基於主動控制液體流動的微流控晶片的製作方法

2023-06-28 17:40:46

本發明涉及一種基於主動控制流體流動的微流控晶片。

背景技術：

免疫側向層析診斷技術作為一種穩定和實用的技術適合在多樣的即時檢驗（poct）或者現場使用。

在免疫層系反應系統中，由於系統原因導致cv大，無法達到精確定量。而基於微流控技術的免疫診斷方法，可以有效的避免上述問題。

微流控又分被動式和主動式兩種。被動式微流控還是需要毛細血管力來達到液體向前的側向層析。但是由於不同樣本特別是全血樣本的粘稠度不同，導致液體流速無法統一。

主動式微流控可以有效避免上述問題，可以給向前的推力，使液體均勻的向前流動，避免因為不同流速導致的測試值差異。

主動式微流控的動力有離心力驅動、電潤溼驅動、壓力驅動（電解泵、壓縮氣體泵、化學分解泵、直接氣壓差驅動）

但是如果要達到隨意控制液體速度的目的，不但要有推動力，還要有閥門控制，還要有防回流免得液體，因為壓力去除，回流回去。

現有相關技術，晶片的製作以及晶片的應用，請參考以下專利：

1）cn203899622u一種微流控晶片

2）cn106353491a微流控床旁邊快速診斷試劑盒

3）cn205941345u用於生物檢測的微流控晶片

其中，專利1）中，未涉及混合功能，而晶片中不同液體以及液體與固體（比如預埋的凍幹試劑等）的混合是微流控晶片的一個關鍵功能。

專利2）和3）中，未對加入到晶片中的樣本液體進行定量，而要實現定量檢測，必須實現對加入的樣本的定量和預先放置於晶片內的試劑的定量。

專利1），2）和3）中都未涉及液體在晶片中流動時準確位置的監測，換句話說，上述3項專利的晶片在最後的檢測結果之前沒有對流體在晶片內通道或腔體的填充行為做監測。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足，提供一種基於主動控制流體流動的微流控晶片，其通過在微流控流道中配置特製微閥，並採用氣路提供微流控流道中流體流動的推力，使得本發明所述微流控流道中的流體能夠主動控制，即能夠隨意控制整個微流控流道中流體的流速，並可以固定在某一區域內，進行孵育反應。達到真正的微流控目的。另外，本發明通過定量腔室達到真正意義上的定量加樣，多餘樣品排入廢液腔室。再有，通過混勻裝置充分混勻樣本，為產品性能提高提供有力保障。最後的技術目的是通過有導電橡膠製成的密封圈，和設備電容檢測探頭一起起到，液體流動狀態的檢測。

為實現上述的技術目的，本發明將採取如下的技術方案：

一種基於主動控制液體流動的微流控晶片，包括進樣腔室、反應腔室、廢液腔室以及微流控流道，進樣腔室與氣路連通；所述微流控流道上安裝有處於常開狀態的微閥，該微閥具有防止流體回流的微閥防回流結構以及用於感測流體是否流經微閥安裝位置的檢測機構；處於常開狀態的微閥，在檢測機構所反饋的數值表明流體流經微閥安裝位置時，能夠自動閉合，處於截流狀態；處於截流狀態的微閥能夠定時打開，處於流通狀態；處於流通狀態的微閥，在氣路提供的氣流推動下，流體能夠在微閥中流通。

作為本發明的進一步改進，所述微閥包括第一微閥、第二微閥；所述進樣腔室與反應腔室之間設置有定量腔室；進樣腔室出液口處的微流控流道分為兩路，分別為微流控主流道和微流控旁路流道；進樣腔室通過微流控主流道依次與定量腔室、反應腔室、廢液腔室連通，同時進樣腔室通過微流控旁路流道與廢液腔室連通；進樣腔室與廢液腔室之間的微流控旁路流道上安裝第一微閥；定量腔室在緊靠著出液口的微流控主流道上安裝第二微閥；進樣腔室與定量腔室之間的微流控主流道上安裝有第一防回流結構；在第一微閥、第二微閥、第一防回流結構的配合下，定量腔室能夠根據自身容積大小向反應腔室定量供給樣品。

