度取值在300μm ~500μm之间且各处深度相同。

进一步地，所述气流道采用两侧对称且互成一定角度的V型结构，角度变化范围在60°~90°之间，气流道的深度存在梯度，从反应池一侧到储气池一侧，深度逐渐增大且梯度为0.1°~0.8°，保证反应液不会进入到储气池。

相比现有技术，本实用新型的所述盖板和基板在真空或者热饱和蒸汽下封装密闭，由于基板上储气池的作用，当微流控芯片移回常温常压下时，注液池、主流道、反应池内部具有一定的负压，微流体进入注液池以后，由于压差的存在能够自律运动，实现微流控芯片药液混合、生物检测的功能。微流体直线流动、药液混合的速度由压差所决定，压差可以通过调整热饱和蒸汽温度和调整基板上微结构的体积来改变。一种负压引导的微流体自律运动的微流控芯片，可以提前预埋检测试剂，进行长期保存，使用时可以精确地引入外部检测样本，便于实现芯片集成和产业化。

附图说明

图1为本实用新型设计的微流控芯片三维形貌示意图。

图2为本实用新型设计的微流控芯片截面结构示意图。

图3为本实用新型设计的微流控芯片基板三维形貌示意图。

图4为本实用新型设计的微流控芯片微流道截面结构示意图。

图中所示：1-基板；2-盖板；3-储液池；4-阻隔膜；5-注液池；6-主流道；7-反应池；8-气流道；9-储气池。

具体实施方式