阅读说明：本技术 微流控芯片、微流控反应系统及驱动方法 (Microfluidic chip, microfluidic reaction system and driving method ) 是由 闵小平 葛胜祥 张师音 张东旭 苏晓崧 付达 翁振宇 陈文堤 翁祖星 宋浏伟 张 于 2018-06-06 设计创作，主要内容包括：本公开涉及一种微流控芯片、微流控反应系统及反应方法。微流控芯片(100)包括：反应芯片本体(110),具有至少一个流道和至少一个反应腔(131,132,133),所述至少一个流道分别与所述至少一个反应腔(131,132,133)直接连通或阀控连通；和取样机构,设置在所述反应芯片本体(110)上,并与所述至少一个流道连通,用于从独立于所述微流控芯片(100)的试剂存储结构(200)提取试剂样本,并提供给所述反应腔(131,132,133)。通过在反应芯片本体上设置取样机构,并利用取样机构对独立于微流控芯片的试剂存储结构提取试剂样本,这样就能减少或消除对反应芯片本体内试剂存储和释放结构的依赖,从而简化微流控芯片的整体结构设计,降低芯片的保存要求。(The disclosure relates to a microfluidic chip, a microfluidic reaction system and a reaction method. The microfluidic chip (100) comprises: a reaction chip body (110) having at least one flow channel and at least one reaction chamber (131, 132, 133), the at least one flow channel being in direct or valve-controlled communication with the at least one reaction chamber (131, 132, 133), respectively; and a sampling mechanism disposed on the reaction chip body (110) and communicating with the at least one flow channel, for extracting a reagent sample from a reagent storage structure (200) independent of the microfluidic chip (100) and providing the reagent sample to the reaction chamber (131, 132, 133). The reaction chip body is provided with the sampling mechanism, and the sampling mechanism is used for extracting the reagent sample from the reagent storage structure independent of the micro-fluidic chip, so that the dependence on the reagent storage and release structure in the reaction chip body can be reduced or eliminated, the overall structure design of the micro-fluidic chip is simplified, and the storage requirement of the chip is reduced.)

微流控芯片、微流控反应系统及驱动方法

技术领域

本公开涉及一种微流控芯片、微流控反应系统及驱动方法。

背景技术

临床当场即时检验(Point-Of-Care Testing，简称POCT)是指任何由医院专业人士或非专业人员在检测中心以外进行的检测，也称为床边检验。它借助一体化检测器或便携式仪器，实施现场便捷检测，降低检测等待时间，使烦琐的检验过程得以简化，并取代了需要较高维护成本的传统仪器设备，缓解临床应用对高端仪器和中心医院检验中心的依赖。因此，POCT技术目前正成为医学诊断技术领域的研发热点。

在20世纪90年代初出现了微流控芯片(Microfluidic Chip)技术，配合相应的驱动和检测仪器，通过对流体的控制可以在一块芯片上实现诊断检测中常见的试剂保存和释放、混匀、稀释、洗涤、反应、结果监测等实验步骤，从而使得整个检测系统(芯片和仪器)小巧、集成度高，在不损失检测灵敏度的前提下，能够简化检测流程，降低对检测人员和环境条件的要求，实现现场检测。因此，微流控芯片基于其自身的微型化、集成化、自动化的特性，高度切合POCT检测技术的发展需求，对优化临床检测具有重要意义。

在相关技术中，微流控芯片除了具有反应结构之外，还设有试剂存储和释放的相关结构，使得微流孔芯片在整体结构设计上较为复杂，不容易进行产业化，而且对芯片保存的要求也比较高。另外，微流控芯片在使用时往往需要进行各种试剂的混合反应，而现有的微流控芯片在存储试剂后难以对试剂的种类和容量进行适应性的调整。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种微流控芯片、微流控反应系统及驱动方法，能够有利于试剂的长期可靠保存。