作為本發明的進一步改進，所述定量腔室和反應腔室之間具有混勻裝置，該混勻裝置包括混勻腔室以及混勻流道；混勻流道呈z形狀；混勻腔室兩側的微流控主流道至少有部分為混勻流道，且混勻腔室能夠與混勻流道自然連通。

本發明的另一技術目的是提供一種基於主動控制液體流動的微流控晶片，包括進樣腔室、樣品標記-定量腔室、液路流道、混勻腔室、反應腔室、廢液腔室以及微流控流道；其中：所述進樣腔室，用於製備並過濾樣品；所述樣品標記-定量腔室，根據自身容積大小定量接收進樣腔室所輸送來的樣品，並樣品和標記物反應後輸出；所述混勻腔室，用於將樣品標記-定量腔室輸出的樣品混勻；所述反應腔室，預埋有與標記物發生反應的包被體，反應完成後輸出至廢液腔室；液路流道，用於清洗微流控流道以及安裝在微流控流道上的各腔室，一端與外接液路接口連通，另一端則與微流控流道連通；微流控流道包括微流控主流道和微流控旁路流道；進樣腔室通過微流控主流道依次與樣品標記-定量腔室、混勻腔室、反應腔室、廢液腔室連通，同時進樣腔室通過微流控旁路流道與廢液腔室連通；進樣腔室與廢液腔室之間的微流控旁路流道上安裝有第一微閥；進樣腔室與樣品標記-定量腔室之間的微流控主流道上安裝有第一防回流流道；樣品標記-定量腔室與混勻腔室之間的微流控主流道上安裝有第二微閥；混勻腔室與反應腔室之間的微流控主流道上在緊靠著反應腔室的進液口位置處布置有第二防回流結構，而反應腔室與廢液腔室之間的微流控主流道上安裝有第三微閥；所述第一防回流流道、第二防回流結構均包括有防回流流道；所述防回流流道的延伸方向與防回流結構安裝位置處微流控流道的延伸方向相垂直；防回流結構安裝位置處的微流控流道通過微流控流道隔塊分隔成兩段，分別為微流控進液流道、微流控出液流道；防回流流道的上端封閉，下端則跨接在微流控流道隔塊上方，並分別與微流控進液流道、微流控出液流道連通；當接通氣路時，在氣路提供的氣壓驅動下，微流控進液流道中的流體流經防回流流道後，回流至微流控出液流道中；所述第一微閥、第二微閥、第三微閥均為防回流微閥，包括下壓機構、檢測機構、密封件以及微閥防回流結構；其中：所述微閥防回流結構，與防回流微閥安裝位置處的微流控流道分體設置，包括貫通的微閥防回流流道；所述防回流微閥安裝位置處的微流控流道通過微流控流道橫隔分成微閥進液段和微閥出液段；微閥進液段具有出液口，微閥出液段具有進液口；微閥防回流流道的下端置於微流控流道橫隔的上方，且微閥防回流流道能夠分別與微閥進液段的出液口、微閥出液段的進液口對應連通；微閥防回流流道的的上端具有用於安裝密封件的嵌槽；所述的密封件為導電密封圈，包括外層密封圈、內部封閉膜以及電容探頭觸點；內部封閉膜處於外層密封圈的內圈，而電容探頭觸點則與外層密封圈連接；密封件嵌裝於嵌槽中，且內部封閉膜恰好覆蓋住微閥防回流流道的上端，同時內部封閉膜具有自由形變的空間；所述的下壓機構，包括下壓頭，該下壓頭位於內部封閉膜的上方；所述檢測機構，包括檢測探頭，該檢測探頭與下壓頭聯動連接，並位於探頭觸點的上方，同時檢測探頭與探頭觸點之間的間距小於下壓頭與內部封閉膜之間的間距；當下壓機構的下壓頭帶著檢測探頭面嚮導電密封圈下行時，在檢測探頭與探頭觸點相觸時，下壓機構停止下行，此時，下壓頭與內部封閉膜之間存在間距；當檢測探頭感測的數據出現變化，表明存在流體流經閥門裝置安裝位置處的微流控流道時，觸發下壓機構動作，推動下壓頭繼續下行，直至下壓頭壓住內部封閉膜，以同時封住微閥進液段的出液口、微閥出液段的進液口，此時閥門裝置處於截流狀態；當下壓機構的下壓頭與內部封閉膜之間存在間隙時，閥門裝置處於打開狀態，內部封閉膜所具有的形變特徵，確保流體能夠從微閥進液段的出液口流出，從微閥出液段的進液口流入。

