一種微流控晶片及其套用

《一種微流控晶片及其套用》是博奧生物有限公司、清華大學於2012年8月28日申請的發明專利，該專利申請號為2012103113572，公布號為CN102886280A，公布日為2013年1月23日，發明人是張國豪、黃國亮、王璨、郭素、王磊、邢婉麗、程京。

《一種微流控晶片及其套用》公開了一種微流控晶片及其套用。該微流控晶片包括基片和蓋片；所述基片上設有微反應器陣列；所述微反應器陣列包括至少1個主通道和至少2個分別與所述主通道相連通的微池；所述微流控晶片還包括至少1個局部溫控裝置，所述局部溫控裝置對所述主通道加熱或對所述微池進行冷卻。使用此微流控晶片，在局部溫控裝置的作用下，微池內的試劑不會在主通道內冷凝，這樣各微池內的試劑體積保持不變，保證了微池的均一性，主通道內沒有與各微池連通的液膜，保證了微池的獨立性。

2021年6月24日，《一種微流控晶片及其套用》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種微流控晶片及其套用》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種微流控晶片及其套用
• 申請日：2012年8月28日
• 申請號：2012103113572
• 申請公布日：2013年1月23日
• 申請公布號：CN102886280A
• 申請人：博奧生物有限公司、清華大學
• 地址：北京市昌平區生命科學園路18號
• 發明人：張國豪、黃國亮、王璨、郭素、王磊、邢婉麗、程京
• 類別：發明專利
• Int. Cl.：B01L3/00(2006.01)I; G01N33/53(2006.01)I; C12Q1/68(2006.01)I
• 專利代理機構：北京紀凱智慧財產權代理有限公司
• 代理人：關暢

專利背景

微流控晶片是以微機電加工技術為基礎，由微管路在晶片上形成網路，以可控微流體貫穿整個系統並完成各種生物和化學過程的一種技術。截至2012年8月，在微流控晶片技術發展早期，晶片毛細管電泳是其主流技術，所用晶片結構簡單，功能單一；微流控晶片開始向功能化、集成化方向飛速發展，諸如DNA擴增反應、免疫反應、細胞裂解等重要的生物和化學過程成為新的熱點，而為了研究這些複雜的生物化學反應，通常需要在晶片上製作大量、獨立、均一的微池，這些微池共同構成了微反應器陣列。

構建微反應器陣列需要兩步：第一步，分配試劑以形成大量、均一的微池（見圖1）；第二步，運用閥或介質隔離微池，保證各微池的均一性和獨立性。對於第一步，當前的試劑分配方式多種多樣，如親水管路式（CN1996009B）、真空負壓式（CN101590389A）、離心式（US6627159，US20050199500A1，US6919058B2，US20030166265A1，WO9533986A1）等。對於第二步，微池的隔離方式比較有限，只有管路變形隔離（US6627159），礦物油/矽油隔離（CN101590389A），空氣自然隔離。

管路變形隔離是採用外部設備將附有壓敏膠的金屬基材變形，進而堵塞流路。此方法的缺陷是無法自動化，對晶片基材的材質有限制性要求，而且壓敏膠的成分會對反應器產生干擾。礦物油隔離是在試劑完成分配後，再次加入礦物油，利用油/水的表面張力差異來進行隔離。此方法的缺陷是需要使用者二次加樣，而且由於晶片通常使用膠條封閉進出口，礦物油會溶蝕膠條造成試劑泄露，污染環境。

空氣自然隔離是在試劑完成分配後，原來的主通道就變為了空氣，利用自然形成的空氣間隔來隔離。此方法原理簡單，使用方便，但缺陷也最突出。在實際使用過程中，包含微池的晶片通常是整體溫度控制，而晶片的不同區域存在材質、結構差異，這就導致微池內的液體會逐漸蒸發並在沒有液體的主通道內冷凝，冷凝出的小液滴會逐漸擴大甚至形成液膜。蒸發首先導致各反應池試劑不同程度的減少，損害各微池的均一性（見圖2）；而且形成的液膜會連通各微池，造成交叉污染，損害各微池的獨立性（見圖3）。

