本發(fā)明涉及一種試樣分析芯片及其使用方法，屬于微流控芯片領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

微流控是一種通過微管道及微結(jié)構(gòu)和外力協(xié)同控制流體完成各種生物和化學(xué)過程的一種技術(shù)。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于細胞培養(yǎng)、細胞刺激、細胞分析、核酸提取、核酸擴增反應(yīng)、生化反應(yīng)、免疫檢測、環(huán)境監(jiān)測等相關(guān)研究中。這些應(yīng)用往往需要多個反應(yīng)單元實現(xiàn)對多個樣本或多個檢測指標的反應(yīng)和檢測。而要實現(xiàn)多指標的并行分析，需要實現(xiàn)對樣本或試劑的分配，即實現(xiàn)將同一種液體分配到不同的反應(yīng)腔體中。如何實現(xiàn)液體的精確分配成為關(guān)鍵，因為這涉及到每個反應(yīng)腔體中的體系是否均一，從而最終影響反應(yīng)和檢測的結(jié)果。

目前已有研究是利用離心力實現(xiàn)樣品的分配方法，采用離心的方式將樣品分配到管道兩則的反應(yīng)池中，然后利用外部設(shè)備讓附有壓敏膠的金屬基材變形，將主流路中的液體擠出并堵塞連通反應(yīng)池的管道，從而靠反應(yīng)孔和連接管道的體積來定量。這種方法會浪費在主流路中的大量樣本，且鋁箔變形堵死主流路后難以恢復(fù)，難以實現(xiàn)反應(yīng)后的產(chǎn)物回收。而采用離心力與微管道相結(jié)合的方式將儲液池內(nèi)的液體通過連接管道分配到外側(cè)的反應(yīng)腔中這類方法雖然能做到樣品的精確分配，但需要額外的儲液池結(jié)構(gòu)，占用了額外的芯片面積。此外，由于現(xiàn)有產(chǎn)品的不同反應(yīng)孔之間的距離較短，還容易導(dǎo)致污染問題的出現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低液體分配差異的試樣分析芯片及其使用方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種試樣分析芯片，其特征在于：包括基片和蓋片，所述基片和蓋片均為圓形，在所述基片的一側(cè)端面上開設(shè)有多個沿周向等間隔布置的反應(yīng)孔，在位于所述反應(yīng)孔內(nèi)側(cè)的基片1上開設(shè)有主流路，每一所述反應(yīng)孔均通過一個連接流路與所述主流路連通，在所述主流路的兩端分別設(shè)置有注液孔；在位于每兩個相鄰的所述連接流路之間的主流路的中部設(shè)置有凸臺結(jié)構(gòu)；所述蓋片可拆卸地連接在所述基片開設(shè)有所述反應(yīng)孔一側(cè)的端面上。

還包括夾具結(jié)構(gòu)，所述夾具結(jié)構(gòu)亦為圓形且可拆卸地連接在所述蓋片的另一側(cè)，在所述夾具結(jié)構(gòu)上設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)，每一所述凸起結(jié)構(gòu)與一個所述凸臺結(jié)構(gòu)正對；當(dāng)在對所述夾具結(jié)構(gòu)施加外力時，所述凸起結(jié)構(gòu)迫使所述蓋片發(fā)生局部變形，從而將所 述主流路凸臺結(jié)構(gòu)處的管道封堵。

所述凸臺結(jié)構(gòu)為梯形凸臺。

一種試樣分析芯片的使用方法，包括以下步驟：1)將樣品溶液通過注液口注入主流路中，并封堵注液口；2)將基片放在離心裝置中進行離心操作，使主流路中的樣品溶液通過連接流路和凸臺結(jié)構(gòu)流入各反應(yīng)孔中，凸臺結(jié)構(gòu)使主流路在該處的深度降低，有利于離心時不同反應(yīng)孔上方的液體斷裂分配，從而降低不同反應(yīng)孔之間液體分配的差異。

