具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当使用术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示方位或位置关系时，是为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1和图2，本申请一实施方式提供了一种微流控芯片10，该微流控芯片10包括芯片主体110和液囊储存件120，芯片主体110上设置有进液口111，液囊储存件120位于芯片主体110上，液囊储存件120上设置有用于放置液囊130的液囊腔121，液囊腔121具有出液口122，出液口122与进液口111连通，液囊腔121中设置有尖刺件123；在液囊130放置于液囊腔121中时，液囊130与尖刺件123之间有间隔；在液囊130受到的挤压力超过预设值时，尖刺件123能刺破液囊130。通过在液囊130放置于液囊腔121中时液囊130与尖刺件123之间有间隔，使得液囊130在受到的挤压力(例如在运输和存储过程中受到的挤压力)不超过预设值时不被尖刺件123刺破，而在使用时施加超过预设值的挤压力则被尖刺件123刺破，从而降低了上述微流控芯片10的报废率。另外，传统的微流控芯片中的液囊的破裂是通过直接挤压液囊使得其靠近出液口一侧的铝箔破裂而液体流出，经本申请的研究发现，这种方式会使得液囊破裂情况随机性大，容易导致液体试剂进入芯片主体时的流速和流阻差异大，从而影响测试重复性和稳定性。因此，本申请通过尖刺件123的设置，使得液囊130在受到相同大小的挤压力(或者大于刺破液囊130的极限值的不同挤压力，因为在超过极限值后，挤压力的大小不会改变液囊130的开口大小，因而也不会影响流速及流阻)之后，多个液囊130的开口大小基本一致，从而使得各液囊130中流出的试剂的流速与流阻基本相同，从而提高上述微流控芯片10的检测重复性和稳定性。

具体地，尖刺件123刺破液囊130时，液囊130受到的挤压力的预设值，与液囊130的材料、液囊130放置于液囊腔121中时液囊130与尖刺件123之间的间隔距离、以及液囊130在运输和存储过程中受到的挤压力相关。具体的预设值可以根据液囊130的材料、液囊130放置于液囊腔121中时液囊130与尖刺件123之间的间隔距离、以及液囊130在运输和存储过程中受到的挤压力进行设定。可以理解的是，挤压力的预设值是基于液囊130实际受到的自液囊130向刺破件123靠近方向上的力设计。例如，在图示的实施例中，挤压力的预设值是基于液囊130能够承受竖直向下的力的大小设计。例如，若液囊130受到的是斜向下的力，则在竖直方向下的力则只是这个斜向下的力的分力，只要这个分力的大小没有超过预设值，则液囊130不被刺破。

在一些实施例中，液囊130的靠近尖刺件123侧的材料为铝箔、PET薄膜、PP薄膜或LDPE薄膜。在另一些实施例中，液囊130的靠近尖刺件123侧的材料为塑料薄膜与铝箔的复合膜。在一些实施例中，液囊130的靠近尖刺件123侧的厚度为50μm～200μm；液囊130的远离尖刺件123侧的材料为PP、HDPE、PVC和PET中的至少一种。液囊130是由上述材料(PP、HDPE、PVC和PET中的至少一种)通过吹塑或注塑工艺制备得到穹顶外壳结构。在一些实施例中，液囊130的远离尖刺件123侧的厚度为75μm～200μm。

在液囊130放置于液囊腔121中时，液囊130与尖刺件123之间的间隔距离为1mm～10mm。例如，2mm、5mm或8mm。液囊130与尖刺件123之间的间隔距离是指尖刺件123的靠近液囊130的最近处到液囊130的靠近尖刺件123的一侧的距离。可以理解的是，在液囊130放置于液囊腔121中时液囊130与尖刺件123之间的间隔距离，可以根据液囊130的材料进行调整。如果液囊130的材料是受到挤压容易发生形变而容易向尖刺件123靠近的材料，则液囊130与尖刺件123之间的间隔距离可以设置较远一些；如果液囊130的材料是受到挤压不容易发生形变而不容易向尖刺件123靠近的材料，则液囊130与尖刺件123之间的间隔距离可以设置较短一些。如此设置，可以使得上述微流控芯片10在运输和存储过程中不容易报废，使用时比较容易刺破。