發明內容

專利目的

《一種微流控晶片及其套用》的目的是提供一種微流控晶片及其在套用，所述微流控晶片設有局部溫度控制裝置，可以控制晶片內主通道內溫度高於微池內溫度，可以有效避免微池試劑減少並避免冷凝液體產生液膜，保證微池的均一性和獨立性。

技術方案

所提供的一種微流控晶片，包括基片和蓋片；所述基片上設有微反應器陣列；所述微反應器陣列包括至少1個主通道和至少2個分別與所述主通道相連通的微池；

所述微流控晶片還包括至少1個局部溫控裝置，所述局部溫控裝置對所述主通道加熱或對所述微池進行冷卻。

上述的微流控晶片中，所述微流控晶片包括2個平行的主通道，所述2個主通道之間連通有若干個所述微池；

所述局部溫控裝置為設定於所述蓋片上的Pt電極，所述Pt電極與所述主通道的位置相應。

《一種微流控晶片及其套用》所提供的第2種微流控晶片，所述微流控晶片包括2個平行的主通道，所述2個主通道之間連通有若干個所述微池；

所述局部溫控裝置為設定於玻璃基片上的冷卻管路，所述玻璃基片貼附於所述基片或蓋片上，且所述冷卻管路與所述微池的位置相應。

《一種微流控晶片及其套用》所提供的第3種微流控晶片，所述微流控晶片包括1個圓形的主通道，所述主通道由若干個V型管路首尾連線而成；所述微池包括相連通的緩衝區和反應區；每個所述V型管路的頂部與所述緩衝區相連通；

所述局部溫控裝置為一環形的電阻膜；所述電阻膜設於所述基片或蓋片上且與所述基片或蓋片之間設有間距；所述電阻膜與所述主通道的位置相應。

上述的微流控晶片，所述電阻膜與所述基片或蓋片之間的間距為0~0.5毫米，但不為0；所述基片或蓋片上與所述電阻膜的空心部位相對應處設有定位孔。

上述的微流控晶片，所述基片的上表面為經矽烷化試劑疏水化的表面，所述疏水化的試劑可為十八烷基三氯矽烷、十八烷基三甲氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、異丁基三乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷或其同系物及其衍生物；

所述蓋片為一鋁箔膜；

所述微流控晶片還包括機械變形裝置，該機械變形裝置的凸台上設有若干個圓柱形凸起，若干個所述圓柱形凸起呈圓形排列且可與若干個所述緩衝區位置對應。

《一種微流控晶片及其套用》所提供的第4種微流控晶片，所述微流控晶片包括相連通的若干排主通道，所述若干排主通道呈矩形排列；所述主通道由若干個V型管路首尾連線而成，每個所述V型管路的頂部與所述微池相連通；

所述局部溫控裝置包括帕爾貼，所述帕爾貼上設有若干個導熱鋁塊；所述帕爾貼與所述基片或蓋片配合時，所述導熱鋁塊與所述主通道的位置相應。

《一種微流控晶片及其套用》所提供的第5種微流控晶片，所述微流控晶片包括1個螺旋形的主通道，所述主通道的外壁與若干個稱量池相連通，所述稱量池與所述微池相連通；

所述局部溫控裝置包括一環形的鋁箔和若干個呈環形排列的LED燈；所述環形的鋁箔貼附於所述基片或蓋片上且與所述主通道的位置相應；所述LED燈設於所述環形的鋁箔上且與所述環形的鋁箔之間設有間距。

