[实用新型]用于颗粒操控的微流控芯片

说明书

本实用新型公开了一种用于颗粒操控的微流控芯片，包括芯片本体和设置在芯片本体中的流道结构，流道结构的主流道上沿颗粒流动方向依次设置有聚焦区、检测区和分选区；聚焦区用于实现主流道内的颗粒在三维空间中的聚焦，检测区用于箝位和检测目标颗粒，分选区用于实现目标颗粒和非目标颗粒的分选。本实用新型能实现连续流微流道中的单颗粒在某一位置的固定，为检测提供时间，利于实现颗粒的检测；本实用新型采用声波推动流体中的颗粒运动，由于是机械力作用于颗粒，不影响其活性；本实用新型采用声波对颗粒进行操控，样本通量高，流速得以减慢，有利于后续检测灵敏度的提升；本实用新型流道结构简单，流口数量少，利于排气泡和维持流体环境的稳定。

技术领域

本实用新型涉及领域微流控芯片、生物颗粒检测及操控技术，特别涉及一种用于颗粒操控的微流控芯片。

背景技术

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。微流控芯片广泛用于实现颗粒的检测、操控。基于颗粒在驻波声场中向节点移动的原理的声镊技术具有固定颗粒位置的功能，颗粒后以便于进行相关检测；例如专利201380013827.X，公开了一种使用可调谐声表面驻波进行微流体操控和颗粒分选的方法与装置，其主要结构为采用在铌酸锂晶片上涂镀两对相互垂直的叉指电极，流道覆盖在铌酸锂片上，在二维声场的作用下，颗粒产生阵列式的排列和位置固定。其存在以下缺点：

1、这种方式难以实现对单个颗粒的箝位，颗粒分布于整个流道，在声场作用下常常会聚在一起；

2、在流道尺寸较大时，如果驻波波长为了保证单节点而适应流道尺寸，频率较低声辐射力较小，则难以实现对小尺寸颗粒的箝位。

3、在流道尺寸较大时，为了保证声辐射力强度，需要频率较高声波波长较小，这样流道区域内会出现多个节线的共存，颗粒就会流向不同的节线，难以实现在某一确定位置的箝位。

在某些检测领域，如拉曼检测，需要检测颗粒保持相对静止，如果要实现在连续流中的拉曼检测，就需要一种在连续流中对颗粒进行一定时间内的箝位，使其保持静止的操控方法。

但现有技术中缺少可靠的方案来满足颗粒箝位操控的需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于颗粒操控的微流控芯片。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于颗粒操控的微流控芯片，包括芯片本体和设置在所述芯片本体中的流道结构，所述流道结构的主流道上沿颗粒流动方向依次设置有聚焦区、检测区和分选区；

所述聚焦区用于实现所述主流道内的颗粒在三维空间中的聚焦，所述检测区用于箝位和检测目标颗粒，所述分选区用于实现目标颗粒和非目标颗粒的分选；

所述检测区上设置有沿颗粒流动方向排列的一对箝位叉指电极，所述箝位叉指电极产生沿颗粒流动方向上的声表面驻波，以将颗粒固定钳制于驻波节点。

优选的是，所述芯片本体包括基片和盖片，所述盖片底面开设有管道凹槽，所述盖片密封贴附于基片上，使处于所述盖片和压电基片之间的管道凹槽形成所述流道结构。

优选的是，所述聚焦区设置有至少一个压电换能器，或者设置有垂直于颗粒流动方向上排列的一对聚焦叉指电极，用于将所述主流道内的三维空间中的颗粒聚焦于所述主流道内的一条直线上，使颗粒在所述主流道内依次单个排列流动。

优选的是，以所述主流道中颗粒流动方向为X轴、所述主流道的宽度方向为Y轴、所述主流道的深度方向为Z轴，