【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微流控，涉及一种用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片。
技术介绍
1、微流控芯片技术又称芯片实验室，是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术。微流控芯片技术是21世纪最重要的前沿科学之一，具有低样品消耗、高通量、可集成化、制备和携带简单等优点，因此，被生物、环境、化工等领域广泛应用。
2、微流控芯片正常运行的关键在于对流体流动的精准控制，要以精确的流速置换出准确体积的液体。实际操作中常采用的方法有以下两种：一是通过外加驱动源，如光场、电场、磁场、机械泵等的主动方式；一种是依赖流体自身毛细力驱动的无源被动方式。主动驱动方式的优点在于，可以更加精确的调控流体流动情况，得到更稳定的结果，缺点则是要增加许多外围控制设备，大大增加了生产成本，对应用环境也产生了一定的要求。
3、目前，为了使通量增大，通常采用外加注射泵的方式来提供动力，而无外力驱动的毛细微流控芯片难以维持稳定且高速的流体流动。为了提升流体在无外力驱动的毛细微流控芯片中进行高速的流动，202410150921x公开了一种基于毛细作用的自流免泵的微流控芯片，该芯片由几层组成，在上层pdms片引入了引流腔室与驱动腔室连接的方式以提升流体在芯片内的高速流动，该结构复杂，制造成本较高。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术目的在于提供一种用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，不同于现有的几微米-几十微米级别微流控芯片，该微流控芯片设置了百微米级别的微通道和百微米级别的毛细
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，包括第一进料单元、第一混合微通道、第一毛细泵、第一毛细触发阀、第三进料口、第二毛细泵和检测室；
4、第一进料单元，用于向芯片加入检测原料和裂解液，第一进料单元的出口通过微通道与第一混合微通道的入口相连；
5、第一混合微通道，用于给检测原料和裂解液提供混合微通道，并为其提供反应场所，第一混合微通道的出口通过微通道与第一毛细泵的入口相连；所述微通道为百微米级通道，其深度为0.1~0.6 mm，宽度范围为0.2~1 mm，宽深比为2-5：1；
6、第一毛细泵为百微米级，第一毛细泵的长为10-21mm，宽为5~10 mm，高为0.1~0.6mm，高与微通道深度保持一致，其中微柱短轴长为100~750 μm；第一毛细泵的出口通过微通道与第一毛细触发阀相连；
7、第一毛细触发阀的第二入口通过微通道与第三进料口的出口相连，第一毛细触发阀的出口通过微通道与第二毛细泵的入口相连；
8、第二毛细泵为百微米级，长为10-21mm，宽为5~10 mm，高为0.1~0.6 mm，高与微通道深度保持一致，其中微柱短轴长为100~750 μm，第二毛细泵出口与检测室的入口相连；
9、检测室，用于接收待检测液体并对其进行检测。进行检测时，第一阶段即液体流经第一混合微通道和第一毛细泵时：百微米级的微通道使得液体在毛细力、重力、黏性力作用下，结合百微米级尺寸的第一毛细泵对液体的泵送组合作用，极大提升了流通量并保持了较好的流速；第二阶段，从第三进料口进料后，液体通过第二毛细泵时，百微米级的微通道使得液体在毛细力、重力、黏性力作用下，结合百微米级尺寸的第二毛细泵对液体的泵送组合作用，极大提升了流通量并保持了较好的流速，使得液体在整个芯片系统中有极大的流通量和较好的流速。
10、还包括第二毛细触发阀和检测试剂进料口，所述第二毛细触发阀的第一出口和检测试剂进料口的入口相连，第二毛细触发阀的第二出口和检测室相连，第二毛细触发阀的入口和第二毛细泵的出口相连。
11、所述进料单元包括：第一进料口、第二进料口，第一进料口和第二进料口均设置在第一毛细泵的入口侧，第一进料口和第二进料口通过t型混合口连通，t型混合口的出口与第一混合微通道的入口相连，第一混合微通道的出口与第一毛细泵相连，检测时，可从第一进料口与第二进料口同时进料，分别从第一进料口与第二进料口二者进入的液体在t型混合口混合。
12、还包括第二混合微通道，第二混合微通道的入口与第一毛细触发阀的出口侧相连，第二混合微通道的出口与第二毛细泵的入口相连。当液体通过第二毛细触发阀重新流动时，百微米级的微通道使得液体在毛细力、重力、黏性力作用下，结合百微米级尺寸的第二毛细泵对液体的泵送组合作用，极大提升了流通量并保持了较好的流速，使得液体在整个芯片系统中有极大的流通量和较好的流速。微通道和第一混合微通道、第二混合微通道的宽和深一样。
13、本专利技术中的毛细泵构型区别于常规毛细泵，从微柱尺寸和排列的角度出发，探究大空间尺度下，最佳的微柱毛细泵结构，并测得该结构下最大液体流通量达到常规泵流量的十几到几十倍，与小尺寸微柱毛细泵的流动规律存在显著差异。但本专利技术中的毛细泵高度和毛细微柱尺寸不能无限增大，会影响填充效果和泵送流体的稳定性，同时增大通路阻力。在复杂多样的生化检测环境中，液体与微通道之间不仅存在毛细力的牵引、还因自身的重力因素加持有惯性力的牵引，小尺寸级别的微通道深度和毛细泵内液体的流动规律与大尺寸的流动规律不同，本专利技术提升了微通道深度，即加深了单位长度内液体的重力，加大了惯性力，再接续毛细泵的减阻通道与引流作用，更减缓了微通道内壁对液体的剪切力影响，使得本专利技术的芯片具有大的流动通量，即本专利技术在百微米级微通道深度和百微米级毛细泵的协同作用下，极大的提升了芯片的流动通量。
14、在实践中，本专利技术中混合微通道是运输单元同时也能为反应提供足够的时空需求，在实践中可以采用蛇形通道等加强流体混合。使用流体的性质不同，需要的混合单元长度不同。