具体地，芯片主体110是作为POCT产品的重要部件，芯片主体110包括有反应腔室及与反应腔室连通的流体通道。芯片主体110上设置有进液口111。进液口111与芯片主体110上的反应腔室连通。在检测时，用于检测的试剂从进液口111进入芯片主体110。

在一些实施例中，芯片主体110上设置有多个反应腔室，多个反应腔室通过流体流道连通。至少部分反应腔室具有各自的进液口111，此时，液囊储存件120也具有与这些反应腔室对应的液囊腔121及出液口122。在图示的实施例中，芯片主体110上具有六个间隔的进液口111，液囊储存件120也具有六个液囊腔121及六个出液口122。在图示的实施例中，为一个液囊腔121对应一个出液口122，一个出液口122对应一个进液口111。可以理解的是，在其他实施例中，还可以是一个液囊腔121对应多个出液口122。多个或一个出液口122对应一个或多个进液口111。进液口111和出液口122的数量可以根据实际情况进行调整。当然，在一些实施例中，芯片上的反应腔室也可以只有一个。此时，液囊储存件120上的液囊腔121也对应为一个。可以理解的是，进液口111与出液口122的大小没有特别限制，可以根据实际情况(例如液体试剂的流速/流量)进行调整。

在图示的实施例中，芯片主体110呈圆盘状。可以理解的是，在其他实施例中，芯片主体110的形状不限于圆盘片状，还可以是其他任意形状。例如，方块状或椭圆状等。在一些实施例中，芯片主体110的材料选自聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC/COP)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和氟塑料中的至少一种。可以理解的是，芯片主体110的材料不限于上述，还可以是其他材料。

请参阅图3～图5，液囊储存件120用于储存装有液体试剂的液囊130。具体地，液囊储存件120上设置液囊腔121，液囊腔121用于放置液囊130。在图示的实施例中，液囊储存件120呈圆盘状。可以理解的是，在其他实施例中，液囊储存件120的形状不限于上述，还可以根据实际需求进行调整。在图示的实施例中，液囊腔121的数量为六个。可以理解的是，在其他实施例中，液囊腔121的数量不限于上述，还可以根据实际情况进行调整。当然，液囊腔121的形状不限，但需与液囊130相匹配。例如，在图示的实施例中，液囊130大致呈半球形，液囊腔121的大致为底部向芯片主体110凹陷的柱状。

在一些实施例中，液囊储存件120的材料为刚性材料。通过采用刚性液囊储存件120，利用保护液囊腔121中的液囊130。

在一些实施例中，液囊腔121的底部为呈漏斗状，尖刺件123位于底部上，出液口122位于底部的距芯片主体110的距离最近处。通过将液囊130的底部设置为漏斗状，使得尖刺件123与液囊130之间有一定的间隔，而液囊130需要在受到的一定的挤压力才能被尖刺件123刺破，而非受到轻微挤压就能刺破，降低了上述芯片的报废率。另外，液囊130的底部呈漏斗状也便于液囊130中的液体试剂向芯片主体110流动，不容易浪费液体试剂。可以理解的是，在其他实施例中，液囊腔121的底部不限于漏斗状，还可以是其他向芯片主体110方向凹陷的曲面。

在一些实施例中，尖刺件123呈锥状或针状。在一个可选地具体示例中，尖刺件123呈圆锥状或三棱锥状。尖刺件123将液囊130的封膜刺穿后，随着刺入深度的增加，封膜被刺破的开口越大。在一些实施例中，尖刺件123的数量为多个，多个尖刺件123间隔地围绕出液口122排布。进一步地，多个尖刺件123到出液口122的中心的距离相等。在图示的实施例中，尖刺件123的数量为三个，三个尖刺件123间隔地围绕出液口122排布，三个尖刺件123到出液口122的中心的距离相等。可以理解的是，在其他实施例中，尖刺件123的数量不限于上述三个，还可以是其他数量，例如一个、两个、五个或六个等。

