[发明专利]一种多指标检测的微流控芯片

说明书

技术领域

本发明涉及微流控芯片分析领域，尤其涉及一种多指标检测的微流控芯片。

背景技术

微流控芯片又称芯片实验室，指的是一种在一块几平方厘米的芯片上构建的生物或化学实验室。它把生物和化学领域中所涉及的反应、分离、培养、分选、检测等基本操作单元分别做成微/纳米量级的构件，集成到一块很小的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规生物或化学的各种功能。以生化样品分析为目的而进行的酶反应、免疫反应、PCR反应、酶联免疫分析等反应都可在微流控芯片上实现。由于微流控芯片技术具有进样量小、集成度高、易实现自动化控制和高通量分析的特点，在微流控芯片上进行生化反应操作较常规的分析而言样品前处理更方便、快速、成本低廉。而且，高特异性的生化反应与微流控芯片强大的分离、检测能力相结合将显示出更为显著的优势。

应用微流控芯片进行多指标生化检测时，由于检测指标的多样性，需在芯片上设置多个供检测反应发生的反应池对同一样品进行检测，如何在快速高效的对样品进行多指标检测的同时保证各检测反应的独立进行以及参与各检测反应的样品量一致成为微流控芯片设计中的关键环节。

发明专利CN102671729公开了一种用于多指标生化检测的微流控芯片，该芯片包括微流体通道、若干个反应池和气动微阀，反应池内固定有生化反应所需的试剂，若干个反应池通过微流体通道串行或并行连接。虽然该芯片可通过控制气动微阀的开关来实现各反应池之间的连通和隔离，但是在样品进样的流动过程中容易造成反应试剂的交叉污染，样品注入后需要流经多个相连的反应池才能将各反应池充满，通道内液体流速各有差异，导致位置不同的反应池间参与各检测反应的样品量存在较大差异，不利于各检测反应的精确控制及检测结果的准确分析。

基于以上背景，发明一种结构简单、操作便捷的支持多指标同时检测，且各指标间不存在交叉污染，各反应池样品量相同的微流控芯片是是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多指标检测的微流控芯片，同时保证参与各检测反应的样品量相同并且各指标检测反应之间独立发生无交叉污染，实现简便、高效、低成本的多指标检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多指标检测的微流控芯片，包括气体控制通道层（100），有机高分子聚合物薄膜（200），微流体通道层（300），各层材料集成键合封接形成芯片结构，其特征在于：气体控制通道层包括进样孔（1）、出气孔（6）和两个气动微阀（2，3）和多个串联储液池（4）的上半部分；有机高分子聚合物薄膜上设有进样孔（1）、气动微阀结构（2，3）、储液池（4）和出气孔（6）对应位置大小的孔；微流体通道层设置多个串联储液池（4）下半部分和多个反应池（9）、连通各储液池（4）间的液体通道（7）、连通储液池（4）和反应池（9）的液体通道（8）。

所述的两个微阀（2，3）包括阀座（10，12）和微阀气路通道（11，13），通过控制气压，控制微阀开启关闭，进而控制微流体通道层中液体流向，外界空气进入微阀后，挤压中间层薄膜使之凸起堵塞下层通道，达到控制效果；其中微阀（2）具阀座（10）和多路分支气路通道（11），通道相交设于各储液池（4）连接通道上方，控制各储液池（4）间液体通道（7）开关；微阀（3）具阀座（12）和与之垂直的气路通道（3），相交设置于储液池（4）和反应池（9）连接通道（8）上，控制连接通道（8）的开关。

所述气动微阀（2，3）的阀座（10）和（12）可与气体钢瓶或注射器等外源设备相连通，进而向所述微阀气路通道（11）和（13）内提供正、负压。

所述的储液池（4）为大小相同，并行串联，液体通道（7）由其最上端接入和接出，最末端连接缓冲池（5），储存过量的样品。

所述的微流控芯片材质可选择玻璃、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚碳酸酯（PC）中任何一种。

所述的样品储液池（4）上半侧的弹性薄膜的材质可为聚二甲基硅氧烷（PDMS）、硅橡胶、记忆合金或聚四氟乙烯。

所述反应池（9）内预先固定有多指标检测所需的试剂，例如酶和底物、抗原或抗体以及PCR引物等，可以通过物理吸附、化学交联、溶胶-凝胶包埋、微珠固定或膜固定等方式进行固定。

一种多指标检测的微流控芯片的工作方法，包括如下步骤：