具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供一种微流控芯片，其不同之处在于，包括：

芯片本体1，所述芯片本体表面开设至少一个第一开口2及至少一个第二开口3；

设置在所述芯片本体1内部的一个空腔或多个分离的空腔4；

一个或多条分离的微流通道5，每条所述微流通道5可连通一个或多个第一开口2、一个或多个空腔4及一个或多个第二开口3；

设置在芯片本体1内部且与所述微通道5隔离设置的工作电极6、参比电极7及对电极8；

所述工作电极6与所述空腔4一一对应且包括工作电极测试部601与工作电极外接部602，所述工作电极测试部601与所述空腔4的内部空间接触；

所述参比电极7包括参比电极测试部701及参比电极外接部702，所述对电极8包括对电极测试部801及对电极外接部802，所述对电极测试部801 与所述参比电极测试部701均贯穿所有所述空腔4；

所述工作电极外接部602、所述参比电极外接部702及所述对电极外接部802与所述空腔4隔离设置。

在本发明中，分离的微流通道是指流通不同流经线路的微流通道。

在本发明中，工作电极外接部602、参比电极外接部702及对电极外接部802可以与外部电信号提供仪器(如电化学站)等连接。

在本发明中，工作电极6、对电极8及参比电极7绕开微流通道5排布即可实现与微流通道5的隔离。

在本发明中，微流控芯片还包括参比电极转接槽9、工作电极转接槽10 及对电极转接槽11；所述参比电极外接部702与所述参比电极转接槽9连接；所述工作电极转接槽10与所述工作电极6一一对应，所述工作电极外接部 602与所述工作电极转接槽10连接；所述对电极外接部802与对电极转接槽 9连接；通过参比电极转接槽9、工作电极转接槽10及对电极转接槽11的设置，将参比电极外接部702、工作电极外接部602及对电极外接部802与空腔4进行隔离，后续将外部电信号提供仪器的连接线在各转接槽内与各电极连接。

在本发明中，一个微流通道5连接成一条流体线路，本发明的流体线路至少包括(图1)：

一个第一开口、一个空腔及一个第二开口连接(1a)；

一个第一开口、一个空腔及多个第二开口连接(1b)；

一个第一开口、多个空腔及一个第二开口连接(1c)；

一个第一开口、多个空腔及多个第二开口连接(1d)；

多个第一开口、一个空腔及一个第二开口连接(1e)；

多个第一开口、一个空腔及多个第二开口连接(1f)；

多个第一开口、多个并联空腔、与多个并联空腔串联的空腔及一个第二开口(1g)；

多个第一开口、多个并联空腔、与多个并联空腔串联的空腔及对多个第二开口(1h)。

实现多样化线路可通过微流通道进行并串联设计实现，具体参照图1。

在本发明中，若所述微流控芯片包括多个分离的空腔4，不同的所述空腔4分布在所述芯片本体1的同一高度或不同高度或部分同一高度，另一部分不同高度。

在本发明中，为研究不同物质的相互作用，对各空腔4采用不同高度进行划分，不同高度的所述空腔4采用不同的微流通道5，同一高度的所述空腔4通过同一微通道5连接，不同高度的所述空腔之间通过隔离膜12连接，隔离膜12为半透膜或含半透膜的物质或多孔材料连接；不同高度的空腔中的流体实现相互渗透，进行实时监测；隔离膜12可为定制材料，通过检测空腔流体中的电阻抗信号，可研究其渗透性或扩散性。

在本发明中，微流控芯片采用分体式结构，芯片本体1包括可拆卸连接的上盖板101与底板102，上盖板101及所述底板102之间设有隔离层103；上盖板101包括与所述隔离层103相对的上盖板下面101a，底板102包括与所述隔离层103相对的底板上面102a；所述隔离层103包括隔离层本体1031，所述隔离层本体1031开设有第一空腔孔洞401，所述上盖板下面101a开设与所述第一空腔孔洞401一一对应的空腔凹槽401，所述空腔凹槽402两端分别开设一个空腔开口403。