在本公开的一个方面，提供一种微流控芯片，包括：

反应芯片本体，具有至少一个流道和至少一个反应腔，所述至少一个流道分别与所述至少一个反应腔直接连通或阀控连通；和

取样机构，设置在所述反应芯片本体上，并与所述至少一个流道连通，用于从独立于所述微流控芯片的试剂存储结构提取试剂样本，并提供给所述反应腔。

在一些实施例中，所述取样机构包括：

进样针，与所述至少一个反应腔中的所有或部分选择性地连通；

其中，所述进样针的针身具有中空通道，所述针身的尖端部分能够进入所述试剂存储结构。

在一些实施例中，所述取样机构还包括：

开孔针，直径大于所述进样针的直径，用于在所述试剂存储结构上形成供所述进样针进入的通道。

在一些实施例中，所述反应腔包括第一端口和第二端口，所述第一端口与所述流道连通，所述第二端口可操作地与气体驱动装置连接，所述反应腔被配置为在所述气体驱动装置的气体驱动下，经由所述流道输入或输出试剂样本。

在一些实施例中，所述气体驱动装置包括：

蠕动泵、真空泵或注射泵，具有软管；和

真空吸盘，设置在所述软管的端部，用于选择性地与所述第二端口形成密封连接。

在一些实施例中，在所述第二端口设有柔性密封材料，所述气体驱动装置包括：

注射器，具有可穿透所述柔性密封材料的针头部。

在一些实施例中，所述反应芯片本体还包括控制阀门，串联设置在所述取样机构与所述反应腔之间的流路上。

在一些实施例中，所述反应芯片本体包括多个反应腔，所述控制阀门通过所述流道分别与各个反应腔连接，用于控制各个所述反应腔之间和/或所述取样机构与各个所述反应腔之间的流道的选通和/或开度控制。

在一些实施例中，所述多个反应腔包括第一反应腔，在所述第一反应腔上用于与所述流道连接的第一端口位于所述第一反应腔的底部。

在一些实施例中，所述多个反应腔包括第二反应腔，在所述第二反应腔上用于与所述流道连接的第一端口位于所述第二反应腔的顶部。

在一些实施例中，在所述第二反应腔内设有废液吸附材料。

在本公开的一个方面，提供一种微流控反应系统，包括：

前述的微流控芯片，和

试剂存储结构，具有多个用于存储试剂样本的存储仓。

在一些实施例中，所述存储仓包括以下中的至少一种：

储液仓，用于存储液体试剂；和

冻干储仓，用于存储冻干试剂。

在一些实施例中，所述取样机构包括进样针，所述进样针能够在受驱动时进入所述冻干储仓，并向所述冻干储仓注入溶解液，然后将被所述溶解液溶解的冻干试剂吸取到所述反应腔。

在一些实施例中，所述存储仓包括仓体，所述仓体具有开放端和封闭端，所述开放端通过密封膜进行密封，所述封闭端被配置为锥体形。

在一些实施例中，所述存储仓还包括：

至少一个洗涤液仓，用于存储相同或不同的洗涤液。

在一些实施例中，在多个存储不同洗涤液的洗涤液仓中，洗涤液的液面被配置为按照洗涤顺序依次增高。

在一些实施例中，所述试剂存储结构包括废液仓，用于接收所述取样机构排出的废液。

在本公开的另一个方面，提供一种基于前述的微流控反应系统的驱动方法，包括：

取样工况：通过微流控芯片的取样机构从试剂存储结构提取至少一种试剂样本，并提供给所述微流控芯片的反应腔；

反应工况：通过所述反应腔接收至少一种试剂样本，以进行试剂样本的反应过程。

在一些实施例中，在取样工况下还包括：

通过所述取样机构的开孔针在所述试剂存储结构上形成供所述取样机构的进样针进入的通道；

驱动所述进样针沿所述通道进入所述试剂存储结构，以便从所述试剂存储结构中吸取试剂样本。

在一些实施例中，还包括：

清洗工况：将所述进样针按照洗涤顺序依次在所述试剂存储结构中的至少一个洗涤液仓进行洗涤。

在一些实施例中，在取样工况下还包括：

驱动所述进样针进入所述试剂存储结构中的冻干储仓，并向所述冻干储仓注入溶解液；

通过气体驱动装置驱动被所述溶解液溶解的冻干试剂经由所述进样针吸取到所述反应腔。

因此，根据本公开实施例，通过在反应芯片本体上设置取样机构，并利用取样机构对独立于微流控芯片的试剂存储结构提取试剂样本，这样就能减少或消除对反应芯片本体内试剂存储和释放结构的依赖，从而简化微流控芯片的整体结构设计，降低芯片的保存要求。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是示意性地示出根据本公开一些实施例的微流控反应系统的结构示意图；