根據上述的技術方案，相對於現有技術，本發明具有如下的優勢：

1、本發明在晶片內有定量裝置，由第一微閥、第二微閥以及第一防回流結構組成，起到真正的定量加樣，避免移液器未校準引起的加樣量的不同，為定量測試提供一道可靠的保險。

2、本發明通過混勻裝置充分混勻樣本，為產品性能提高提供有力保障。

3、本發明創造性地設計了閥門裝置，防回流裝置，並結合氣路作為液體向前的推動力，能隨意控制流道內液體速度，並可以固定在某一區域內，進行孵育反應。達到真正的微流控目的。

4、本發明通過有導電橡膠製成的密封圈，和設備電容檢測探頭一起起到，液體流動狀態的檢測。

附圖說明

圖1是本發明所述微流控晶片的結構示意圖；

圖中：上層晶片1；中層晶片2；下層晶片3；下壓頭4；電容探頭5；外接液路接口6；外接氣路接口7；吸水紙8；包被體9；濾血膜10；導電密封圈11；

圖2是本發明所述上層晶片的結構示意圖；

圖中：第一微閥下壓頭安裝孔1-1；第二微閥下壓頭通行孔孔1-2；第三微閥下壓頭通行孔1-3；反應槽的上蓋1-4；外接液路接口1-5；氣路接口1-6；上層晶片的凸柱1-7；

圖3是本發明所述中層晶片的結構示意圖；

圖中：中層晶片2；第一嵌槽2-1；第二嵌槽2-2；第三嵌槽2-3；第一防回流結構在中層晶片上的位置2-4；第二防回流結構在中層晶片上的位置2-5；液路接口2-6；反應槽通槽2-7；氣路接口2-8；廢液池上蓋2-9；中層晶片的凸柱2-10；加樣槽2-11；

圖4a是本發明所述下層晶片的結構示意圖；

圖中：下層晶片3；進樣池3-1；樣品處理-定量池3-2；z型微流控流道3-3；液路流道3-4；第一混勻槽3-5；第二混勻槽3-6；反應槽3-7；廢液槽3-8；第一微閥的流道3-9；第二微閥的流道3-10；第三微閥的流道3-11；第一防回流結構的微流控流道3-12；第二防回流結構的微流控流道3-13；

圖4b是另一種結構形式的下層晶片的結構示意圖；

圖5是本發明所述微閥的結構示意圖；

圖中：上層晶片1；中層晶片2；下層晶片3；下壓頭4；檢測探頭5；導電密封圈11；

圖6是本發明所述導電密封圈的結構示意圖；

圖7是本發明所述導電密封圈的截面圖；

圖6-7中：外層密封圈11-1；內部封閉膜11-2；電容探頭觸點11-3；

圖8是本發明中層晶片上第一嵌槽的結構示意圖；

圖9是圖8的截面圖；

圖8-圖9中：中層晶片2；第一嵌槽2-1；微閥流道2-1-1；

圖10是三片式防回流結構的結構示意圖；

圖11是圖10的截面圖；

圖10-11中：上層晶片1；中層晶片2；防回流出液口2-a；防回流連通流道2-b；防回流凸塊2-c；下層晶片3；微流控流道3-a；

圖12是第二種防回流結構的結構示意圖；

圖13是圖12中中層晶片的結構示意圖；

圖12-13中：中層晶片2；防回流流道2-d；下層晶片3；微流控流道3-a；

圖14是第三種防回流結構的結構示意圖；

圖15是圖14所述第三種防回流結構的截面結構示意圖；

圖16是圖14中下層晶片的結構示意圖；

圖17是圖14中中層晶片的結構示意圖；

圖14-16中：中層晶片2；防回流流道2-d；下層晶片3；微流控流道3-a；微流控流道隔塊3-b；

圖18是第四種防回流結構的結構示意圖；

圖19是圖18所述第四種防回流結構的截面結構示意圖；

圖20是圖18中下層晶片的結構示意圖；

圖21是圖18中中層晶片的結構示意圖；

圖18-21中：中層晶片2；防回流流道2-d；下層晶片3；微流控流道3-a；微流控流道隔塊3-b；連接柱3-c。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發明及其應用或使用的任何限制。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、表達式和數值不限制本發明的範圍。同時，應當明白，為了便於描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸並不是按照實際的比例關係繪製的。對於相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。在這裡示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。

