本實用新型屬于微流控芯片技術領域，尤其涉及一種適用于多電極傳感器的微流控芯片。

背景技術：

微流控芯片技術是把生物、化學、醫(yī)學分析過程中的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程的技術。微流控芯片是微流控技術實現(xiàn)的主要平臺，其裝置特征主要是其容納流體的有效結構(流道、反應室或其它功能部件)至少在一個緯度上為微米級尺度。由于微米級的結構，流體在其中顯示和產生了與宏觀尺度不同的特殊性能，因此發(fā)展出獨特的分析產生的性能。目前，微流控芯片技術的應用主要集中在核酸分離和定量、DNA測序、基因突變和基因差異表達分析等方面。

微流控芯片一般需要配合電化學生物傳感器(電極傳感器)和緩沖液使用。檢測時，將電極傳感器插入微流控芯片的反應槽中，將待檢測樣本與緩沖液混合后的檢測液泵入微流控芯片，使得檢測液與電極傳感器進行充分雜交，通過微流控芯片中的檢測單元對雜交后的檢測液進行檢測即可完成檢測過程。

然而，現(xiàn)有的微流控芯片通常僅包括一個反應槽，只能結合一個電極傳感器對待檢測樣本進行單一方面的檢測，無法根據實際需求同時對待檢測樣本進行多方面的檢測。若要對待檢測樣本進行多個不同方面的檢測，則需要使用多個微流控芯片，操作復雜且成本較高。

綜上可知，現(xiàn)有的微流控芯片存在無法同時對待檢測樣本進行多方面的檢測的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種適用于多電極傳感器的微流控芯片，旨在解決現(xiàn)有的微流控芯片存在的無法同時對待檢測樣本進行多方面的檢測的問題。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種適用于多電極傳感器的微流控芯片，用于與所述電極傳感器和預設的緩沖液配合使用以對待檢測樣本進行檢測，所述微流控芯片包括設置于同一緯度的n個反應槽、流道、檢測槽及儲液槽，n為大于1的整數；

所述n個反應槽從第1個反應槽開始，按照前一個反應槽的第一出液口通過流道連通后一個反應槽的進液口的方式依次連通至第n個反應槽，所述第n個反應槽的第一出液口以及前(n-1)個反應槽的第二出液口均通過流道與所述檢測槽的進液口連通，所述檢測槽的出液口通過流道與儲液槽和所述第1個反應槽的進液口連通，所述第1個反應槽的進液口為所述微流控芯片的進液口；

所述第1個反應槽的進液口以及所述前(n-1)個反應槽的第一出液口處均設置有控制流道流通與否的常開式控制開關，所述前(n-1)個反應槽的第二出液口處均設置有控制流道流通與否的常閉式控制開關，所述儲液槽中設置有液位檢測裝置，所述第1個反應槽的進液口處設置有磁流體動力微泵；

在對待檢測樣本進行檢測時，若第a個反應槽對應的常開式控制開關被控關閉且常閉式控制開關被控開啟，則由所述微流控芯片的進液口泵入的檢測液依次流經所述第1個反應槽至所述第a個反應槽，并流經所述檢測槽至所述儲液槽；所述液位檢測裝置若檢測到所述檢測液充滿所述儲液槽，則輸出提示信號，以提示停止泵入所述檢測液；當所述磁流體動力微泵被控開啟以促使流道內的所述檢測液流動時，所述檢測液分別與插入所述第1個反應槽至所述第a個反應槽中的電極傳感器進行雜交；雜交完成后，若所述第1個反應槽至第(a-1)個反應槽對應的常開式控制開關被控關閉，所述第a個反應槽對應的常閉式控制開關被控關閉，則所述第1個反應槽至所述第a個反應槽分別形成獨立封閉的空間；若所述檢測液中的待檢測樣本正常，則在所述第1個反應槽至所述第a個反應槽中的任一反應槽對應的常閉式控制開關被控開啟時，該反應槽中的雜交后的檢測液流入所述檢測槽以完成檢測過程；其中，所述檢測液由所述待檢測樣本與所述預設的緩沖液進行混合得到；a為大于1且小于n的整數。

