一种封闭式微流控芯片的制作方法

本实用新型属于医疗设备技术领域，尤其是涉及一种封闭式微流控芯片。

背景技术：

微流体学是跨包括工程学、物理学、化学、微技术和生物技术的各种学科来应用的技术。微流体学涉及到对微量流体的研究以及对如何在诸如微流体检测芯片之类的各种微流体系统和设备中操纵、控制和使用这样的少量流体的研究。例如：微流体生物芯片(被称为“芯片实验室”)在分子生物学领域中用于整合化验操作，以用于诸如分析酶和dna，检测生物化学毒素和病原体、诊断疾病等目的。

微流体检测芯片(microfluidicchip)是当前微全分析系统(miniaturizedtotalanalysissystems)发展的热点领域。微流体检测芯片分析以芯片为操作平台，同时以分析化学为基础，以微机电加工技术为依托，以微管道网络为结构特征，以生命科学为目前主要应用对象，是当前微全分析系统领域发展的重点。它的目标是把整个化验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上。微流体检测芯片是微流体技术实现的主要平台。其装置特征主要是其容纳流体的有效结构(通道、腔室和其它某些功能部件)至少在一个纬度上为微米级尺度。由于微米级的结构，流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能。因此发展出独特的分析产生的性能。微流体检测芯片的特点及发展优势：微流体检测芯片具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点，它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析，并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。其产生的应用目的是实现微全分析系统的终极目标－芯片实验室，目前工作发展的重点应用领域是生命科学领域。

因此，有必要开发一种适用于检测新型冠状病毒的封闭式微流体检测芯片，在检测过程中不会溢出气溶胶，且检测结果准确率高，成本低，操作更简便。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于检测新型冠状病毒的封闭式微流体检测芯片，在检测过程中不会溢出气溶胶，且检测结果准确率高，成本低，操作更简便。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该封闭式微流控芯片，包括芯片本体，所述芯片本体从下往上依次包括下层芯片、中层芯片和上层芯片；所述芯片本体包括进样腔、若干个腔室和微流道，所述中层芯片与下层芯片相配合界定出封闭的微流道和若干个所述腔室；所述进样腔通过所述微流道与若干个所述腔室相连通；所述进样腔上设有封闭盖。采用上述技术方案，通过在进样腔上设置封闭盖，且不设置上层透气孔，同时配合外接进样口封闭与排气口封闭，使芯片本体封闭，从而适用于检测新型冠状病毒，在检测过程中不会溢出气溶胶，不会造成环境与人员的病毒感染风险，且检测结果准确率高，成本低，操作更简便。

作为本实用新型的优选技术方案，所述封闭盖为单向阀封闭盖。

本实用新型的进一步改进在于，所述芯片本体还包括排气通道和负压气囊，所述排气通道和负压气囊均在设置所述芯片本体的侧面，所述排气通道的末端通过卡接头与所述负压气囊相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述卡接头上设有卡接头穿刺部，所述负压气囊的进气口处设有进气口薄膜，所述卡接头穿刺部用于使用时刺破负压气囊的进气口薄膜。

作为本实用新型的优选技术方案，所述腔室包括反应腔和废液腔；所述反应腔包括设置在所述中层芯片的背面的上反应腔室和设置在所述下层芯片的下反应腔室，所述上反应腔室在所述中层芯片的背面的位置与所述下反应腔室在所述下层芯片的位置相对应设置；所述废液腔设置在所述下层芯片上，所述中层芯片上在与所述废液腔相对应的位置上贯穿设有中层废液腔通孔；所述上层芯片的背面在与所述废液腔相对应的位置上设有废液腔盖板。

作为本实用新型的优选技术方案，所述微流道包括反应腔输入流道和反应腔输出流道，所述反应腔输入流道和反应腔输出流道均设置在所述中层芯片的背面，所述反应腔输入流道与所述上反应腔室的一端相连通，所述反应腔输出流道与所述上反应腔室的另一端相连通；所述反应腔输入流道包括反应输入流道a和反应输入流道b，所述反应输入流道a与所述进样腔相连通；所述反应输入流道a与所述进样腔之间设有第一防回流结构；所述芯片本体上设有外接液路接口，所述外接液路接口通过外接液路输入流道与所述反应输入流道b连接；所述外接液路输入流道与反应输入流道b之间设有第二防回流结构。