图2是示意性地示出根据本公开另一些实施例的微流控反应系统的结构示意图；

图3是示意性地示出根据本公开又一些实施例的微流控反应系统的结构示意图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1是示意性地示出根据本公开一些实施例的微流控反应系统的结构示意图。

在图1中，微流控反应系统包括微流控芯片100和试剂存储结构200。试剂存储结构200独立于微流控芯片100，并具有多个用于存储试剂样本的存储仓210。存储仓210可用来存储各种形态的试剂样本，也可用来存储试验用的各种辅助液态介质，例如溶解液或洗涤液等。

在一些实施例中，存储仓210可包括以下中的至少一种：用于存储液体试剂的储液仓和用于存储冻干试剂的冻干储仓。液体试剂是指液体形态的试剂，而冻干试剂是指通过真空冷冻升华干燥法(也称冻干法)制成的试剂，通常呈粉末状，也可添加塑形剂，以使试剂呈团状。在另一些实施例中，存储仓210还可以包括至少一个洗涤液仓，用于存储相同或不同的洗涤液。这些洗涤液可用于清洗微流控芯片100的内部或外部结构，或者用于清洗其他试验用的器件。在又一些实施例中，试剂存储结构200还可以包括废液仓，用于接收所述取样机构排出的废液，从而给微流控芯片100提供实验时的废液收集提供便利。

在存储仓的结构设置上，参考图1所示的一些实施例，存储仓210包括仓体。仓体可采用生物兼容性材料制成，例如采用金属或合金材料、高分子材料或无机材料等，以便长期与试剂接触而不产生反应。仓体具有开放端和封闭端211。开放端通过密封膜220进行密封。试剂可通过开放端被注入仓体内的存储空间中。而密封膜220可通过热压、激光焊接或胶粘地方式密封在开放端。密封膜220也可采用生物兼容性材料制成，例如塑料薄膜或金属箔复合膜(例如铝箔复合膜等)。密封膜220可实现良好的气密性、防潮、防氧气等高阻隔性，以便实现试剂的长期密封保存。

根据取样的需要，该密封膜220可被设置成受到预设压力后局部破裂，这样取样机构就可经破裂部位获取仓体内的试剂样本。而在另一些实施例中，该密封膜220也可被设置为可从开放端取下或可重复密封在开放端，以便根据需要调整仓体内的试剂量或种类。

参考图1，在一些实施例中，封闭端211被配置为锥体形(例如包括或不包括锥顶的圆锥体或棱锥体等的形状)。这样当封闭端211处于最低位置时(相当于仓体底部)，取样机构可进入仓体内并达到封闭端211，以便更完全地吸取仓体内的试剂样本，避免或减少仓体内的试剂样本的残留。

在图1中，试剂存储结构200可被设置为沿直线延伸的试剂条的形态，即多个存储仓210沿直线连续地或间隔地排列。在另一些实施例中，试剂存储结构200也可被设置为环形、圆形、矩形或不规则形等，多个存储仓210可根据试剂存储结构200的整体形状进行分布，例如形成矩形、圆形或环形阵列等。存储仓210也可从试剂存储结构200中分离或向试剂存储结构200中增加，而试剂存储结构200的整体形状也可由存储仓210的设置方式而被调整。

在上述的一些实施例中，试剂存储结构200的结构较为简单，便于制造，容易产业化生产，以便通过批量化生产来降低成本。在另一些实施例中，试剂存储结构200中的试剂可根据需要进行种类或量的调整，以适应不同的实验要求。

另外，试剂存储结构200可以采用目前较为成熟可靠的封存方式，从而实现试剂的长期保存。在一些实施例中，通过对冻干试剂的保存，使得试剂存储结构200的保存环境的要求能够相对降低，有利于试剂在常温下长期保存，从而有利于反应检测过程走出实验室，实现现场检测。

参考图1，在一些实施例中，微流控芯片100包括：反应芯片本体110和取样机构。反应芯片本体110具有至少一个流道和至少一个反应腔。在图1中，反应芯片本体110内设有三个反应腔，分别为反应腔131、反应腔132和反应腔133。在反应腔131、反应腔132和反应腔133上还分别连通了流道141、流道142和流道143。反应腔与流道之间可直接连通，也可通过控制阀门实现阀控连通。在另一些实施例中，反应芯片本体110内也可设置单一的反应腔，或者设置单一的流道。