一種試樣分析芯片，其特征在于：包括基片和蓋片，所述基片和蓋片均為矩形，在所述基片的一側(cè)端面上呈線型間隔開設(shè)多排反應(yīng)孔，在各排所述反應(yīng)孔的同一側(cè)均設(shè)置有呈直線型布置的主流路，每一所述反應(yīng)孔均通過一個連接流路與所述主流路連通，在所述主流路的兩端分別設(shè)置有注液孔，在位于每兩個相鄰的所述連接流路之間的所述主流路的中部設(shè)置有凸臺結(jié)構(gòu)；所述蓋片可拆卸地連接在所述基片開設(shè)有反應(yīng)孔一側(cè)的端面上。

還包括夾具結(jié)構(gòu)，所述夾具結(jié)構(gòu)為矩形且可拆卸地連接在所述蓋片的另一側(cè)，在所述夾具結(jié)構(gòu)上設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)，每一所述凸起結(jié)構(gòu)與一個所述凸臺結(jié)構(gòu)正對。

所述主流路由多個半圓形結(jié)構(gòu)銜接而成。

所述主流路由多個V字形結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接而成。

所述基片和蓋片均采用薄膜材料制成。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明由于在位于每兩連接流路之間的主流路的中部設(shè)置有凸臺結(jié)構(gòu)，因此有利于離心時不同反應(yīng)孔上方的液體斷裂分配，從而降低不同反應(yīng)孔之間液體分配的差異。2、本發(fā)明的夾具結(jié)構(gòu)上的凸起結(jié)構(gòu)擠壓蓋片，使位于密封部處的蓋片產(chǎn)生形變，與每一凸臺貼合封堵，徹底實現(xiàn)對主流路中的液體的分段式物理隔離，從而從根本上避免液體斷裂分配時的隨機性。3、本發(fā)明的每個反應(yīng)孔中可預(yù)先放入不同的反應(yīng)底物如抗體、引物、核酸探針等，待檢測溶液樣本分別進入不同反應(yīng)孔中與反應(yīng)底物反應(yīng)，從而達成多指標分析的目的。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于生物檢測或醫(yī)療檢驗領(lǐng)域，如免疫分析、核酸擴增反應(yīng)、核酸雜交反應(yīng)分析或蛋白一受體結(jié)合反應(yīng)。

附圖說明

圖1是實施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實施例1的基片的局部放大示意圖；

圖3是實施例1的托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實施例1的蓋片變形封堵連接流路的示意圖；

圖5是實施例2的基片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是實施例2的基片的局部放大示意圖；

圖7是實施例2的托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是實施例2的主流路采用半圓形結(jié)構(gòu)銜接而成時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是實施例2的主流路采用V字形結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接而成時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是實施例3的基片的結(jié)構(gòu)示意圖

圖11是實施例3的基片的局部放大示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。

實施例1：

如圖1、圖2所示，本實施例試樣分析芯片包括基片1和蓋片2，其中，基片1和蓋片2均為圓形。在基片1的一側(cè)端面上開設(shè)有多個沿周向等間隔布置的反應(yīng)孔11，在位于反應(yīng)孔11內(nèi)側(cè)的基片1上開設(shè)有主流路12，每一反應(yīng)孔11均通過一個連接流路13與主流路12連通。在主流路12的兩端分別設(shè)置有注液孔15。在位于每兩個相鄰的連接流路13之間的主流路12的中部設(shè)置有凸臺結(jié)構(gòu)14，凸臺結(jié)構(gòu)14使主流路12在該處的深度降低，有利于離心時不同反應(yīng)孔11上方的液體斷裂分配，從而降低不同反應(yīng)孔11之間液體分配的差異。蓋片2可拆卸地連接在基片1開設(shè)有反應(yīng)孔11一側(cè)的端面上。

進一步地，如圖3所示，本實施例試樣分析芯片還包括夾具結(jié)構(gòu)3，夾具結(jié)構(gòu)3亦為圓形且可拆卸地連接在蓋片2的另一側(cè)，在夾具結(jié)構(gòu)3上設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)31，每一凸起結(jié)構(gòu)31與一個凸臺結(jié)構(gòu)14正對，在對夾具結(jié)構(gòu)3施加外力的情況下，凸起結(jié)構(gòu)31能夠?qū)⑵仁股w片2發(fā)生局部變形(如圖4所示)，使得主流路12凸臺結(jié)構(gòu)14處的管道被徹底封閉，從而將主流路12中的液體分割成與反應(yīng)孔11一一對應(yīng)的一段液體，從而在離心操作中分別進入對應(yīng)的反應(yīng)孔11中，進而實現(xiàn)主流路12中液體的準確、均勻分配至各反應(yīng)孔11中。

