[发明专利]一种微流控芯片及其应用

说明书

本发明提供了一种微流控芯片及其应用，所述微流控芯板包括从上到下依次层叠设置的第一芯板、第二芯板、第三芯板和第四芯板；在所述第一芯板上设置有加样孔；在所述第二芯板上设置有第一微流通道，与所述加样孔相通；在所述第四芯板上设置有第二微流通道，与所述第一微流通道通过过滤孔相通；在所述第二芯板上设置有第三微流通道，与所述第二微流通道通过分析孔相通；在所述分析孔两端设置有第一电极对，用于检测粒子经过所述分析孔时产生的电压脉冲信号；在所述第二芯板上设置有第四微流通道，与所述第三微流通道通过检测区相通。本发明的微流控芯片集成了光学检测和电学检测，实现了同时测定液体中粒子的数量、尺寸和微结构的效果。

技术领域

本发明属于微流控芯片技术领域，涉及一种微流控芯片及其应用。

背景技术

测定液体中细胞的数量和尺寸在生物学领域具有广泛应用。目前，主要采用经典的库尔特阻抗法测定液体中微小粒子的数量和尺寸。库尔特计数原理如图1所示，将导电的粒子悬液装载于绝缘容器中，并插入微孔板传感器，微孔板两侧各设置有一个电极，在电流和阻抗稳定的条件下，根据欧姆定律，通过微孔的电压稳定不变，当悬液中的粒子通过微孔时，由于粒子的导电性低于等渗的电解液，微孔感应区的电阻增加，电压出现一个脉冲信号，当粒子离开微孔后，电解液的等效电阻恢复正常，直到下一个粒子通过微孔。连续通过微孔的粒子在电极两端产生电压脉冲，脉冲的振幅取决于粒子的体积，粒子体积越大，引起的电压变化越大，产生的脉冲振幅越大，通过脉冲振幅和脉冲数量可以测定粒子的体积和数量。

在库尔特计数原理中，微孔的厚度、直径和材质是实现精确计数的关键。例如在三分类血细胞计数仪中，红细胞/血小板计数通道的微孔直径为75μm，白细胞计数通道的微孔直径为100μm，微孔的厚度小于75μm，加工微孔的材质通常为性能稳定、不易变形、不导电的红宝石或蓝宝石，加工的微孔为边缘光滑的规则圆形。

粒子的悬浮介质同样会影响库尔特计数的结果。由于受到微孔表面惯性和边界层的影响，悬浮液在微孔轴心中点周围产生不对称的动力流场，可能将经过微孔的粒子带回微孔的测量体积内，从而产生二次脉冲，导致错误的计数结果，因此需要设置辅助流设备防止粒子二次进入微孔形成二次脉冲。此外，悬浮介质的流速、状态、电阻系数和温度均会对脉冲幅度产生影响，对粒子的精确计量造成干扰。然而，传统的检测设备不仅体积庞大、价格昂贵，而且每次使用后都需要对整个液路系统进行全面清洗和检测，避免交叉污染，使得检测设备需要装载复杂的清洗程序和部件。

CN 107213930 A公开了一种用于粒子分析的微流控芯片及粒子分析方法，所述微流控芯片包括：四层芯板，分别为第一芯板、第二芯板、第三芯板和第四芯板；在第一芯板上具有进液孔；在第二芯板、第三芯板和第四芯板内具有第一微流通道，进液孔与第一微流通道相通；在第四芯板上具有第二微流通道，第二微流通道与第一微流通道通过过滤孔相通，过滤孔在第三芯板上；在第二芯板上具有第三微流通道，第三微流通道与第二微流通道通过测试孔相通，测试孔在第三芯板上；在测试孔两端具有第一电极对，用于检测粒子经过测试孔时产生的电压脉冲信号。本实施例提供的微流控芯片可以提高粒子分析的便利性，并降低粒子分析的成本。然而该微流控芯片只能进行粒子的浓度和粒径分析，不能用于分析粒子的其他特性。

因此，提供一种结构简单、生产成本低、操作简易的多功能微流控芯片，在粒子分析领域具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种微流控芯片及其应用，所述微流控芯片集成了光学检测和电学检测，缩小了分析设备和配套设备的体积，降低了价格成本，实现了同时测定液体中粒子的数量、尺寸和微结构的效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种微流控芯片，所述微流控芯板包括从上到下依次层叠设置的第一芯板100、第二芯板200、第三芯板300和第四芯板400；

在所述第一芯板100上设置有加样孔101；