上述的微流控晶片，所述LED燈與所述環形的鋁箔之間的間距為0~10毫米，但不為0；所述基片或蓋片上與所述鋁箔的空心部位相對應處設有定位孔。

《一種微流控晶片及其套用》所提供的第6種微流控晶片，所述微流控晶片包括1個由若干個橢圓形區域連線而成的圓形的主通道；每個所述橢圓形區域與所述微池相連通；

所述局部溫控裝置為一銅質圓環；所述銅質圓環貼附於所述基片或蓋片上且與所述微池的位置相應。

上述的微流控晶片，所述基片或蓋片上與所述銅質圓環的空心部位相對應處設有定位孔。

利用上述微流控晶片的保證微池均一性和獨立性的方法，包括如下步驟：開啟所述局部溫控裝置以對所述主通道進行加熱或對所述微池進行冷卻，使所述主通道內的溫度高於所述微池內的溫度，即可保證所述微池的均一性和獨立性。

《一種微流控晶片及其套用》還提供了上述微流控晶片在生物檢測或醫療檢驗中的套用；所述生物檢測或醫療檢驗具體可為免疫分析、核酸擴增反應、核酸雜交反應分析或蛋白一受體結合反應。

改善效果

《一種微流控晶片及其套用》提供的此微流控晶片，在局部溫控裝置的作用下，微池內的試劑不會在主通道內冷凝，這樣各微池內的試劑體積保持不變，保證了微池的均一性，主通道內沒有與各微池連通的液膜，保證了微池的獨立性。

附圖說明

圖1為有關微流控晶片中試劑分配後的微池示意圖。

圖2為對有關微流控晶片整體溫控時微池示意圖，此時各微池內液體的體積不再均一。

圖3為對有關微流控晶片整體溫控時微池示意圖，此時各微池內液體不再獨立。

圖4為實施例1中的微流控晶片示意圖。

圖5為實施例2中的微流控晶片示意圖。

圖6為實施例2中的電阻膜示意圖。

圖7為實施例2中實驗組的等溫擴增反應螢光圖。

圖8為實施例2中對照組的等溫擴增反應螢光圖。

圖9為實施例3中的微流控晶片示意圖。

圖10為實施例3中的紅外LED加熱裝置示意圖。

圖11為實施例4中的機械變形裝置示意圖。

圖12為實施例5中的微流控晶片示意圖。

圖13為實施例6中的微流控晶片示意圖。

圖14為實施例7中的微流控晶片示意圖。

圖15為實施例7中的帕爾貼示意圖。

圖16為對實施例7中的微流控晶片進行手動離心的示意圖。

其中，附圖示記說明如下：401主通道；402微池；403局部溫控區；501Pt電極；601反應區；602緩衝區；603定位孔；701電阻膜；1001稱量池；1002鋁箔圓環；1101紅外LED；1201圓柱形凸起；1301銅質圓環；1401冷卻管路。

技術領域

《一種微流控晶片及其套用》涉及一種微流控晶片及其套用，屬於微流控晶片領域以及生物檢測領域。

實施方式

• 實施例1、局部溫控區位於主通道區域，局部溫控裝置是晶片上的Pt電極

如圖4所示，微流控晶片包括兩層，基片是厚度為4毫米的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）片，蓋片是厚度為2毫米的玻璃底片；在基片的上表面上設定了微反應器陣列，微反應器陣列是根據公開號為CN1996009B的專利公開的方案設計的。微反應器陣列包括2個平行設定的主通道401，2個主通道401之間連線有多個微池402，其中微池402為類似梭形結構，最寬處6毫米，每個微池體積是144微升；主通道401寬4毫米，所有結構深度均為1毫米。在蓋片上製作了Pt電極501（斜線區域），Pt電極501與主通道401的位置相對應，形成局部溫控區403。

上述的微反應器陣列可通過雷射雕刻、機械加工或熱壓封接等相關技術製作。Pt電極501可通過濺射、濕法刻蝕等相關技術製作。PMMA蓋片和玻璃底片通過膠封接為一體。通過外接電源連線Pt電極501，目的為通過電極電阻只加熱局部溫控區403，而避免加熱微池402。