本實用新型通過采用包括設置于同一緯度的n個反應槽、流道、檢測槽及儲液槽的微流控芯片，由于第1個反應槽的進液口以及前(n-1)個反應槽的第一出液口處均設置有控制流道流通與否的常開式控制開關，且前(n-1)個反應槽的第二出液口處均設置有控制流道流通與否的常閉式控制開關，因此，可通過控制常閉式控制開關和常開式控制開關的開啟或關閉來控制需要使用的反應槽的數量，從而達到了同時對同一待檢測樣本進行不同方面的檢測的目的，簡化了檢測流程，實現(xiàn)了分型檢測的快速化、微型化及集成化。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的一種適用于多電極傳感器的微流控芯片的俯視圖；

圖2是本實用新型實施例提供的一種適用于多電極傳感器的微流控芯片中的石蠟微閥的開合示意圖；

圖3是本實用新型實施例提供的一種適用于多電極傳感器的微流控芯片中的常閉式磁力微閥的開合示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

圖1是本實用新型實施例提供的一種適用于多電極傳感器的微流控芯片的俯視圖，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下：

如圖1所示，一種適用于多電極傳感器的微流控芯片，用于與電極傳感器和預設的緩沖液配合使用以對待檢測樣本進行檢測。該微流控芯片包括設置于同一緯度的n個反應槽X1～Xn(圖1中以微流控芯片包括7個反應槽為例進行示意)、流道2、檢測槽3及儲液槽4。其中，n為大于1的整數。

n個反應槽X1～Xn從第1個反應槽X1開始，按照前一個反應槽的第一出液口通過流道2連通后一個反應槽的進液口的方式依次連通至第n個反應槽Xn，第n個反應槽Xn的第一出液口以及前(n-1)個反應槽X1～X(n-1)的第二出液口均通過流道2與檢測槽3的進液口連通，檢測槽3的出液口通過流道2與儲液槽4和第1個反應槽X1的進液口連通，第1個反應槽X1的進液口為微流控芯片的進液口。

第1個反應槽X1的進液口以及前(n-1)個反應槽X1～X(n-1)的第一出液口處均設置有控制流道2流通與否的常開式控制開關5，前(n-1)個反應槽X1～X(n-1)的第二出液口處均設置有控制流道2流通與否的常閉式控制開關6，儲液槽4中設置有液位檢測裝置(圖中未示出)，第1個反應槽的進液口處設置有磁流體動力微泵(圖中未示出)。

在對待檢測樣本進行檢測時，若第a個反應槽Xa對應的常開式控制開關5被控關閉，且第a個反應槽Xa對應的常閉式控制開關6被控開啟，則由微流控芯片的進液口泵入的檢測液依次流經第1個反應槽X1至第a個反應槽第a個反應槽Xa對應的，并流經檢測槽3至儲液槽4；液位檢測裝置若檢測到檢測液充滿儲液槽4，則輸出提示信號，以提示停止泵入檢測液；當磁流體動力微泵被控開啟以促使流道2內的檢測液流動時，檢測液分別與插入第1個反應槽X1至第a個反應槽Xa中的電極傳感器進行雜交；雜交完成后，若第1個反應槽X1至第(a-1)個反應槽X(a-1)對應的常開式控制開關5被控關閉，第a個反應槽Xa對應的常閉式控制開關6被控關閉，則第1個反應槽X1至第a個反應槽Xa分別形成獨立封閉的空間；若檢測液中的待檢測樣本正常，則在第1個反應槽X1至第a個反應槽Xa中的任一反應槽對應的常閉式控制開關6被控開啟時，該反應槽中的雜交后的檢測液流入檢測槽4以完成檢測過程。

在本實用新型實施例中，a為大于1且小于n的整數。

在本實用新型實施例中，檢測液由待檢測樣本與預設的緩沖液進行混合得到。

在實際應用中，預設的緩沖液可以為能夠進行雜交與檢測兩個過程的緩沖液。例如，在對SNP進行多位點檢測時，預設的緩沖液可以包括高氯酸鈉、SDS(sodium dodecyl sulfate，sodium salt，十二烷基硫酸鈉)、吐溫等試劑，其可以進行雜交與檢測兩個過程。