作为本实用新型的优选技术方案，所述外接液路接口上设有外接液路封闭盖。

作为本实用新型的优选技术方案，所述外接液路接口包括贯穿设置在所述上层芯片的外接液路通孔和贯穿设置在所述中层芯片的正面的外接液路口，所述外接液路输入流道设置在所述下层芯片的正面，所述外接液路口通过所述外接液路输入流道与所述反应输入流道b连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述芯片本体在设置所述负压气囊的一侧设有凹槽，用于镶嵌所述负压气囊。这样的设置使负压气囊安装时直接卡接到芯片的相应位置即可。

作为本实用新型的优选技术方案，所述进样腔包括贯穿设置在所述上层芯片上进样口、贯穿设置在所述中层芯片相应位置的中层加液通孔和设置在所述下层芯片的正面的进样腔体，所述中层加液通孔的上方贯穿设有中层透气孔。

作为本实用新型的优选技术方案，所述第一防回流结构包括第一竖向流道a、第一竖向流道b和第一防回流连接通道，所述第一防回流连接通道设置在所述上层芯片的背面，所述第一竖向流道a和所述第一竖向流道b均贯穿设置在所述中层芯片上；所述进样腔的出口依次通过第一防回流结构的第一竖向流道a、第一防回流连接通道、第一竖向流道b后与所述反应输入流道a连通；第二防回流结构包括第二竖向流道a、第二竖向流道b和第二防回流连接流道；所述第二防回流连接流道设置在所述上层芯片的背面，所述第二竖向流道a和所述第二竖向流道b均贯穿设置在所述中层芯片上；所述外接液路输入流道依次经过第二竖向流道a、第二防回流连接流道和第二竖向流道b后与所述反应腔输入流道相连通。

作为本实用新型的优选技术方案，所述反应腔依次经过所述反应腔输出流道和废液输出微流道与所述废液腔相连通，所述废液输出微流道设置在所述下层芯片的正面，且所述废液输出微流道与所述反应腔输出流道之间设有导电橡胶阀门，所述导电橡胶阀门包括设置在所述上层芯片上的上层导电橡胶阀门结构和设置在所述中层芯片相对应的位置处的中层导电橡胶阀门结构。

作为本实用新型的优选技术方案，所述中层加液通孔为扇形，所述中层加液通孔的上方贯穿设有中层透气孔；所述进样腔体为芭蕉扇形，包括有滤样池和导流区，所述滤样池的出液口设置在窄边侧壁，所述导流区设置在所述滤样池的底部，所述进样腔体的顶部设有若干个透气孔，所述滤样池的池底在靠近宽侧壁的位置处，对应每一个所述透气孔均设置有一个导气槽，所述导气槽与所述导流区之间设置有气体聚集区。

作为本实用新型的优选技术方案，所述导流区在所述滤样池的底部按照流体流向，至少分隔成两个流体能够相互连通的导流区域，在每一个导流区域，均具有若干聚拢状分布的导流条，且处于流体流向前端的导流区域中导流条的分布密度小于处流体流向后端的导流区域中导流条的分布密度。

作为本实用新型的优选技术方案，所述滤样池的底部按照流体流向依次设置有第一导流区、第二导流区；所述第一导流区包括若干个一级导流体和若干个次级导流体，若干个所述一级导流体和若干个次级导流体均为棱条凸起，且所述一级导流体的横截面尺寸大于所述次级导流体的横截面尺寸，而所述一级导流体的长度与所述次级导流体的长度一致，相邻的两条所述一级导流体之间均匀分布着若干个所述次级导流体。

作为本实用新型的优选技术方案，所述第二导流区设置在与所述一级导流体对应的位置处且均沿着所述一级导流体的长度延伸方向设置一个导流条，所述第二导流区的所述导流条为棱条凸起，且第二导流区棱条凸起的横截面尺寸不大于一级导流体的横截面尺寸。

作为本实用新型的优选技术方案，所述导气槽的数量为3个，各导气槽靠近所述滤样池宽边侧壁的一端与所述透气孔一一对应贯通，而所述导气槽的另一端缺口设置，与气体聚体区贯通。

作为本实用新型的优选技术方案，所述第一导流区的一级导流体的数量为3条，相应地，所述第二导流区的导流体的数量为3条且且第二导流区棱条凸起的横截面尺寸与一级导流体的横截面尺寸相同。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：采用封闭盖和外接液路封闭盖将进样口和外接液路接口进行封闭，同时设置负压气囊收集检测过程中产生的气体，以适用于新型冠状病毒，使之在检测过程中产生的气溶胶不会溢出。