試劑為SDS溶液（10%質量濃度），試劑分配過程參見專利CN1996009B中的實施例1，需注意的是所使用的不相溶和不相反應的流體為空氣，即此時微流控晶片內只有微池有試劑，其餘部分為空氣。試劑分配步驟完成後，將晶片進出口密封，並置於烘箱內整體加熱，溫度為40攝氏度；同時通過Pt電極加熱並控制局部溫控區的溫度為90攝氏度，這樣加熱過程中，主通道區域的溫度一直比微池溫度高。

同時以無Pt電極的晶片作為對照。

加熱1小時，將晶片從烘箱內取出，顯微鏡觀察微池內溶液的體積變化，發現實驗組的微池內基本無氣泡，主通道內也沒有液滴和液膜，這說明微池的均一性和獨立性得到保證。而對照組的各微池內均有大小不一的氣泡，液膜將各微池連通，對照組微池均一性和獨立性均被損害。

• 實施例2、局部溫控區位於主通道區域，局部溫控裝置是晶片外部的電阻膜

如圖5所示，該實施例的微流控晶片包括兩層，蓋片是厚度為0.1毫米的PMMA膜，基片是厚度為2毫米的PMMA底片。在基片的上表面上設定了微反應器陣列。微反應器陣列可通過雷射雕刻、機械加工或熱壓封接等相關技術製作。基片和蓋片通過膠封接為一體。

微反應器陣列包括主通道401以及與主通道401並行連通的24個微池402，各個微池402之間的距離是相等的；其中主通道401是由24個V型管路首尾連線而成的圓形通道；微池402包括相連通的反應區601和緩衝區602，每個V型管路的頂端處均與一緩衝區602相連通；緩衝區602為圓柱形，底面直徑1.5毫米；反應區601也為圓柱形，底面直徑2毫米。局部溫控裝置為一環形的電阻膜701（如圖6所示），電阻膜701設於蓋片之上且與蓋片之間保持0.5毫米的距離，且電阻膜701與主通道401的位置相對應進而形成了局部溫控區403；基片和蓋片上與電阻膜701的空心部分的位置相應處設有一個旋轉軸定位孔603，其為一半圓，半徑為5毫米。

使用此晶片及配套裝置進行等溫擴增反應，實驗過程和結果如下：

一、晶片製備

引物序列如下：

A：TTGTAAAACGACGGCCAGTG，

B：GACCATGATTACGCCAAGCG，

C：GCTTATCGATACCGTCGACCTCGTACGACTCACTATAGGGCGAAT，

D：CAGCCCGGGGGATCCACTAGCCTCACTAAAGGGAACAAAAGC；

將引物A、B、C、D溶於水，得到含有4種引物的水溶液（A、B、C、D在溶液中的濃度均為0.1微摩爾/升）；取0.7微升引物混合液點樣於PMMA底片的奇數反應區中（即1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23為陽性），偶數反應區不點樣（即2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24為陰性）。將點樣後的晶片置於50攝氏度烘箱中，30分鐘後取出（此時引物呈固態吸附在反應區底部），將晶片的底片和蓋片封接，室溫保存。

二、試劑加樣和分配

擴增反應液的組成：由體系和模板組成。體系組成如下：

模板是EZ-T載體質粒DNA購自北京康潤誠業生物科技有限公司，貨號：T168-10，濃度為10copies/微升。體系:模板=23:2，體積比。

使用注射泵往主通道401中加樣，流速為60微升/分鐘，試劑進入主通道，然後封閉進樣口和出樣口。將晶片固定在離心機的旋轉軸上，轉速5000轉/分鐘，30秒後，試劑從主通道401進入微池402的反應區601，主通道401內剩餘空氣，試劑分配步驟完成。

三、晶片檢測過程

將晶片放入檢測儀器，檢測儀器的整體溫控設備（圖中未顯示）對晶片整體執行溫度控制，67攝氏度保持73分鐘；同時儀器內的電阻膜701控制溫度在69攝氏度，保持73分鐘。這樣檢測過程中局部溫控區403的溫度均比微池402內溫度高。