取样机构设置在反应芯片本体110上，并与至少一个流道连通，用于从独立于所述微流控芯片100的试剂存储结构200提取试剂样本，并提供给反应腔。通过反应腔可实现试剂样本的混合、反应、洗涤和/或排废液等操作，在此基础上可更加容易的实现诸如免疫、分子等比较复杂的诊断检测过程。在一些实施例中，反应芯片本体110内可不存储试剂样本，只在需要时通过取样机构从该试剂存储结构200提取试剂样本。通过剥离反应芯片本体110的试剂存储及释放等部分，可以简化反应芯片本体110的结构设计和保存，从而使得微流控芯片100更容易产业化生产，以便通过批量化生产来降低成本。另外，通过将试剂的存储和试剂的反应芯片的分离，使生化实验的实验步骤和实验参数可根据实际需要进行适应性的调整，从而使生化实验的通用性增加。

在图1中，取样机构与反应腔131、反应腔132和反应腔133分别通过控制阀门150和流道连通。取样机构获得的试剂可经由流道144达到控制阀门150，再经由控制阀门150所选通的某一个流道(例如流道141)来接通该流道所连接的反应腔(例如反应腔131)。相应的，各个反应腔内的试剂样本、反应产物或者废液也可通过流道排出到其他反应腔或者芯片外部。例如经由取样机构向外排出试剂样本、反应产物或者废液。

参考图1，取样机构可包括进样针121。进样针121的针身可采用塑料或金属等制成，能够不与试剂反应，并具有耐酸碱性。进样针121的针身具有中空通道，并与反应芯片本体110内的至少一个反应腔中的所有或部分选择性地连通，以便将吸取的试剂输入到某个或某些反应腔内，或者将某个或某些反应腔内的物质向芯片外输出。另外，进样针121的针身可被构造成内外光滑，以减少试剂残留。

在进样针121相对于试剂存储结构200相向运动时，进样针121的针身的尖端部分可进入所述试剂存储结构200。为了实现进样针121相对于试剂存储结构200的相向运动，可在反应芯片本体110上设置驱动装置(例如微型的驱动马达、气缸等)，并对进样针121的运动进行驱动。在另一些实施例中，也可以设置驱动装置对反应芯片本体110的运动进行驱动，以带动进样针121运动。又或者，利用驱动装置驱动试剂存储结构200运动，以实现进样针121相对于试剂存储结构200的运动。

进样针121可在驱动装置(例如电机)的作用下刺入试剂存储结构200。例如进样针121刺入存储仓210上设置的密封膜220，以便对存储仓210内部的试剂进行获取。对于封闭端211被配置为锥体形的一些实施例，进样针121可抵达封闭端211，以便更完全地吸取存储仓210内的试剂样本，避免或减少试剂样本的残留。

在前面已提到在一些实施例中的存储仓210可包括冻干储仓。由于冻干储仓内的冻干试剂处于粉末状，因此可驱动进样针121进入冻干储仓，并向冻干储仓注入溶解液，从而使冻干试剂在溶解液的浸泡下溶解，形成溶解的冻干试剂。被溶解液溶解的冻干试剂可随后被进样针121吸取到对应的反应腔内。进样针121所注入的溶解液可来自于微流控芯片100自身，也可来自试剂存储结构200的其他存储仓，或者来自其他来源。

进样针和反应腔及流道等可能会在多次实验或者单次实验的多个实验步骤中使用。为了避免在前实验或实验步骤中的样品遗留造成在后实验或在后实验步骤中的样品污染，可在需要时对进样针、反应腔或流道进行清洗。例如在完成一个反应腔的反应后，向该反应腔注入清洗液进行洗涤，待洗净后才允许该反应腔进行后面的实验步骤。

为了方便反应腔及流道的清洗，在一些实施例中的存储仓210还可包括至少一个洗涤液仓，用于存储相同或不同的洗涤液。进样针121在从洗涤液仓吸取洗涤液时，内部的中空通道可达到洗涤的效果。而为了使进样针121的外壁也保持洁净，则可使洗涤液的液面高于存储试剂样本的存储舱中的液体试剂液面。在进行洗涤时，可使进样针121对洗涤液少量多次地进行吸取，以便获得更好的洗涤效果。