附图说明

下面结合附图和本实用新型的实施方式进一步详细说明：

图1是本实用新型封闭式微流控芯片的立体结构示意图；

图2是本实用新型封闭式微流控芯片的未安装封闭盖和外接液路封闭盖的立体结构示意图；

图3是本实用新型封闭式微流控芯片的下层芯片的正面结构示意图；

图4是本实用新型封闭式微流控芯片的下层芯片的背面结构示意图；

图5是本实用新型封闭式微流控芯片的中层芯片的正面结构示意图；

图6是本实用新型封闭式微流控芯片的中层芯片的反面结构示意图；

图7是本实用新型封闭式微流控芯片的上层芯片的正面的结构示意图；

图8是本实用新型的封闭式微流控芯片的上层芯片的反面的结构示意图；

图9是本实用新型封闭式微流控芯片的安装了封闭盖和外接液路封闭盖的结上层芯片正面结构示意图；

图10是本实用新型的封闭式微流控芯片的封闭盖的结构示意图；

图11是本实用新型的封闭式微流控芯片的外接液路封闭盖的结构示意图；

图12是本实用新型的封闭式微流控芯片的负压气囊的结构示意图；

图13是本实用新型的封闭式微流控芯片的局部放大图；

其中：1-下层芯片；2-中层芯片；3-上层芯片；4-进样腔；401-中层加液通孔；402-封闭盖；403-进样腔体；404-进样口；405-中层透气孔；406-滤样池；407-透气孔；5-反应腔；501-上反应腔室；502-下反应腔室；6-微流道；601-反应腔输入流道；6011-反应输入流道a；6012-反应输入流道b；602-反应腔输出流道；603-外接液路输入流道；604-废液输出微流道；7-负压气囊；701-卡接头；702-卡接头穿刺部；703-进气口薄膜；8-第一防回流结构；801-第一防回流连接通道；802-第一竖向流道a；803-所述第一竖向流道b；9-废液腔；901-中层废液腔通孔；902-废液腔盖板；903-废液防回流结构；904-中层导电橡胶阀门结构；905-上层导电橡胶阀门结构；10-第二防回流结构；1001-第二防回流连接通道；1002-第二竖向流道a；1003-第一竖向流道b；11-外接液路接口；1101-外接液路封闭盖；1102-外接液路通孔；1103-外接液路口。