请参阅图6，在一些实施例中，尖刺件123上还设置有引流槽124。引流槽124与出液口122连通。引流槽124用于将液囊130中的液体引向出液口122。在图示的实施例中，引流槽124位于尖刺件123的靠近出液口122的一侧。可以理解的是，在其他实施例中，引流槽124的位置不限于上述，还可以位于尖刺件123的其他位置上。例如位于尖刺件123的远离出液口122的一侧。

请参阅图5，在一些实施例中，上述微流控芯片10还包括密封件125。密封件125位于液囊储存件120与芯片主体110之间，密封件125用于密封液囊储存件120与所芯片主体110之间的间隙。密封件125具有液体通道126，出液口122与进液口111经液体通道126连通。具体地，液囊储存件120具有出液通道，出液通道的一端与出液口122连通，另一端与进液口111连通。密封件125位于出液通道内，密封件125的外侧壁与出液通道的侧壁密封连接，密封件125靠近芯片主体110的外壁与芯片主体110密封连接。此时，从出液口122流出的液体试剂经液体通道126进入进液口111。可选地，密封件125为弹性密封件125。在一个可选地具体示例中，密封件125的材料为TPU、硅橡胶、橡胶或树脂。可以理解的是，密封件125的材料不限于上述，还可以是其他可以用于密封的材料。

可以理解的是，在一些实施例中，密封件125可以省略。此时，可以通过其他方式将液囊储存件120与芯片主体110之间并非供液体试剂流入芯片主体110的缝隙密封。例如，采用密封胶密封液囊储存件120与芯片主体110之间并非供液体试剂流入芯片主体110的缝隙。

在一些实施例中，上述微流控芯片10还包括液囊130。液囊130用于承装液体试剂。液体试剂的类型包括但不限于缓冲液(离子溶液、表面活性剂混合液)、反应液(抗原/抗体稀释液、)蛋白稀释液、磁性微粒稀释液、发光/荧光试剂稀释液、核酸稀释液、分子/蛋白生物探针稀释液等)和清洗液(表面活性剂混合液、去污剂等)中的至少一种。在图示的实施例中，液囊130的个数为六个。可以理解的是，在其他实施例中，液囊130的个数不限于上述，还可以根据实际情况进行调整。

在一些实施例中，微流控芯片10包括保护件140。保护件140用于减少运输和/或存储过程中外力对液囊130的挤压，避免在运输和/或存储过程中由于外力对液囊130的挤压使得液囊130提前刺破而使得上述微流控芯片10报废，进一步降低上述微流控芯片10的报废率。保护件140盖于液囊储存件120远离芯片主体110的一侧并与芯片主体110固定连接，保护件140上设置有与液囊腔121对应的避位孔141。避位孔141的数量为液囊130的数量对应。在图示的实施例中，避位孔141的数量为六个。在使用上述微流控芯片10时，通过避位孔141挤压液囊130，可使得液囊130与尖刺件123接触而被刺破。在本文中，在未特别指明的情况下，固定连接的方式没有特别限定。例如，可以是螺接或卡接等可拆卸地固定连接，也可以是粘结、焊接、铆接、过盈配合等的不可拆卸的固定连接。

在图示的实施例中，保护件140呈圆盘状。可以理解的是，在其他实施例中，保护件140的形状不限于上述，还可以根据实际情况进行调整。

在图示的实施例中，避位孔141是开设在保护件140的轴向上的通孔。通过避位孔141向保护件140的轴向上施加力，挤压液囊130，使得液囊130靠近尖刺件123并被尖刺件123刺破。可以理解的是，在其他一些实施例中，避位孔141还可以开设在保护件140的径向上。此时通过径向上的避位孔141向保护件140的轴向上施加力，挤压液囊130，使得液囊130靠近尖刺件123并被尖刺件123刺破。

