[发明专利]用于离心式微流控芯片的可中断虹吸阀及其应用方法

说明书

本发明公开了一种用于离心式微流控芯片的可中断虹吸阀及其应用方法。所述可中断虹吸阀包括虹吸管道、与所述虹吸管道一端相连通的加样腔、以及与所述虹吸管道另一端相连通的收集腔；所述加样腔和收集腔上均连接有通气孔；所述虹吸管道的顶端连接有通气孔。其应用方法，包括下述步骤：1)将液体加入加样腔中，密封芯片，启动离心机并以高速旋转，液体在离心力的作用下进入虹吸管道；2)停止离心机转动或设定为低转速，液体在毛细作用下填充满虹吸管道；3)适当加速，使加样腔中的液体通过虹吸管道，到达收集腔；4)进一步提高转速，气体会从虹吸管道顶端的通气孔进入虹吸管道，切断其中的液体，从而停止液体从加样腔向收集腔的传送。

技术领域

本发明涉及一种离心式微流控芯片的可中断虹吸阀及其应用方法。

背景技术

微流控芯片是将生化检测所涉及的样品制备、分离、定量、混合、反应及检测等 基本操作单元集成在几平方厘米到几十平方厘米的芯片之上，用以取代常规化学或生 物实验室的各种功能的一种技术平台。离心式微流控芯片是微流控芯片的一个分支， 其特点在于将微流控结构集成在一块可旋转的碟片上，碟片旋转时离心力可驱动流体 实现所需操作。这一设计可以彰显微流控芯片技术集成化、自动化、成本低廉等优势， 目前已经广泛应用与生化检测、免疫分析、环境监测和食品安全等领域。

虹吸阀是离心式微流控芯片上的关键功能结构之一，可以用于芯片上液体的定量和释放。虹吸阀的工作过程为：芯片低速或停止转动时，液体在毛细作用下，自发流 入并充满虹吸管道；此时提高芯片转速，则离心力使得液体通过虹吸管道，从一个靠 近旋转中心的腔室向另一个远离旋转中心的腔室流动，进而完成液体的定量或释放等 过程。但是，由于虹吸管道的填充过程不可逆转，所以上述虹吸阀可实现的流体操作 有限，难以实现核酸提取、免疫分析等实际过程所需的复杂流体操作。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用于离心式微流控芯片的可中断虹吸阀，以增强离心式微流控芯片上虹吸阀的操作灵活性。

所述用于离心式微流控芯片的可中断虹吸阀，包括虹吸管道、与所述虹吸管道一端相连通的加样腔、以及与所述虹吸管道另一端相连通的收集腔；所述加样腔和收集 腔上均连接有通气孔；所述虹吸管道的顶端连接有通气孔。

进一步的，上述可中断虹吸阀中，所述收集腔距离微流控芯片旋转中心的距离远于所述加样腔。

进一步的，上述可中断虹吸阀中，所述通气孔既可与大气相连通，也可互相之间连通形成自通气结构。

本发明的再一个目的是提供一种上述离心式微流控芯片的可中断虹吸阀的应用方 法。

所述应用方法包括下述步骤：

1)将微流控芯片安装在离心机上，再将液体加入加样腔中，密封芯片，启动离心机并高速旋转(如2500-6000rpm)，液体在离心力的作用下进入部分虹吸管道；

2)停止离心机转动或设定为低转速(如0-600rpm)，液体在毛细作用下填充满 虹吸管道；

3)适当加速(如800-2000rpm)，使加样腔中的液体通过虹吸管道，到达距离旋 转中心更远的收集腔；

4)进一步提高转速(如2500-6000rpm)，气体会从虹吸管道顶端的通气孔进入 虹吸管道，切断其中的液体，从而停止液体从加样腔向收集腔的传送。

进一步的，所述方法还包括重复上述步骤2)-4)的操作，以实现对于加样腔中 液体的分步释放。

此外，包括上述可中断虹吸阀的离心式微流控芯片也属于本发明的保护范围。

基于上述可中断虹吸阀，本发明还保护一种适用于离心式微流控芯片的液体混合及释放结构。