在本发明中，上盖板下表面101a还开设与空腔开口403连通的微通道孔洞及微通道轨道空腔501，所述微通道轨道空腔可连通一个或多个与第一开口对应的微通道孔洞201、一个或多个空腔凹槽401及一个或多个第二开口对应的微通道孔洞301。

在本发明中，所述参比电极7与所述上盖板101连接或与所述底板102 连接，所述参比电极测试部701连接的位置与所述隔离层103设置第一空腔孔洞401的位置对应；所述对电极8与所述上盖板101连接或与所述底板102 连接，所述对电极测试部801连接的位置与所述第一空腔孔洞401的位置对应；所述工作电极6与所述上盖板101连接或与所述底板102连接，所述工作电极测试部601的连接位置与所述隔离层103设置第一空腔孔洞401的位置对应；所述参比电极7与所述对电极8不同时与所述上盖板1连接或不同时与所述底板2连接。传统设计中三电极通常被集成在同一基底上。而三种电极的材料往往由不同材料，其中，工作电极通常会根据不同的测试对象进行化学修饰，这使得用于电化学的芯片基底制造工艺复杂，集成困难，应用也受到很大限制，而本发明将对工作电极，对电极与参比电极进行分开设置，后续再拼接集成，大大简化了集成方法。

在本发明中，隔离层本体1031还连接有密封环1032，密封环1032在第一空腔孔洞401四周且与底板上面102a相对。密封环1032可进一步隔离层与下层连接层的密封性。

在本发明中，所述上盖板101的一端与所述底板102的一端均与所述隔离层103的一端对齐，所述底板102的另一端或所述上盖板101的另一端在所述隔离层103的另一端的延伸的位置，相较于所述隔离层103延伸出的面为延伸面102a1；所述延伸面102a1开设有对电极转接槽11、参比电极转接槽9及与所述工作电极一一对应的工作电极转接槽10。将对电极转接槽11、参比电极转接槽9及工作电极转接槽10集成在延伸面，可以同时接通，方便后续操作。

在本发明中，所述上盖板101包括依次叠加的可拆卸连接的上盖板本体层1011与附加层1012，所述上盖板本体层1011包括与所述附加层1012相对应的上盖板本体下面101a，所述附加层1012包括所述第一空腔孔洞401 一一对应的第二空腔孔洞4021，所述第二空腔孔洞4021的两端分别设有所述空腔开口403，所述第二空腔孔洞4021与所述上盖板本体下面101a拼接成所述空腔凹槽402。若采用上述结构对空腔凹槽402进行拼接会进一步降低制造工艺的难度，避免在一个平面同时进行挖槽，还要因为连接空腔开口构建微流通道，后续还要安装对电极8或参比电极7，拼接后，便可分开进行装安装电极。

在本发明中，所述隔离层与所述底板之间还设有一个或多个可拆卸连接的复合层，每个所述复合层包括一个或多个所述空腔；所述隔离膜在所述隔离层的第一空腔孔洞与所述复合层的所述空腔之间且与所述隔离层及与所述复合层可拆卸连接；若设有多个复合层，所述复合层与所述复合层的所述空腔之间设有所述隔离膜。

在本发明中，复合层13同样采用分体式结构，所述复合层13包括可拆卸连接的第一微通道隔离层1301、中间复合分层1302及第二微通道隔离层 1303，所述第一微通道隔离层1301包括第一复合层空腔孔洞404，所述中间复合分层1302包括第二复合层空腔孔洞405，所述第二微通道隔离层1303 包括第三复合层空腔孔洞406，所述空腔开口403开设在所述第二复合层空腔孔洞1303的两端，所述空腔开口403与所述微通道5连接。第一微通道隔离层1301可以避免通入复合层微通道5中的样品通过隔离膜12进入上层空腔，第二微通道隔离层1302可以避免本复合层微流通道5的流体进入下层空腔4，中间复合分层通过空腔开口403与微流通道5将流体导入本复合层13。以此，隔离与其余高度的微流通道5的流体进入本复合层空腔4的同时将本复合层的测试时所需的流体进行导入。