在一些实施例中，微流控芯片10还包括指示件150。指示件150用于指示液囊130是否破损或是否有受到外力挤压。具体地，指示件150位于液囊储存件120与保护件140之间，指示件150的材料为受力易变形的材料。此时，保护件140为透明保护件140；及/或，液囊储存件120的材料和芯片主体110的材料均为透明材料。将位于指示件150上的部件(保护件140)和位于指示件150下的部件(液囊储存件120和芯片主体110)设置为透明材料，这样便于从指示件150的上方或下方观察到指示件150是否有破裂或形变，从而判断液囊130是否有受到外力挤压，是否有破损。另一方面，通过指示件150也可以确认测试完成与否。例如，在组装时，在测试完成的试剂上方放置指示件150，未参加测试的试剂上无指示件150。

可选地，指示件150的材料为塑料薄膜、铝箔、锡箔或纸张。在一个可选地具体示例中，指示件150的材料为聚酯薄膜(PET)、聚丙烯薄膜(PP)及聚乙烯薄膜(PE)中的至少一种。在另一个可选地具体示例中，指示件150的材料为带虚线压痕的软/硬标签纸、打印纸和复合纸中的一种。可以理解的是，指示件150的材料不限于上述，还可以是其他容易受力变形的材料。

在一些实施例中，上述微流控芯片10还包括第一固定件160，液囊储存件120和芯片主体110通过第一固定件160固定连接。在图示的实施例中，第一固定件160贯穿保护件140、指示件150和液囊储存件120，用于将保护件140、指示件150和液囊储存件120与芯片主体110固定连接。可以理解的是，保护件140和指示件150与液囊储存件120的固定连接可以通过第一固定件160，也可以通过其他方式固定。可选地，第一固定件160的材料为热塑性材料。采用热塑性材料可以使得组织上述微流控芯片10时较为便捷。在图示的实施例中，微流控芯片10还包括第二固定件170，保护件140和指示件150通过第二固定件170与液囊储存件120的固定连接。具体地，第二固定件170贯穿保护件140和指示件150并与液囊储存件120固定连接。

在一些实施例中，上述微流控芯片10还具有定位孔180。在组装上述微流控芯片10或使用上述微流控芯片10时，定位孔180用于定位，便于组装和使用。

在一些实施例中，上述微流控芯片10包括芯片主体110和位于芯片主体110上的液囊储存件120。也即是，此时的微流控芯片10是将芯片主体110和液囊储存件120组装而形成的可装载液囊130的微流控芯片10。液囊130根据具体需求自由选择后再与可装载液囊130的微流控芯片10组装，从而形成可以直接使用的微流控芯片10。

在一些实施例中，上述微流控芯片10包括芯片主体110、位于芯片主体110上的液囊储存件120、位于液囊储存件120中的液囊130和位于液囊储存件120远离芯片主体110侧的保护件140，芯片主体110与液囊储存件120和保护件140固定连接。此时的微流控芯片10为可直接使用的微流控芯片10。在图示的实施例中，上述微流控芯片10包括芯片主体110、位于芯片主体110上的液囊储存件120、位于液囊储存件120中的液囊130、位于液囊储存件120远离芯片主体110侧的保护件140、和位于保护件140和液囊储存件120之间的指示件150，芯片主体110、液囊储存件120、保护件140和指示件150通过第一固定件160固定连接，并且液囊储存件120、保护件140和指示件150还通过第二固定件170固定连接。

在一些实施例中，上述微流控芯片10的厚度为10mm～20mm。本文中，微流控芯片10的厚度是指微流控芯片10的轴向长度，也即是芯片主体110的远离液囊储存件120的一侧到保护件140的远离指示件150的一侧的距离。当然，若无保护件140和指示件150，则指的是芯片主体110的远离液囊储存件120的一侧到液囊储存件120的远离芯片主体110的一侧的距离。可以理解的是，上述微流控芯片10的厚度不限于上述，还可以根据实际情况进行调整。

上述微流控芯片10至少具有如下优点：

(1)在液囊130放置于液囊腔121中且未被使用时，通过液囊130与尖刺件123之间的间隔，使得液囊130在受到不超过预设值的挤压力时(一般的运输或存储过程中受到的挤压力)不刺破，而超过预设值的挤压力可以刺破，降低上述微流控芯片10的报废率。

