一种用于微流体集成芯片中流体试剂储存和自触发并延时释放的方法

本发明涉及微流控集成芯片的即时检测技术领域，特别涉及一种用于微流体集成芯片中流体试剂储存和自触发并按需延时释放的方法。

背景技术：

高度集成、价格合理的片上实验室(loc)在疾病诊断中具有重要的意义。对于各种病原体的检测，基于微流控技术的loc具有许多优点，包括成本低、速度快、便携、自动化等。检测分析需要多种流体试剂。流体试剂的储存和按需释放是片上实验室商业化的主要挑战之一。在不同的检测过程中，流体试剂的用途和用量各不相同，目前还没有一个统一的流体试剂储存和释放方式。目前的储存方法大多能满足流体试剂长期储存的需求，但是都需要一些外力源去控制储存流体试剂的释放，例如压力、激光照射、加热、离心力等。这些外力控制系统不仅增加了制造的复杂性与加工的难度，外力施加的时间也不便于使用者控制。另外有些控制释放的方式，例如激光照射，需要使用者购买额外的器件配合使用，增加了购买者的经济负担。综上所述，急需寻找一种能够实现储存试剂自动释放的办法。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提供一种微流控集成芯片中流体试剂的长期储存和按需延时释放的方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于微流体集成芯片中流体试剂储存和自触发并按需延时释放的方法，包括以下步骤：

(1)设置试剂储存腔：微流控芯片包括底板和盖片两部分，在芯片底板上制作流道，在芯片盖片上方制作一个试剂储存腔，并在芯片盖片上制作一个小孔作为试剂储存腔的试剂出口，试剂储存腔通过试剂出口与流道连通；

(2)试剂出口密封：在试剂储存腔的底部铺设功能性薄膜覆盖试剂出口，该功能性薄膜由可溶性薄膜层和防水薄膜层组成，其中，防水薄膜层在可溶性薄膜层的上方；

(3)注入预储存试剂和试剂储存腔密封：在试剂储存腔中注入预储存流体试剂后，将弹簧固定在试剂储存腔盖板的中心并使用盖板将试剂储存腔的上部开口密封，同时弹簧竖向压缩在试剂储存腔内，该弹簧位于试剂出口的正上方；

(4)释放试剂：在流道中注入被测试流体试样后，试样通过流道流到试剂储存腔下方时，与可溶性薄膜接触，逐渐将可溶性薄膜溶解，防水薄膜无法支撑弹簧压缩产生的应力，防水薄膜破裂，流体试剂释放出来进入流道中。

进一步地，所述防水薄膜层的机械强度小于弹簧压缩产生的应力。

进一步地，所述的防水薄膜层和可溶性薄膜层组合后可以承受弹簧压缩产生的应力。

进一步地，所述可溶性薄膜通过调整其种类和厚度可以实现不同时长的试剂按需释放。

进一步地，所述弹簧的横截面小于试剂出口的横截面。

一种用于微流体集成芯片中流体试剂的储存装置，包括流道、试剂储存腔，所述试剂储存腔设置在芯片的盖片上方并通过芯片上的小孔与流道连通，所述试剂储存腔底部铺设有可溶性薄膜和防水薄膜，所述防水薄膜设置在可溶性薄膜的上方，所述防水薄膜与竖直压缩的弹簧接触，该弹簧位于通道的正上方。

进一步地，可溶性薄膜能被测流体试样溶解。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过将液体试剂储存在密封的试剂储存腔中，能够实现液体试剂的稳定长期保存；使用时，注入被测试流体试样后，试样流过试剂储存腔下方时与可溶性薄膜接触，在一定时间后，可溶解薄膜溶解，可溶解薄膜溶解后，防水薄膜无法支撑弹簧压缩产生的应力，防水薄膜破裂，使得试剂释放进入流道，通过调整可溶性薄膜层的材料种类和厚度，还可以实现所需时长的延时释放，无需任何外部操作和使用任何外部仪器，简单便捷。

附图说明

图1为本发明实例提供的部分剖视图。

图中，1、试剂储存腔，2、弹簧，3、防水薄膜，4、可溶性薄膜，5、试剂出口，6、流道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

一种用于微流体集成芯片中流体试剂储存和自触发并延时释放的方法，包括以下步骤：

(1)设置试剂储存腔1：微流控芯片包括底板和盖片两部分，在芯片底板上制作流道6，在芯片盖片上方制作一个试剂储存腔1，并在芯片盖片上制作一个小孔作为试剂储存腔的试剂出口5，试剂储存腔1通过试剂出口5与流道6连通；

(2)试剂出口密封：在试剂储存腔的底部上依次铺设可溶性薄膜4和防水薄膜3，该可溶性薄膜4和防水薄膜3将试剂出口5密封；

(3)注入预储存试剂和试剂储存腔密封：在试剂储存腔1中注入预储存流体试剂后，将弹簧2固定在试剂储存腔1盖板的中心并使用盖板将试剂储存腔1的上部开口密封，同时弹簧2竖向压缩在试剂储存腔1内，该弹簧2位于试剂出口5的正上方；

(4)释放试剂：在流道6中注入被测试流体试样后，试样通过流道6流到试剂储存腔1下方时，与可溶性薄膜接触4，逐渐将可溶性薄膜4溶解，防水薄膜3无法支撑弹簧2压缩产生的应力，防水薄膜3破裂，流体试剂释放出来进入流道中。

其中所述防水薄膜3的机械强度不能承受弹簧压缩产生的应力；所述的防水薄膜3和可溶性薄膜4组合后可以承受弹簧压缩产生的应力；所述可溶性薄膜4通过调整其种类和厚度可以实现不同时长的试剂按需释放；所述弹簧2的横截面小于试剂出口的横截面。

如图1所示，一种用于微流体集成芯片中流体试剂的储存装置，包括试剂储存腔1、流道6，所述试剂储存腔1设置在芯片的盖片上方并通过盖片上的小孔与流道连通，所述试剂储存腔1底部铺设有防水薄膜3和可溶性薄膜4，所述防水薄膜3设置在可溶性薄膜4的上方，所述防水薄膜3与竖直压缩的弹簧2接触，该弹簧2位于试剂出口5的正上方。

本发明的实施例是这样实现的，提供了一种用于微流体集成芯片中流体试剂储存和自触发并延时释放的方法，所述的储存结构包括试剂储存腔1，所述的试剂储存腔中储存有流体试剂；所述的试剂储存腔顶部密封；所述的试剂储存腔1底部有试剂出口5；所述的试剂储存腔1底部被保护薄膜3和可溶性薄膜4密封；所述的保护薄膜3位于可溶性薄膜4的上方；所述的试剂储存腔1中有预压缩的弹簧2；所述的弹簧2位于试剂出口的正上方；所述的流道6内有被测试流体试样流过时，一段时间后，所述可溶性薄膜4溶解；所述可溶性薄膜4溶解后，所述保护薄膜3无法支撑所述预压缩弹簧2产生的应力，所述的薄膜结构3破裂，所述的试剂储存腔1中的流体试剂释放进入流道6。本发明通过将流体试剂储存在密封的试剂储存腔1中，能够实现液体试剂的稳定保存；使用时，当流道6中流过被测试流体试样后，试样流过试剂储存腔下方时与可溶性薄膜4接触，在一定时间后，可溶性薄膜4溶解，可溶性薄膜4溶解后，防水薄膜3无法支撑预压缩弹簧2产生的应力，薄膜结构3破裂，使得试剂储存腔1中储存的试剂释放进入流道6，无需任何外部操作和使用任何外部仪器，简单便捷。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。