对于需要多次洗涤的情形，则可在多个存储不同洗涤液的洗涤液仓中，将洗涤液的液面被配置为按照洗涤顺序依次增高。这样按照洗涤顺序进行洗涤时，确保进样针121外壁上附着的在前洗涤液能够被液面更高的在后洗涤液洗净。

参考图1，在一些实施例中，反应腔至少包括两个端口。例如图1中的反应腔131包括第一端口131a和第二端口131b，反应腔132包括第一端口132a和第二端口132b，反应腔133包括第一端口133a和第二端口133b。第一端口131a、132a、133a可分别与流道141、142、143连通。这些流道可通过反应芯片本体110包括的控制阀门150实现自身与其他流道、反应腔或取样机构之间的选通和/或开度控制。控制阀门150也通过流道分别与各个反应腔131、132、133连接，用于控制各个反应腔131、132、133之间和/或取样机构与各个反应腔之间的流道的选通和/或开度控制。

在图1中，第二端口131b、132b、133b可操作地与气体驱动装置300连接。相应地，反应腔131、132、133可被配置为在气体驱动装置300的气体驱动下，经由所述流道输入或输出试剂样本。也就是说，通过气体驱动装置对气压的控制，可实现反应腔的输入或输出。当气体驱动装置向反应腔内注入气体时，会使得反应腔内的气压增加，从而使反应腔内的物质经由流道排出到其他反应腔、流道或者芯片外部。而当气体驱动装置从反应腔内抽吸气体时，会使得反应腔内的气压降低，形成负压，从而使其他反应腔、流道或者芯片外部的物质流入该反应腔。通过气体驱动装置的操作，配合着取样机构对试剂存储结构中的多种试剂的顺序获取，可实现试剂存储结构200中多种试剂的顺序释放、混合以及多步的转移反应等，从而使微流控反应系统的设计和控制更加简单，可靠性更高。

在一些实施例中，反应芯片本体110包括多个反应腔，以实现若干步试剂样本的生物化学反应。在这些反应腔中包括第一反应腔(例如图1中的反应腔131和132)。第一反应腔上用于与所述流道连接的第一端口位于所述第一反应腔的底部。当气体驱动装置300对第一反应腔进行抽气时，液体试剂会被吸入第一反应腔，并且液体试剂的液面高于第一端口。持续抽气至液体试剂全部吸入第一反应腔后，继续吸气并控制吸气速度，则可使空气形成气泡，并在液体试剂液面上方破裂，而液体试剂不会被吸出第一反应腔。通过这种反应腔结构和吸气方式，可将多种不同的液体试剂按照实验要求顺序地吸入相同的第一反应腔进行反应。而当气体驱动装置300向第一反应腔吹气时，则可以将第一反应腔内的液体物质排出。

在另一些实施例中，反应芯片本体包括多个反应腔，以实现若干步试剂样本的生物化学反应。在这些反应腔中包括第二反应腔(例如图1中的反应腔133)。第二反应腔上用于与所述流道连接的第一端口位于第二反应腔的顶部。当气体驱动装置300对第二反应腔进行抽气时，液体试剂会被吸入第二反应腔，并且第一端口始终高于液体试剂的液面。这种第二反应腔的结构中的液体试剂很难被排出，可作为接收废液的废液腔使用。进一步地，还可在第二反应腔内设置废液吸附材料，例如滤纸等，以便通过吸附废液的方式来固定废液。当然，第二反应腔也可以用于试剂样本的反应使用，通过气体驱动装置300对第二反应腔的抽气作用可将多种试剂分别吸入到第二反应腔内进行反应。

反应芯片本体110内的反应腔的数量及类型可根据实验需要进行设计和选择。例如在一些实施例中可只包括第一反应腔或者第二反应腔，在另一些实施例中也可同时包括第一反应腔和第二反应腔，并根据实验需要选择适合的反应腔。

参考图1，在一些实施例中，气体驱动装置300包括：具有软管320的蠕动泵310和真空吸盘330。真空吸盘330设置在所述软管320的端部，用于选择性地与不同的反应腔的第二端口(例如图1中的第二端口131b、132b、133b)形成密封连接。在本实施例中，蠕动泵310能够通过对泵管的交替挤压和释放来泵送较小流量的气体，以实现反应腔内的气压变化，可满足微流控芯片对试剂样本的输送需求。当需要控制某个反应腔吸入或排出液体试剂时，可将真空吸盘330连接在该反应腔的第二端口。一个蠕动泵310可分时段实现多个反应腔的吸或排的操作。真空吸盘330可通过驱动机构(例如电机等)进行位置调整，以改变与不同的反应腔的第二端口的连接关系。在另一个实施例中，蠕动泵310也可替换为注射泵、真空泵等各种可驱动软管中空气的泵。

