一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置及方法

本发明属于生物医药检测与微流控，涉及一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置及方法。

背景技术：

1、人体皮肤组织液中富含葡萄糖、乳酸、电解质以及多种蛋白质和微量分子，与血液中的生物标志物丰度具有高度相关性。由于组织液采集具有无痛、创伤小、不触及血管等优点，近年来利用微针技术采集组织液并进行原位或即时检测（poct）成为临床诊断和健康监测领域的研究热点。

2、然而，现有的微针采集装置存在以下技术瓶颈：第一、采集效率低：微针穿刺后的组织液渗出速度极慢，单纯依赖毛细管力难以在短时间内获取足量样本。第二、流路控制单一：无法灵活切换先采集存储、后统一检测与在线实时检测等不同的应用场景。第三、多重检测困难：难以在同一块芯片上，无交叉污染且均匀高效地将微量样本分配至多个不同的检测靶标区域，并在微量样液下完成高效的多指标反应。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中采集效率低，流路控制单一以及多重检测困难的问题，提供一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置及方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置，包括装置主体，所述装置主体上设置微针耦合端，所述微针耦合端连通样本存储室，所述样本存储室分别连通存储室负压耦合端和多重检测单元，所述多重检测单元连通检测单元负压耦合端；

4、所述多重检测单元包括若干个并联的检测子单元，每个检测子单元的入口端设置旋转阀，每个检测子单元包括若干个并联的反应检测腔室，旋转阀上开设导流槽，当旋转导流槽时，导流槽能够选择性导通任意反应检测腔室与样本存储室或关闭所有反应检测腔室与样本存储室之间的连通通道。

5、本发明的进一步改进在于：

6、所述微针耦合端与样本存储室之间开设第一流道，通过第一流道连通微针耦合端和本存储室。

7、所述样本存储室与多重检测单元之间开设第二流道，所述第二流道的入口端连通样本存储室的液体出口端，第二流道的出口端连通若干个并行分布的第一支流，所述旋转阀设置在每个第一支流的出口端。

8、所述旋转阀包括由上至下依次连接的旋转部、连接柱和导流部，所述导流槽开设在导流部的下端面。

9、所述导流槽为两端贯通的槽体结构，导流槽两端的开口部均开设在导流部的侧壁上。

10、所述导流部为圆柱形结构。

11、基于所述的装置的使用方法，包括以下步骤：

12、将设置于微针耦合端的微针阵列刺入受试者皮肤，使微针穿过角质层并到达真皮层形成组织液采集通路，通过存储室负压耦合端向样本存储室施加采集负压，受试者穿刺部位皮下渗出的组织液进入样本存储室；

13、在组织液进入样本存储室的过程中，根据不同的场景需求，通过转动旋转阀，能够选择性连通任意反应检测腔室与样本存储室或关闭所有反应检测腔室与样本存储室之间的连通通道。

14、在样品富集阶段，转动旋转阀，通过导流槽关闭所有反应检测腔室与样本存储室之间的连通通道，组织液进入样本存储室后被暂存在样本存储室内。

15、当需要进行多指标平行检测时，包括以下步骤：

16、转动旋转阀，通过导流槽关闭所有反应检测腔室与样本存储室之间的连通通道，组织液进入样本存储室后被暂存在样本存储室内；

17、当样本存储室内的样本达到预定量后，关闭存储室负压耦合端，转动旋转阀，通过导流槽选择性导通任意一个反应检测腔室与样本存储室之间的通道，打开检测单元负压耦合端，样本存储室内的组织液进入对应的反应检测腔室内。

18、当不需要对组织液进行存储时，转动旋转阀，通过导流槽选择性导通任意一个反应检测腔室与样本存储室之间的通道，打开检测单元负压耦合端受试者穿刺部位皮下渗出的组织液经样本存储室后直接进入对应的反应检测腔室内。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、本发明公开了一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置，针对样本存储室和多重检测单元分别设置单独对应的存储室负压耦合端和检测单元负压耦合端，利用独立负压通路，用于高效抽取和将样本平缓引入检测单元，避免因吸力过大造成试剂冲刷或流道栓塞，且多重检测单元分为若干个并联的检测子单元，且每个检测子单元的入口端设置旋转阀，每个检测子单元包括若干个并联的反应检测腔室，旋转阀上开设导流槽，导流槽能够选择性连通任意反应检测腔室与样本存储室或关闭所有反应检测腔室与样本存储室之间的连通通道，形成分别独立的支路流道，使得组织液在被拉入检测区时，能均等地分配至多个独立的腔室，消除流动死角，避免多重检测中样液分配不均与交叉污染的问题，实现多指标检测，本装置通过旋转阀的转动，可以将装置调整为采集存储、统一检测或实时监测不同的场景，满足多场景的检测需求。

1.一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置，其特征在于，包括装置主体，所述装置主体上设置微针耦合端（1），所述微针耦合端（1）连通样本存储室（2），所述样本存储室（2）分别连通存储室负压耦合端（8）和多重检测单元（3），所述多重检测单元（3）连通检测单元负压耦合端（4）；

2.根据权利要求1所述的一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置，其特征在于，所述微针耦合端（1）与样本存储室（2）之间开设第一流道（6），通过第一流道（6）连通微针耦合端（1）和本存储室（2）。

3.根据权利要求1所述的一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置，其特征在于，所述样本存储室（2）与多重检测单元（3）之间开设第二流道（7），所述第二流道（7）的入口端连通样本存储室（2）的液体出口端，第二流道（7）的出口端连通若干个并行分布的第一支流（71），所述旋转阀（5）设置在每个第一支流（71）的出口端。

4.根据权利要求1所述的一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置，其特征在于，所述旋转阀（5）包括由上至下依次连接的旋转部（51）、连接柱（52）和导流部（53），所述导流槽（531）开设在导流部（53）的下端面。

5.根据权利要求4所述的一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置，其特征在于，所述导流槽（531）为两端贯通的槽体结构，导流槽（531）两端的开口部均开设在导流部（53）的侧壁上。

6.根据权利要求4所述的一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置，其特征在于，所述导流部（53）为圆柱形结构。

7.基于权利要求1所述的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置的使用方法，其特征在于，在样品富集阶段，转动旋转阀（5），通过导流槽（531）关闭所有反应检测腔室（311）与样本存储室（2）之间的连通通道，组织液进入样本存储室（2）后被暂存在样本存储室（2）内。

9.根据权利要求7所述的一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置的使用方法，其特征在于，当需要进行多指标平行检测时，包括以下步骤：

10.根据权利要求7所述的一种基于微针与双负压耦合的多重组织液检测装置的使用方法，其特征在于，当不需要对组织液进行存储时，转动旋转阀（5），通过导流槽（531）选择性导通任意一个反应检测腔室（311）与样本存储室（2）之间的通道，打开检测单元负压耦合端（4）受试者穿刺部位皮下渗出的组织液经样本存储室（2）后直接进入对应的反应检测腔室（311）内。