同時以沒有電阻膜的檢測儀器進行對照，比較二者之間的陽性擴增時間（Tp值）差異和陰性擴增情況。對照組的試劑和晶片均與實驗組相同。

擴增反應效果通過實時螢光檢測來檢驗。螢光染料可以指示反應進行程度。只檢測微池402的反應區601。

四、實驗結果

圖7為實驗組等溫擴增反應螢光強度隨反應時間變化的擴增曲線；圖8為對照組擴增曲線。其中A均為奇數孔，B均為偶數孔。

如圖7，實驗組（有電阻膜701加熱局部溫控區403）的奇數孔擴增曲線平滑，無明顯抖動，各孔的Tp值差異很小；偶數孔在73分鐘內均無擴增，保持陰性。這說明各反應區601內試劑體積均不變，反應區601內無氣泡；奇數孔和偶數孔之間沒有交叉污染。

如圖8，對照組（無電阻膜701加熱局部溫控區403）的奇數孔擴增曲線明顯抖動，極大影響軟體判讀，各孔的Tp值差異很大；偶數孔在58分鐘開始出現假陽性擴增。這說明個微池內試劑體積有不同程度的減少，不同的反應體積進而引起Tp值差異急劇增大，同時出現的氣泡干擾了儀器檢測，導致擴增曲線抖動；隨著微池內液體持續蒸發並冷凝在主管道內，液膜連通了奇數孔和偶數孔，導致偶數孔出現假陽性擴增。

反應結束後，將晶片從檢測儀器內取出，顯微鏡觀察微池體積變化，發現實驗組的微池內基本無氣泡，而對照組的各微池內均有大小不一的氣泡，這些現象與擴增曲線結果相符。

實驗表明，使用電阻膜701對晶片的局部溫控區403（主通道區域）局部加熱，可以避免微池試劑在其他區域冷凝，這樣反應過程中微池反應體積不變，各微池之間沒有交叉污染，即微池的均一性和獨立性得到保證。

• 實施例3、局部溫控區位於主通道區域，局部溫控裝置是晶片外部的紅外LED燈

如圖9所示，該實施例的晶片包括三層，上層是厚度0.05毫米的鋁箔圓環1002，中層是厚度為0.1毫米的PMMA膜（蓋片），下層是厚度為2毫米的PMMA底片（基片）。在下層底片的上表面上設定了微反應器陣列。該實施例中的微反應器陣列包括呈螺旋形的主通道401，主通道401的外側壁與24個均勻排列的稱量池1001相連通，稱量池1001與微池402相連通；主通道401寬度為1.5毫米；微池402為圓柱形，底面直徑2毫米；鋁箔圓環1002貼附在蓋片上，且與主通道401的位置相應形成了局部溫控區403；如圖10所示，局部溫控裝置為呈環形排列的4個紅外LED1101，波長850納米，功率5瓦；紅外LED1101設於鋁箔圓環1002的上方，且之間設有10毫米的間距；基片和蓋片上與鋁箔圓環1002的空心部分相應處設有一個旋轉軸定位孔603，為一半圓，半徑為5毫米。

使用注射泵往主通道401中加樣，流速為60微升/分鐘，試劑進入主通道401，然後封閉進樣口和出樣口。將晶片固定在離心機的旋轉軸上，轉速600轉/分鐘，30秒後，試劑隨螺旋形主通道401依次充滿各稱量池1001；然後以轉速5000轉/分鐘離心，10秒後，試劑從稱量池1001進入微池402，主通道401和稱量池1001內剩餘空氣，試劑分配步驟完成。

晶片檢測過程與實施例2相同。當紅外LED1101照射時，鋁箔圓環1002會吸收熱量並升高主通道401內溫度，而晶片的其他區域由於PMMA材質對紅外光的低吸收性，溫度幾乎不變。通過控制紅外LED1101的電壓和照射時間，可以將主通道401內溫度範圍控制在68-72攝氏度。而檢測儀器的整體溫控設備（圖中未顯示）控制晶片的微池區域溫度為67攝氏度。