在實際應用中，該微流控芯片可用于對基因進行多位點檢測，例如，可用于對SNP(Single Nucleotide Polymorphisms，單核苷酸的多態(tài)性)進行多位點檢測，或者對病原菌基因進行多位點檢測等，具體根據實際需求進行確定，此處不做限制。在進行檢測時，根據需要檢測的基因位點的數量來確定需要使用的反應槽和電極傳感器的數量，進而通過常開式控制開關和常閉式控制開關來控制需要使用的反應槽的數量。

在本實用新型實施例中，電極傳感器可以為電化學生物傳感器，其以生物材料作為敏感元件，以電極作為轉換元件，以電勢或電流為特征來檢測信號。由于電化學生物傳感器具有高度選擇性，因此，其是快速、直接獲取復雜體系組成信息的理想分析工具。

在本實用新型實施例中，磁流體動力微泵與反應槽X1～Xn、流道2、檢測槽3及儲液槽4也位于同一緯度(同一水平面)。磁流體動力微泵用于驅動流道內的檢測液流動。具體的，磁流體動力微泵可以設置于第1個反應槽的進液口處的流道的兩側。在實際應用中，磁流體動力微泵可以采用以線圈和磁性元件為核心的磁流體動力泵，可以將磁流體動力微泵種的線圈設置于第1個反應槽的進液口處的流道的兩側。在使用磁流體動力微泵時，將線圈連接至電源，使線圈中有電流流過，并通過磁性元件施加磁場，以使磁流體動力微泵產生驅動力(洛倫茲力)，進而驅動檢測液從第1個反應槽X1依次流入第a個反應槽Xa。

作為本實用新型一實施例，常開式控制開關5可以為石蠟微閥。

圖2是本實用新型實施例提供的一種適用于多電極傳感器的微流控芯片中的石蠟微閥的開合示意圖。

如圖2a所示，在實際應用中，石蠟微閥5可以設置于反應槽X1～X(n-1)的第一出液口處的流道2的外壁上。在正常情況下，石蠟微閥處于開啟狀態(tài)，此時，相應的流道2處于流通狀態(tài)。當需要控制相應的流道2關閉時，可通加熱石蠟，石蠟融化及凝固后，可將相應的流道2關閉，此時石蠟微閥處于關閉狀態(tài)(如圖2b所示)。

作為本實用新型一實施例，常閉式控制開關6可以為常閉式磁力微閥。

圖3是本實用新型實施例提供的一種適用于多電極傳感器的微流控芯片中的常閉式磁力微閥的開合示意圖。

在實際應用中，常閉式控制開關6可以設置于反應槽X1～X(n-1)的第二出液口處的流道2的外壁上。

如圖3a所示，在正常情況下，常閉式磁力微閥處于關閉狀態(tài)，此時，相應的流道2處于關閉狀態(tài)，當需要控制相應的流道2流通時，可以通過施加磁場來控制常閉式磁力微閥的懸梁臂抬起，以使常閉式磁力微閥處于開啟狀態(tài)(如圖3b所示)，此時，相應的流道2便可處于流通狀態(tài)。

作為本實用新型一實施例，液位檢測裝置可以為壓力傳感器。壓力傳感器可以設置于儲液槽的頂部。若壓力傳感器檢測到檢測液充滿儲液槽4，則說明檢測液已經充滿整個流道2，此時，壓力傳感器輸出提示信號，以提示停止進液。

作為本實用新型一實施例，檢測槽3可以包括第一外接電路工作槽31、陰性對照檢測槽32、陽性對照檢測槽33及第二外接電路工作槽34。

其中，第一外接電路工作槽31的進液口為檢測槽3的進液口，第一外接電路工作槽31的出液口通過流道2連通陰性對照檢測槽32的進液口，陰性對照檢測槽32的出液口通過流道2連通陽性對照檢測槽33的進液口，陽性對照檢測槽33的出液口通過流道2連通第二外接電路工作槽34的進液口，第二外接電路工作槽34的出液口為檢測槽3的出液口。

在本實用新型實施中，第一外接電路工作槽31和第二外接電路工作槽34用于外接電源，與工作槽形成電流回路，并為反應槽提供穩(wěn)定的電勢。

具體的，第一外接電路工作槽31可以包括參比電極槽311和輔助電極槽312。

參比電極槽311的進液口為第一外接電路工作槽31的進液口，參比電極槽311的出液口通過流道2與輔助電極槽312的進液口連通，輔助電極槽312的出液口為第一外接電路工作槽31的出液口。