在本发明中，若隔离层103与底板102之间设有复合层13且复合层采用分体式结构，所述隔离层103只需开设与部分第一开口2一一对应的微孔洞开口201，和与部分第二开口3一一对应的微孔洞开口301，该部分第一开口2会与后续复合层的空腔4进行连接，同样部分第二开口3会与后续复合层13的空腔4进行连接；第一微通道隔离层1301开设与上相邻层一一对应的微通道开口；中间复合分层1302开设与第一微通道隔离层一一对应的微通道开口及微通道轨道空腔501，所述微通道轨道空腔501可连通一个或多个与第一开口对应的微通道孔洞、一个或多个空腔孔洞及一个或多个第二开口对应的微通道孔洞；第二微通道隔离层1303开设与部分第一开口2一一对应的微通道孔洞201，和与部分第二开口3一一对应的微通道孔洞301，该部分第一开口2会与后续复合层13的空腔4进行连接，同样部分第二开口3会与后续复合层13的空腔4进行连接。

在本发明中，若所述对电极8与所述工作电极6同时与所述上盖板1连接或同时与所述底板2连接，所述参比电极外接部702与导电片14连接，所述导电片14设置在所述参比电极转接槽9内或导电片14嵌入隔离层103 内，导电片可插入至参比电极转接槽9；或者将导电片设计成由层层叠加的导电分片而成的结构，后续通过层层叠加的方式延伸至参比电极转接槽9。

同样，在本发明中，若所述参比电极7与所述工作电极6同时与所述上盖板1连接或同时与所述底板2连接，所述对电极外接部802与导电片连接，连接方式与上述相同。

在本发明中，所述芯片本体1包括芯片本体上表面1a，所述芯片本体上表面1a开设一个或多个第一开口2；和一个或多个第二开口3。

在本发明中，参比电极为Ag或AgCl，对电极为Au，Pt，C或Pt黑，工作电极为同样为Au，Pt，C或Pt黑，其化学修饰层根据需要进行加工。

实施例1

本实施例提供一种微流控芯片，具体结构如图2～图5所示：

芯片本体1，芯片本体1包括芯片本体上表面1a，芯片本体1上表面开设一个第一开口2和两个第二开口3，同时在第一开口与第二开口处设计鲁道口15，便于后续操作。

芯片本体1采用分体式结构，包括可拆卸连接的上盖板101与底板102，上盖板101及底板102之间设有隔离层103；上盖板101包括与隔离层103 相对的上盖板下面101a，底板102包括与隔离层103相对的底板上面102a；隔离层103包括隔离层本体1031，隔离层本体1031开设有四个并排第一空腔孔洞402，两两一组；沿着四个空腔孔洞402的四周，其隔离层103与底板102相对的一面设置密封环1032。

上盖板下面101a开设与空腔凹槽402、微通道孔洞及微通道轨道空腔 501；空腔凹槽402与空腔孔洞401一一对应，每个空腔凹槽402的两端分别开设一个空腔开口403；微通道孔洞与第一开口2及第二开口3一一对应；微通道轨道空腔501从第一开口2对应的微通道孔洞201出发分叉为四个支流，四个支流分别连接四个空腔凹槽的空腔开口403，再从四个空腔凹槽402 的另一个空腔开口403开始每两个合并成一个支流，形成新的两个支流道，两个支流道分别连接一个与第二开口3对应的微流道孔洞301。

参比电极7与上盖板下表面101a连接，如图3所示，参比电极为“L”型，参比电极测试部701与参比电极外接部702相互垂直设置，如图2所示，参比电极测试部701在空腔凹槽402内，参比电极外接部702的尾端与隔离层103嵌合的导电分片1401连接；如图5所示，一条对电极8与底板上表面102a连接，对电极同样设置为“L”型，对电极测试部801与对电极外接部802相互垂直设置，对电极测试部801连接的位置与第一空腔孔洞401的位置对应；四条工作电极6与底板上表面102a连接，工作电极测试部601 的连接位置与第一空腔孔洞401的位置对应。将上盖板、隔离层、下盖板拼接形成空腔后，参比电极测试部701在上部横向贯穿所有空腔，对电极测试部802从下方横向贯穿所有空腔。