加熱1小時，將晶片取出，顯微鏡觀察發現各微池內試劑體積基本無變化，微池內只有極少量氣泡，主通道內也沒有液滴和液膜，這說明微池的均一性和獨立性得到保證。

• 實施例4：局部溫控區位於主通道區域，局部溫控裝置是晶片外部的電阻膜；晶片同時存在局部溫控區、緩衝區、疏水化表面

該實施例的微流控晶片與實施例2類似，但上層0.1毫米的PMMA膜換成了厚度為0.1毫米的鋁箔膜。此外還對下層PMMA底片進行了疏水化處理，過程如下：取洗淨的PMMA晶片，用等離子進行處理，條件是O₂流量40標準毫升/分鐘，壓強18帕，等離子功率130瓦，持續時間10分鐘。將處理後的晶片浸泡於十八烷基三甲氧基矽烷溶液內（1%，體積比，溶劑為正己烷），4小時（預先通N₂氣保護）後取出晶片。再用正己烷清洗晶片並吹乾，置於70攝氏度烘箱中抽真空烘乾1小時。再用無水甲醇清洗，再置於烘箱中抽真空2小時。

試劑分配步驟與實施例2相同，之後將晶片進出口密封。將機械變形裝置（如圖11）倒置在晶片上，機械變形裝置上的24個圓柱形凸起1201要與晶片的24個緩衝區602對應，手工施加一定壓力，晶片的上層鋁箔膜會凹陷進入緩衝區602，調整手工施加的壓力，凹陷的鋁箔膜可以完全阻斷反應區601和主通道401的氣液傳輸路徑。

晶片的反應過程和檢測過程與實施例2相同，1小時後，將晶片取出，發現各微池內試劑體積完全無變化，微池內完全無氣泡，主通道內也沒有液滴和液膜，這說明微池的均一性和獨立性得到保證。

在此實施例中，使用三種方式即局部溫控區升溫、緩衝區變形、晶片疏水化共同保證微池的獨立性，避免微池之間的交叉污染。即使其中的任意兩種方式失效，剩餘的方式仍有效。局部溫控區升溫可以儘量減少試劑在其他區域冷凝，緩衝區變形可以完全隔離微池之間氣液傳輸，疏水化表面儘管不能減少蒸發，但可以使得冷凝的試劑聚集成孤立的液滴而非鋪展的液膜，避免微池之間連通。

• 實施例5、局部溫控區位於微池區域，局部溫控裝置是銅質散熱圓環

如圖12所示，該實施例的晶片包括三層，上層是厚度為2毫米的PMMA蓋片，中層是厚度為1毫米的PMMA基片，下層是一銅質圓環1301。在中層PMMA片的上表面上設定了微反應器陣列。微反應器陣列可通過雷射雕刻、機械加工或熱壓封接等相關技術製作。上層PMMA蓋片和中層PMMA底片通過熱壓封接為一體。下層銅質圓環1301和晶片通過膠粘接為一體。

中層PMMA片的微反應器陣列包括由24個橢圓形區域連線而成的圓形的主通道401；每個橢圓形區域與微池402相連通；其中橢圓形區域深0.7毫米，長軸4.5毫米，短軸2毫米；主通道401的其他區域寬1毫米，深0.2毫米；微池402為圓柱形，底面直徑3毫米，深0.7毫米；局部溫控裝置為一銅質圓環1301，厚度1毫米，該銅質圓環1301貼附於蓋片上且與微池402的位置相應，形成了局部溫控區403；基片或蓋片上與銅質圓環1301的空心部分的位置相應處設有1個旋轉軸定位孔603，為一半圓，半徑為5毫米。

局部溫控區403位於微池區域，使用銅質圓環1301對局部溫控區403散熱。檢測儀器的光路通過上層PMMA透明蓋片檢測信號，因此銅質圓環並不影響信號採集。晶片直徑62毫米，圓環直徑75毫米，因此銅質圓環的外沿暴露於檢測儀器的整體溫控設備（圖中未顯示）的外部，由於銅的導熱係數是401瓦/米·度，此時銅質圓環起到對微池區域散熱的作用。