第二外接電路工作槽34可以為輔助電極槽。

在本實用新型實施例中，陰性對照檢測槽32和陽性對照檢測槽33用于檢測檢測液中的待檢測樣本是否可以正常使用。在檢測液中的待檢測樣本正常的情況下，才能進行雜交后的檢測過程。具體的，陰性對照檢測槽32和陽性對照檢測槽33中的對照組與檢測液中的檢測樣本發(fā)生反應，若陽性對照組有結果，陰性對照組無結果，即可證檢測液中的待檢測樣本可正常使用。

以下以檢測DNA樣本的SNP位點為例，對本實用新型實施例提供的一種適用于多電極傳感器的微流控芯片作進一步說明：

首先，選擇電極傳感器(即檢測芯片)，例如選擇可檢測SNP位點rs1421085(肥胖基因)、rs1121980(肥胖基因)、rs1815739(冠軍基因)的3個檢測芯片，分別插入第1個反應槽X1、第2個反應槽X2及第3個反應槽X3中?？刂频?個反應槽X3對應的常開式控制開關5關閉，以確保檢測液不會流入后面的反應槽中。同時，控制第3個反應槽X3對應的常閉式控制開關6開啟，以確保檢測液可以流至檢測槽3和儲液槽4。

在進行檢測時，將DNA樣本與預設的緩沖液進行充分混合得到檢測液，將檢測液通過微流控芯片的進液口持續(xù)泵入，檢測液流經第1個反應槽X1、第2個反應槽X2、第3個反應槽X3及檢測槽3后，流至儲液槽4。當儲液槽4中的液位檢測裝置檢測到儲液槽4被檢測液充滿時，液位檢測裝置輸出提示信號。在接收到提示信號時，控制第1個反應槽X1的進液口處的常開式控制開關5關閉，以停止進液，此時，微流控芯片內形成串聯(lián)三個反應槽的回路。啟動磁流體動力微泵，使流道2內的檢測液流動，以促進檢測液與3個檢測芯片的雜交過程。雜交完成后，控制第1個反應槽X1和第2個反應槽X2對應的常開式控制開關5關閉，且控制第3個反應槽X3對應的常閉式控制開關6關閉，此時，第1個反應槽X1至第3個反應槽X3分別形成獨立封閉的空間。通過陰性對照檢測槽和陽性對照檢測槽監(jiān)測檢測液中的待檢測樣本是否正常，若正常，則分別對第1個反應槽X1至第3個反應槽X3中的雜交后的檢測液進行檢測。具體的，將第1個反應槽X1接通電源，并開啟其對應的常閉式控制開關6，使第1個反應槽X1流入檢測槽3以收集第1個反應槽X1對應的檢測結果；收集完畢后，控制第1個反應槽X1對應的常閉式控制開關6關閉，并將第2個反應槽X2接通電源，且開啟第2個反應槽X2對應的常閉式控制開關6，使第2個反應槽X2流入檢測槽3以收集第2個反應槽X2對應的檢測結果；同理，進行第3個反應槽X3對應的檢測結果的收集。

檢測結果收集完畢后，分別對第1個反應槽X1至第3個反應槽X3對應的檢測結果進行分析，即可得到所檢測的3個SNP位點的基因分型結果。

在本實用新型實施例中，雜交過程統(tǒng)一進行，縮短了反應時間，且檢測過程實現(xiàn)了自動化，簡化了整個檢測流程。

本實用新型實施例通過采用包括設置于同一緯度的n個反應槽、流道、檢測槽及儲液槽的微流控芯片，由于第1個反應槽的進液口以及前(n-1)個反應槽的第一出液口處均設置有控制流道流通與否的常開式控制開關，且前(n-1)個反應槽的第二出液口處均設置有控制流道流通與否的常閉式控制開關，因此，可通過控制常閉式控制開關和常開式控制開關的開啟或關閉來控制需要使用的反應槽的數量，從而達到了同時對同一待檢測樣本進行不同方面的檢測的目的，簡化了檢測流程，實現(xiàn)了分型檢測的快速化、微型化及集成化。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。