上盖板101的一端、隔离层103一端与底板102一端的对齐，上盖板101 的另一一端与隔离层103另一端对齐，而底板的另一端102在隔离层的另一端的延伸处，与隔离层103未接触的面为延伸面102a1，在延伸面102a1上，开设有对电极转接槽11、参比电极转接槽9及与工作电极6一一对应的工作电极转接槽10，同时在延伸面与非延伸面之间做对齐标记102a2,便于后续集成时对齐。

对电极外接部802的尾端连入对电极转接槽11内，工作电极外接部602 的尾端连入工作电极转接槽10内；隔离层嵌入导电分片1401，参比电极转接槽9内也嵌入导电分片1401，两个导电分片叠加后组成导电片14，隔离层与上盖板101拼接后，参比电极外接部的尾端与隔离层的导电分片接触。

在本实施例中，上盖板101为聚碳酸酯，底板102为玻片，参比电极为 Ag，工作电极与对电极的材质为Pt，隔离层103与密封环1032为PDMS薄膜，导电片为Ag胶。

本实施例使用方法，从第一开口通入溶液，使其充满空腔，然后将参比电极外接部702、工作电极外接部602及对电极外接部802与外部电信号提供仪器连接，获得相应测试结果。

如需研究不同工作电极或工作电极不同修饰的测试结果，直接在底板上集成不同的工作电极或先对工作电极作出不同修饰，再进行测量，便可获得同种溶液不同工作电极的测量参数，获得不同指标。

若要进行清洗时或进行流体测量时，将样品或清洗液从第一开口通入，从第二开口流出；或将样品或清洗液从第二开口通入，从第一开口流出。

实施例2

本实施例提供一种多阻抗检测微流控芯片，具体结构如图6～图13所示：

芯片本体1，芯片本体1包括芯片本体上表面1a，芯片本体上表面1a 开设三个第一开口2和三个第二开口3，同时在第一开口与第二开口处设计鲁道口15，便于后续操作。

芯片本体1采用分体式结构，从上到下依次包括可拆卸连接的上盖板101、隔离层103、隔离膜12、复合层13及底板102，上盖板101包括依次从上到下叠加的可拆卸连接的上盖板本体层1011及附加层1012，上盖板本体层1011包括上盖板本体层下面1011a，底板102包括与隔离层103相对的底板上面102a；隔离层103包括隔离层本体1031，隔离层本体1031开设有四个并排第一空腔孔洞401，两两一组；沿着四个空腔孔洞401的四周，其隔离层103与底板102相对的一面设置密封环1032；在本实施例中，隔离膜 12为多孔膜或半透膜或含半透膜的物质。

附加层1012开设第二空腔孔洞4021、六个微通道孔洞及微通道轨道空腔501；第二空腔孔洞4021与第一空腔孔洞401一一对应，第二空腔孔洞 4021与上盖板本体层下面1011a共同拼接成空腔空槽402，每个第二空腔孔洞4021的两端分别开设一个空腔开口403；微通道孔洞与第一开口及第二开口一一对应；微通道轨道空腔501从一个第一开口2对应的微通道孔洞201 出发分叉为四个支流，四个支流分别连接四个空腔凹槽402的空腔开口403，再从四个空腔凹槽402的另一个空腔开口403开始每两个合并成一个支流，形成新的两个支流道，两个支流道分别连接一个与第二开口3对应的微流道孔洞301；同时隔离层103开设两个与第一开口2对应的微流道孔洞201，所对应的第一开口201为附加层1012未与微通道轨道空腔5连通的第一开口201，和一个与第二开口3对应的微流道孔洞301，所述对应的第二开口3 为附加层1012未与微通道轨道空腔501连通的第二开口3。