15、第一毛细泵的微柱为菱形微柱，且微柱阵列为沿第一毛细泵长度方向水平设置的上下两行或四行。在实践中发现，这两种排列方式，毛细泵的阻力最小，结构更为优化。毛细泵的内部微柱形状和排列可以随应用场景进行更改。只要符合基本设计构思即可。
16、在一实施例中，第一毛细泵长 l=10.5 mm，宽 w=5mm，毛细微柱短轴长 d=0.5 mm，毛细微柱长轴长 ld=1mm，微柱纵向距离 sd=0.5mm，微柱横向距离 fd=0.5 mm。
17、一种高通量毛细驱动微流控芯片的检测方法，样品从第一进料口进入，裂解液从第二进料口进入，二者在t型混合口处交汇，经输送流体的微通道流动至第一混合微通道中进行混合反应后，流入第一毛细泵中实现流体高通量泵送，裂解后的样品经输送流体的微通道流至第一毛细触发阀后实现截停，扩增液从第三进料口进入，流至第一毛细触发阀引发裂解后的样液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，包括第一进料单元、第一混合微通道（5）、第一毛细泵（6）、第一毛细触发阀（8）、第三进料口（7）、第二毛细泵（10）和检测室（13）；
2.根据权利要求1所述的用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，还包括第二毛细触发阀（11）和检测试剂进料口（12），所述第二毛细触发阀（11）的第一入口和检测试剂进料口（12）的出口相连，第二毛细触发阀（11）的出口和检测室（13）相连，第二毛细触发阀（11）的第二入口和第二毛细泵（10）的出口相连。
3.根据权利要求2所述的用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，所述第一进料单元包括：第一进料口（1）、第二进料口（2），第一进料口（1）和第二进料口（2）均设置在第一毛细泵（6）的入口侧，第一进料口（1）和第二进料口（2）通过T型混合口（3）连通，T型混合口（3）的出口与第一混合微通道（5）的入口相连，第一混合微通道（5）的出口与第一毛细泵（6）相连，工作时，可从第一进料口（1）与第二进料口（2）同时进料，分别从第一进料口（1）与第二进料
4.根据权利要求2所述的用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，还包括第二混合微通道（9），第二混合微通道（9）的入口与第一毛细触发阀（8）的出口侧相连，第二混合微通道（9）的出口与第二毛细泵（10）的入口相连。
5.根据权利要求1所述的用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，第一毛细泵（6）的微柱为菱形微柱，且微柱阵列为沿第一毛细泵（6）长度方向水平设置的上下两行或四行的排列方式。
6.根据权利要求1所述的用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，第一毛细泵（6）长L=10~10.5 mm，宽W=5~10 mm，毛细微柱（14）短轴长D=0.1~0.75 mm，毛细微柱（14）长轴长LD=0.1~1.5 mm，毛细微柱（14）纵向距离SD=0.5~2 mm，毛细微柱（14）横向距离FD=0.5~2.5 mm。
7.根据权利要求5所述的高通量毛细驱动微流控芯片的检测方法，其特征在于，样品从第一进料口（1）进入，裂解液从第二进料口（2）进入，二者在T型混合口（3）处交汇，经输送流体的微通道（4）流动至第一混合微通道（5）中进行混合反应后，流入第一毛细泵（6）中实现流体高通量泵送，裂解后的样品经输送流体的微通道（4）流至第一毛细触发阀（8）后实现截停，扩增液从第三进料口（7）进入，流至第一毛细触发阀（8）引发裂解后的样液重新流动并与之在第二混合微通道（9）中混合反应后，流入第二毛细泵（10）中实现流体高通量泵送，扩增后的样品流至第二毛细触发阀（11）后实现截停，检测液从第四进料口（12）进入，流至第二毛细触发阀（11）引发扩增后的样液重新流动并与之混合后，进入检测室（13）。
...【技术特征摘要】
1.一种用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，包括第一进料单元、第一混合微通道（5）、第一毛细泵（6）、第一毛细触发阀（8）、第三进料口（7）、第二毛细泵（10）和检测室（13）；
2.根据权利要求1所述的用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，还包括第二毛细触发阀（11）和检测试剂进料口（12），所述第二毛细触发阀（11）的第一入口和检测试剂进料口（12）的出口相连，第二毛细触发阀（11）的出口和检测室（13）相连，第二毛细触发阀（11）的第二入口和第二毛细泵（10）的出口相连。
3.根据权利要求2所述的用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，所述第一进料单元包括：第一进料口（1）、第二进料口（2），第一进料口（1）和第二进料口（2）均设置在第一毛细泵（6）的入口侧，第一进料口（1）和第二进料口（2）通过t型混合口（3）连通，t型混合口（3）的出口与第一混合微通道（5）的入口相连，第一混合微通道（5）的出口与第一毛细泵（6）相连，工作时，可从第一进料口（1）与第二进料口（2）同时进料，分别从第一进料口（1）与第二进料口（2）二者进入的液体在t型混合口（3）混合。
4.根据权利要求2所述的用于生化检测的高通量毛细驱动微流控芯片，其特征在于，还包括第二混合微通道（9），第二混合微通道（9）的入口与第一毛细触发阀（8）的出口侧相连，第二混合微通道（9）的出口与第二毛细泵（...
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