試劑分配步驟與實施例2類似，試劑通過離心進入微池402，主通道401的橢圓形區域和其他區域剩餘空氣。晶片的檢測過程與實施例2類似，將晶片放入檢測儀器，檢測儀器的整體溫控設備（圖中不顯示）對晶片整體執行溫度控制，67攝氏度保持73分鐘；由於銅質圓環的散熱作用，局部溫控區403的實際溫度是66.9攝氏度。這樣檢測過程中微池402的溫度均比主通道401內溫度低。

1小時後，將晶片取出，發現各微池內試劑體積基本無變化，微池內只有極少量氣泡，主通道內也沒有液滴和液膜，這說明微池的均一性和獨立性得到保證。

• 實施例6、局部溫控區位於微池區域，局部溫控裝置是裝有冷卻管路

如圖13所示，晶片與實施例1類似，但包括三層，上層是厚度為4毫米的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）蓋片，中層是厚度為0.05毫米的PDMS膜，下層是厚度為2毫米的玻璃底片。在上層蓋片的下表面上設定了微反應器陣列，微反應器陣列是根據專利CN1996009B中的方案設計的。中層PDMS膜無結構，在下層玻璃底片的上表面上製作了冷卻管路1401。冷卻管路1401與微池402的位置相應，形成了局部溫控區403；下層玻璃底片的結構深度均為0.2毫米，可通過濕法刻蝕等相關技術製作。通過膜片泵向冷卻管路1401內輸送環境空氣，目的為只冷卻微池區域402，而避免冷卻主通道401。

試劑分配步驟與實施例1相同，之後將晶片進出口密封，並置於烘箱內整體加熱，溫度為70攝氏度；同時使用膜片泵向冷卻管路1401輸送外界環境空氣，控制流速為1升/分鐘。

1小時後，將晶片取出，發現各微池內試劑體積基本無變化，微池內只有極少量氣泡，主通道內也沒有液滴和液膜，這說明微池的均一性和獨立性得到保證。

• 實施例7、局部溫控區位於主通道區域，局部溫控裝置是帕爾貼

如圖14，該實施例所用晶片與實施例2外形類似，但微池排列方式是矩形，即微池402是矩形排列；沒有緩衝區，沒有旋轉軸定位孔。其他尺寸與實施例2相同。

其包括相連通的5排主通道401，並呈矩形排列；每排主通道401由多個V型管路首尾連線而成，每個V型管路的頂部與微池402相連通；局部溫控裝置包括帕爾貼1602，帕爾貼1602上設有5個導熱鋁塊1601；當帕爾貼1602與基片配合時，5個導熱鋁塊1601與每排主通道401的位置相應，形成了局部溫控區403。

如圖15所示，使用帕爾貼1602對局部溫控區403加熱。加熱過程中，導熱鋁塊1601與晶片的下層PMMA板緊密貼合，並與局部溫控區403對應。儘管不對微池402加熱，但由於熱傳導作用，微池402可以保持稍低的溫度。

該實施例中，試劑分配過程不需注射泵和離心機。手工操作移液器向主通道401中加樣，然後封閉進樣口和出樣口。如圖16所示，手持晶片，以腕部或肘部為軸心，向下猛甩晶片（如同甩去手上水滴），試劑從主通道401進入微池402，主通道401剩餘空氣，試劑分配步驟完成。

晶片置於檢測儀器內，控制帕爾貼加熱模組的溫度為72攝氏度；此時微池402的實際溫度為67攝氏度，整個檢測過程中局部溫控區403的溫度均比微池402內溫度高。

加熱1小時，將晶片取出，顯微鏡觀察發現各微池內試劑體積基本無變化，主通道內也沒有液滴和液膜，這說明微池的均一性和獨立性得到保證。

專利榮譽

2021年6月24日，《一種微流控晶片及其套用》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。