复合层13包括从上到下依次叠加的可拆卸连接的第一微通道隔离层 1301、中间复合分层1302及第二微通道隔离层1303。第一微通道隔离层1301 开设有微流道孔洞及第一复合层空腔孔洞404，微流道孔洞与隔离层上的微流道孔洞一一对应，第一复合层空腔孔洞401与第一空腔孔洞401一一对应。中间复合层开设有微流道孔洞、微通道轨道空腔501及第二复合层空腔孔洞 405，微流道孔洞与第一微通道隔离层1301的微流动孔洞一一对应，中间复合分层1302与第一空腔孔洞401一一对应，微通道轨道空腔501从一个第二开口3对应的微通道孔洞301出发分叉为四个支流，四个支流分别连接四个空腔凹槽的空腔开口403，再从四个空腔凹槽的另一个空腔开口403开始每两个合并成一个支流，形成新的两个支流道，两个支流道分别连接一个第一开口2对应的微流道孔洞201。第二微通道隔离层1303只开设第三复合层空腔孔洞406，第三复合层空腔孔洞406与第一空腔孔洞401一一对应。

一条参比电极7与上盖板本体层下面1011a连接，参比电极测试部701 与上盖板本体层下面1011a接触且与第一空腔孔洞401的位置对应，如图7 所示，参比电极设置为“L”形，参比电极测试部701与参比电极外接部702 垂直设置，参比电极外接部702夹在上盖板本体层1011与附加层1012之间，其尾端连接至导电片空腔中16；一条对电极8与底板上表面102a连接，如图13所示，对电极同样设置为“L”形，对电极测试部801与对电极外接部 802垂直设置，对电极测试部801连接的位置与第一空腔孔洞401的位置对应；四条工作电极6与底板上表面102a连接，工作电极测试部601的连接位置与第一空腔孔洞401的位置对应；上盖板本体层、附加层、隔离层、复合层、下盖板进行拼接后，参比电极测试部701从上方贯穿所有空腔，对电极测试部801从下方贯穿所有空腔。

上盖板101的一端、隔离层103一端与底板102一端的对齐，上盖板101 的另一端与隔离层103另一端对齐，而底板103的另一端在隔离层103的另一端的延伸处，与隔离层103未接触的面为延伸面102a1，在延伸面102a1 上，开设有对电极转接槽11、参比电极转接槽9及与工作电极一一对应的工作电极转接槽10，同时在延伸面与非延伸面之间做对齐标记102a2,便于后续集成时对齐。

对电极外接部801的尾端连入对电极转接槽11内，工作电极外接部602 的尾端连入工作电极转接槽10内；参比电极转接槽9内设有导电片14，通过导电片空腔16后与参比电极外接部的尾端连接。

在本实施例中，上盖板本体层1011由聚碳酸脂制备，附加层为OCA胶，第一微通道隔离层1301、中间复合分层1302及第二微通道隔离层1303均由 PDMS制备，隔离层与密封环也由PDMS制备，底板102为玻板，隔离膜为聚碳酸酯膜或PEGDA膜，参比电极为Ag，工作电极与对电极的材质为Pt。

本实施例装置使用方法：利用导管同时往各层空腔中根据需要注入相同或不同溶液，然后接通工作电极、对电极与外部仪器，测试电阻抗，获得实验数据。

本实施例装置，可研究隔离膜，也可研究不同溶液的渗透作用。

实施例3

本实施例提供利用实施例1装置测试不同浓度的抗坏血酸溶液循环伏安曲线，具体步骤如下：

操作方法：用导管连通第一开口与第二开口，从第一开口中通入用PBS 溶液将微流通道与空腔冲洗多次，防止电极上存在杂质干扰实验；利用注射器分别将不同浓度的抗坏血酸溶液通入微流控芯片的空腔中，静止1分钟后，开始伏安循环测试，更换浓度前都要用PBS多次冲洗通道，防止样品间的相互影响，接通CHInstrument 660D电化学工作站。具体参数如下(初始电位： -0.2V，高电位：0.6V，低电位：-0.2V，扫描速度：0.05V/s，采样间隔：0.001V，灵敏度10^-5)，伏安循环曲线如图14所示。

结果显示：通过该图可以明显看到在微流控装置中静态状态下抗坏血酸的氧化峰电流大小随着浓度的增加也随之增长，因此可以通过分体制造实现电化学电极的分别制作，避免了在同一平面上的重复操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。