進一步地，凸臺結(jié)構(gòu)14為梯形凸臺。

進一步地，反應(yīng)孔11可以為圓形、橢圓形、矩形等多種形狀。

進一步地，基片1和蓋片2可由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚丙烯等高分子聚合物材料或金屬材料或兩者組合，并通過注塑、激光雕刻、機械加工和熱壓封接、激光焊接、超聲焊接、膠封等現(xiàn)有技術(shù)制作。

本實施例還包括一種基于上述裝置的使用方法，包括以下步驟：

1)將樣品溶液通過注液口15注入主流路12中，并封堵注液口15；

2)將基片1放在離心裝置中進行離心操作，使主流路12中的樣品溶液通過連接流路13和凸臺結(jié)構(gòu)14流入各反應(yīng)孔11中，凸臺結(jié)構(gòu)14使主流路12在該處的深度降低，有利于離心時不同反應(yīng)孔11上方的液體斷裂分配，從而降低不同反應(yīng)孔11之間液體分配的差異。

實施例2：

如圖5、圖6所示，本實施例試樣分析芯片包括基片1和蓋片2，其中，基片1和蓋片2均為矩形。在基片1的一側(cè)端面上呈線型間隔開設(shè)多排反應(yīng)孔11，在各排反應(yīng)孔11的同一側(cè)均設(shè)置有呈直線型布置的主流路12，每一反應(yīng)孔11均通過一個連接流路13與主流路12連通。在主流路12的兩端分別設(shè)置有注液孔15。在位于每兩個相鄰的連接流路13之間的主流路12的中部設(shè)置有凸臺結(jié)構(gòu)14，凸臺結(jié)構(gòu)14使主流路12在該處的深度降低，有利于離心時不同反應(yīng)孔11上方的液體斷裂分配，從而降低不同反應(yīng)孔11之間液體分配的差異。蓋片2可拆卸地連接在基片1開設(shè)有反應(yīng)孔11一側(cè)的端面上。

進一步地，如圖7所示，本實施例試樣分析芯片還包括夾具結(jié)構(gòu)3，夾具結(jié)構(gòu)3亦為矩形且可拆卸地連接在蓋片2的另一側(cè)，在夾具結(jié)構(gòu)3上設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)31，每一凸起結(jié)構(gòu)31與一個凸臺結(jié)構(gòu)14正對。

進一步地，主流路12可以由多個半圓形結(jié)構(gòu)銜接而成(如圖8所示)，也可以由多個V字形結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接而成(如圖9所示)，上述兩種結(jié)構(gòu)有利于進一步促進主流路12中的樣品均勻分配到反應(yīng)孔11中。

本實施例試樣分析芯片的使用方法與實施例一中的使用方法一致，因此不再贅述。

實施例3：

本實施例與實施例二的區(qū)別僅在于：基片1和蓋片2均采用薄膜材料制成，其加工方法可為注塑、吸塑、吹塑或沖壓而成。

進一步地，制作基片1和蓋片2所用的薄膜材料為COP、PP等具有一定彈性的材料。因基片1材質(zhì)較薄，凸臺結(jié)構(gòu)14可以采用較細較淺的管道。因基片1本身由彈性材料制成，因此除了可采用從正面壓凸臺結(jié)構(gòu)14的夾具結(jié)構(gòu)3外，亦可從基片1背面直接壓基片1，使薄膜變形，物理隔離主流路12。

實施例4：

本實施例與實施例一的區(qū)別僅在于：基片1和蓋片2均采用薄膜材料制成，其加工方法可為注塑、吸塑、吹塑或沖壓而成。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在 本發(fā)明的保護范圍之外。