(2)通过尖刺件123的设置，使得液囊130在受到相同大小的挤压力之后，多个液囊130的开口大小基本一致，从而使得各液囊130中流出的试剂的流速与流阻基本相同，可以提高上述微流控芯片10的检测重复性、稳定性和一致性，降低POCT测试过程的差异性。并且，试剂引流驱动可依靠手动或外部设备机构的方式完成，操作简单；引流槽124及密封件125的设计极大的提高液体终末利用效率，减少液体在流动转移过程的损失和死体积。

(3)多种与芯片的键合装配工艺适用，装配位置在芯片功能反应区以外，不影响芯片内的流体设计与反应流程设计，仅仅需要芯片上表面有接口可与装置底部液体进样口对应即可实现试剂引入，此模块化设计能够匹配不同检测需求、不同结构设计的芯片。

(4)多个液囊130的设计及采用不同颜色的液囊130可区分不同试剂，使得上述微流控芯片10的检测用途广泛，可作为模块化的芯片；并且，多种试剂可以自由搭配，试剂兼容性腔，且试剂种类较多时不易混淆。

请参阅图7，本申请一实施方式还提供了一种上述微流控芯片10的组装方法，该组装方法通过铆接使得芯片主体110、放置有液囊130的液囊储存件120、指示件150和保护件140固定，制备上述微流控芯片10。具体地，该组装方法包括步骤S100和步骤S200。具体地：

步骤S100：将液囊储存件120穿设于芯片主体110上的第一固定柱161上，并用密封件125密封出液口122与进液口111之间的间隙，其中，第一固定柱161固定在芯片主体110上设有进液口111的一面上。

步骤S200：将液囊130置于液囊储存件120的液囊腔121中，然后依次将指示件150和保护件140套设于指示件150上的第二固定柱171和芯片主体110上的第一固定柱161上，并使用铆接方式使得芯片主体110、液囊储存件120、指示件150和保护件140固定。

在其中一个实施例中，铆接为热风与冷铆相结合。具体地，第一固定柱161和第二固定柱171均为热塑性材料。热空气从第一固定柱161和第二固定柱171靠近保护件140的一端和/或加热，当其熔化或软化时，在预设的加热时间后，使用冷治具下压第一固定柱161和第二固定柱171形成铆钉，从而使得芯片主体110、液囊储存件120、指示件150和保护件140固定。

在其中一个实施例中，铆接为超声铆接。具体地，第一固定柱161和第二固定柱171均为热塑性材料。利用超声高频振动对一固定柱和第二固定柱171进行加热，超声压头将其融化后形成铆钉。与其他铆接方法相比，超声波加热非常迅速，周期短。适当的铆接设计需要在超声压头和固定柱之间提供较小的初始接触，以产生快速加热效果。在超声铆接过程中，采用高振幅振动和超声压头减速下降，使螺柱融化流动，填充超声压头形成铆钉帽，从而使得芯片主体110与液囊储存件120、指示件150和保护件140固定。

在其中一个实施例中，铆接为红外或激光铆接。具体地，与超声铆接类似，只是促使第一固定柱161和第二固定柱171融化的方式是通过红外加热或激光加热。

在上述实施方式的组装方法中，芯片主体110与液囊储存件120、指示件150和保护件140的固定方式为铆接。可以理解的是，在其他实施方式中，芯片主体110与液囊储存件120、指示件150和保护件140的固定方式不限于铆接，还可以是其他固定方式，例如胶黏、超声焊接、激光焊接等方式进行。具体组装工艺可根据实际微流控芯片10需求确定。例如，若微流控芯片10本身厚度较低或结构设计因素，导致承压能力有限，则采用铆接方式不适宜，而胶黏或超声焊接工艺更合适。又例如，若存储试剂本身不耐高温，则铆接、超声和激光焊接工艺不适宜(热效应不可控，影响试剂稳定性和性能，甚至使得试剂失效)，此时胶黏工艺这种常温操作工艺更加合适。

上述微流控芯片10的组装方法简捷易行，利于工业化生产。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解的是，在本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。