图2是示意性地示出根据本公开另一些实施例的微流控反应系统的结构示意图。

与之前已叙述的本公开各实施例相比，图2中的气体驱动装置300’可包括具有针头部341的注射器340。而在至少部分反应腔的第二端口上可设置柔性密封材料350，例如橡胶、硅胶或其他弹性高分子材料等。实验人员当需要对某个反应腔进行操作时，可将注射器340的针头部341穿透该反应腔的第二端口的柔性密封材料350。此时，柔性密封材料350仍保持着该反应腔的密封状态。根据实验需要，实验人员可操作注射器340向反应腔注入气体或从反应腔抽吸气体，从而改变反应腔内的气压。柔性密封材料350能够使得注射器340在驱动反应腔内的试剂的同时，实现反应腔的良好密封，尤其适用于一些反应过程中密封要求较高的场景。

图3是示意性地示出根据本公开又一些实施例的微流控反应系统的结构示意图。

参考图3，在一些实施例中，取样机构还包括开孔针122。开孔针122的直径大于所述进样针121的直径，用于在所述试剂存储结构200上形成供所述进样针121进入的通道。换句话说，当进样针121需要进入某个存储仓时，可先通过开孔针122在该存储仓的密封膜220上开出一个较大尺寸的孔。然后，进样针121可在不与密封膜220接触或摩擦的情况下，直接进入密封膜220上的开孔。这样可有效地避免进样针121外壁的试剂粘到密封膜220上而造成污染。开孔针可采用金属或塑料材料制成，其可设置为空心或实心。

在图3中，开孔针122可固定设置在进样针121的一侧，通过试剂存储结构200和取样机构之间的相对运动来分别实现开孔针开孔和进样针进针的动作。在另一些实施例中，开孔针122也可设置成相对于反应芯片本体可伸缩，并将开孔针122设置在进样针121的相邻位置或通过开孔针122的中空部分环绕进样针121。当需要开孔时，可使开孔针122伸出，在开孔后缩回。这样可减少试剂存储结构200和取样机构之间的相对运动。

在上述本公开的各实施例中，微流控芯片100或试剂存储结构200可根据需要设计为一次性用品，以避免试剂样本之间的污染。而在另一些实施例中，微流控芯片100或试剂存储结构200也可设计为多次使用。微流控芯片及试剂存储结构均可采用普通的现有材料(例如塑料、金属等)以医疗器械行业内的常见工艺(例如注塑等)制造，以降低材料和工艺成本。

基于前述任一种微流控反应系统的实施例，本公开还提供了对应的驱动方法，包括在取样工况和反应工况下的步骤，其中，在取样工况下，可通过微流控芯片100的取样机构从试剂存储结构200提取至少一种试剂样本，并提供给所述微流控芯片100的反应腔。而在反应工况下，可通过所述反应腔接收至少一种试剂样本，以进行试剂样本的反应过程。

在一些实施例中，取样工况下还可以包括：通过所述取样机构的开孔针122在所述试剂存储结构200上形成供所述取样机构的进样针121进入的通道。然后，驱动所述进样针121沿所述通道进入所述试剂存储结构200，以便从所述试剂存储结构200中吸取试剂样本。

此外，对于冻干试剂的提取，取样工况下还可以包括：驱动所述进样针121进入所述试剂存储结构200中的冻干储仓，并向所述冻干储仓注入溶解液。再通过气体驱动装置300或300’驱动被所述溶解液溶解的冻干试剂经由所述进样针121吸取到所述反应腔。

在另一些实施例中，驱动方法还可以包括清洗工况下的步骤，即：将所述进样针121按照洗涤顺序依次在所述试剂存储结构200中的至少一个洗涤液仓进行洗涤。

本说明书中多个实施例采用递进的方式描述，各实施例的重点有所不同，而各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于方法实施例而言，由于其整体以及涉及的步骤与微流控芯片及微流控反应系统实施例中的内容存在对应关系，因此描述的比较简单，相关之处参见对应的实施例的部分说明即可。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。