具体实施方式

实施例：如图1～13所示，该封闭式微流控芯片，包括芯片本体，所述芯片本体从下往上依次包括下层芯片1、中层芯片2和上层芯片3；所述芯片本体包括进样腔4、若干个腔室和微流道6，所述中层芯片2与上层芯片3相配合界定出封闭的微流道6和若干个腔室；所述进样腔4通过所述微流道6与若干个腔室相连通；所述进样腔4上设有封闭盖402，所述封闭盖402为单向阀封闭盖；所述芯片本体还包括排气通道和负压气囊7，所述排气通道和负压气囊7均在设置所述芯片本体的侧面，所述排气通道的末端通过卡接头701与所述负压气囊7相连接；所述卡接头701上设有卡接头穿刺部702，所述负压气囊7的进气口处设有进气口薄膜703，所述卡接头穿刺部702用于使用时刺破负压气囊7的进气口薄膜；所述腔室包括反应腔5和废液腔9；所述反应腔5包括设置在所述中层芯片的背面的上反应腔室501和设置在所述下层芯片1的下反应腔室502，所述上反应腔室501在所述中层芯片2的背面的位置与所述下反应腔室502在所述下层芯片1的位置相对应设置；所述废液腔9设置在所述下层芯片502上，所述中层芯片2上在与所述废液腔9相对应的位置上贯穿设有中层废液腔通孔901；所述上层芯片3的背面在与所述废液腔9相对应的位置上设有废液腔盖板902；所述微流道6包括反应腔输入流道601和反应腔输出流道602，所述反应腔输入流道601和反应腔输出流道602均设置在所述中层芯片2的背面，所述反应腔输入流道601与所述上反应腔室501的一端相连通，所述反应腔输出流道602与所述上反应腔室501的另一端相连通；所述反应腔输入流道601包括反应输入流道a6011和反应输入流道b6012，所述反应输入流道a6011与所述进样腔4相连通；所述反应输入流道a6011与所述进样腔4之间设有第一防回流结构8；所述芯片本体上设有外接液路接口11，所述外接液路接口11通过外接液路输入流道603与所述反应输入流道b6012连接；所述外接液路输入流道603与反应输入流道b6012之间设有第二防回流结构10；所述外接液路接口11上设有外接液路封闭盖1101；所述外接液路接口11包括贯穿设置在所述上层芯片3的外接液路通孔1102和贯穿设置在所述中层芯片2的正面的外接液路口1103，所述外接液路输入流道603设置在所述下层芯片1的正面，所述外接液路口1103通过所述外接液路输入流道603与所述反应输入流道b6012连接；所述外接液路封闭盖1101的底部为圆锥体，顶部向外凸出设有凸出部；所述芯片本体在设置所述负压气囊7的一侧设有凹槽，用于镶嵌所述负压气囊7；所述进样腔4包括贯穿设置在所述上层芯片3上的进样口404、贯穿设置在所述中层芯片2相应位置的中层加液通孔401和设置在所述下层芯片1的正面的进样腔体403，所述中层加液通孔401的上方贯穿设有中层透气孔405；所述第一防回流结构8包括第一竖向流道a802、第一竖向流道b803和第一防回流连接通道801，所述第一防回流连接通道801设置在所述上层芯片3的背面，所述第一竖向流道a802和所述第一竖向流道b803均贯穿设置在所述中层芯片2上；所述进样腔4的出口依次通过第一防回流结构的第一竖向流道a802、第一防回流连接通道801803、第一竖向流道b后与所述反应输入流道a连通；第二防回流结构10包括第二竖向流道a1002、第二竖向流道b1003和第二防回流连接流道1001；所述第二防回流连接流道1001设置在所述上层芯片3的背面，所述第二竖向流道a1002和所述第二竖向流道b1003均贯穿设置在所述中层芯片2上；所述外接液路输入流道603依次经过第二竖向流道a、第二防回流连接流道1001和第二竖向流道b后与所述反应腔输入流道601相连通；所述反应腔5依次经过所述反应腔输出流道602和废液输出微流道604与所述废液腔9相连通，所述废液输出微流道604设置在所述下层芯片1的正面，且所述废液输出微流道604与所述反应腔输出流道602之间设有导电橡胶阀门，所述导电橡胶阀门包括设置在所述上层芯片上3的上层导电橡胶阀门结构906和设置在所述中层芯片2相对应的位置处的中层导电橡胶阀门结构905；所述上层芯片3的背面在与所述废液腔9相对应的位置上设有废液腔盖板902，相应地，所述废液输出微流道604上还设有废液防回流结构904；所述中层加液通孔401为扇形，所述中层加液通孔401的上方贯穿设有中层透气孔405；所述进样腔体403为芭蕉扇形，包括有滤样池406和导流区，所述滤样池406的出液口设置在窄边侧壁，所述导流区设置在所述滤样池的底部，所述进样腔体404的顶部设有若干个透气孔407，所述滤样池406的池底在靠近宽侧壁的位置处，对应每一个所述透气孔407均设置有一个导气槽，所述导气槽与所述导流区之间设置有气体聚集区；所述导流区在所述滤样池406的底部按照流体流向，至少分隔成两个流体能够相互连通的导流区域，在每一个导流区域，均具有若干聚拢状分布的导流条，且处于流体流向前端的导流区域中导流条的分布密度小于处流体流向后端的导流区域中导流条的分布密度；所述滤样池406的底部按照流体流向依次设置有第一导流区、第二导流区；所述第一导流区包括若干个一级导流体和若干个次级导流体，若干个所述一级导流体和若干个次级导流体均为棱条凸起，且所述一级导流体的横截面尺寸大于所述次级导流体的横截面尺寸，而所述一级导流体的长度与所述次级导流体的长度一致，相邻的两条所述一级导流体之间均匀分布着若干个所述次级导流体；所述第二导流区设置在与所述一级导流体对应的位置处且均沿着所述一级导流体的长度延伸方向设置一个导流条，所述第二导流区的所述导流条为棱条凸起，且第二导流区棱条凸起的横截面尺寸不大于一级导流体的横截面尺寸；所述导气槽的数量为3个，各导气槽靠近所述滤样池宽边侧壁的一端与所述透气孔407一一对应贯通，而所述导气槽的另一端缺口设置，与气体聚体区贯通；所述第一导流区的一级导流体的数量为3条，相应地，所述第二导流区的导流体的数量为3条且且第二导流区棱条凸起的横截面尺寸与一级导流体的横截面尺寸相同。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，例如各腔室的布局结构做一些其它微略的调整，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。