為了便於描述，在這裡可以使用空間相對術語，如「在……之上」、「在……上方」、「在……上表面」、「上面的」等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特徵與其他器件或特徵的空間位置關係。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為「在其他器件或構造上方」或「在其他器件或構造之上」的器件之後將被定位為「在其他器件或構造下方」或「在其他器件或構造之下」。因而，示例性術語「在……上方」可以包括「在……上方」和「在……下方」兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處於其他方位)。

如圖1-3、圖4a、圖4b所示，本發明所述的基於主動控制液體流動的微流控晶片，包括三層晶片，從上到下依次為上層晶片1、中層晶片2以及下層晶片3，三層晶片中兩兩通過凹槽-凸柱的方式插接成一體，並通過超聲或雷射等技術鍵合；中層晶片2和下層晶片3之間形成進樣腔室、定量腔室（可以同時設置為具有標記物標記樣品的腔室，因此，記為樣品標記-定量腔室）、液路流道、混勻腔室、反應腔室、廢液腔室以及微流控流道；其中：

所述進樣腔室，用於製備並儲存樣品；包括進樣池3-1，進樣池3-1為設置於下層晶片3的全血過濾模塊，呈八角扇形設置；全血過濾模塊內配裝有濾血膜10，並通過設置於中層晶片2上的蓋板封接形成進樣腔室；蓋板上開設有加樣槽；進樣腔室在加樣槽的位置處設置有氣路接口2-8，加樣槽位於氣路接口2-8的內腔，且氣路接口與穿過上層晶片1的外接氣路接口7連接；加樣槽相對於氣路接口的圓心呈偏心或者同心設置，加樣槽的形狀為圓形或者橢圓形或者一條邊呈圓弧連接的方形。

所述樣品標記-定量腔室，根據自身容積大小定量接收進樣腔室所輸送來的樣品，樣品與已溶解後的標記物反應後輸出；因此，本發明所述的樣品標記-定量腔室，能夠實現真正的定量加樣血漿，模具定量，避免移液器未及時校準而引起的樣品加樣誤差；包括樣品處理-定量池3-2，設置於下層晶片，通過與中層晶片封接而形成腔室。

所述混勻腔室，用於將樣品標記-定量腔室輸出的樣品混勻；包括混勻槽，混勻槽設置於下層晶片3，呈圓形或者菱形設置；當混勻槽成圓形時，處於混勻槽兩側的微流控流道的截面成圓形；當混勻槽成菱形設置時，處於混勻槽兩側的微流控流道為z形，且z形微流控流道3-3的截面能夠與菱形混勻槽自然銜接，即z形微流控流道3-3能夠與菱形混勻槽自然連通。附圖中有兩個混勻槽，分別為：第一混勻槽3-5、第二混勻槽3-6；因此，通過與中層晶片的配合，能夠形成的混勻腔室包括兩個，分別為按照流體流向依次連接的第一混勻腔室、第二混勻腔室，所述第一混勻腔室進液端的微流控主流道、第一混勻腔室與第二混勻腔室之間的微流控主流道以及第二混勻腔室出液端的微流控主流道均有部分設置成z形微流控流道，同樣具有混流作用。

所述反應腔室，預埋有與標記物發生反應的包被體9，反應完成後輸出至廢液腔室；包括反應槽，反應槽設置於下層晶片3，預包埋檢測項目相關的包被抗體或抗原等，與標記物槽內的相應標記物抗體或抗原等產生反應。其中包被體9可以在反應腔室下平面，也可在上平面。

所述液路流道3-4，用於清洗微流控流道以及安裝在微流控流道上的各腔室，一端與外接液路接口6連通，另一端則與微流控流道連通。液路流道3-4在處於中層晶片2的位置處設置有連通的液路接口2-6，與穿過上層晶片1的外接液路接口6連接。

所述微流控流道，從進樣腔室出液口處分為兩路，分別為微流控主流道和微流控旁路流道；

進樣腔室通過微流控主流道依次與樣品標記-定量腔室、混勻腔室、反應腔室、廢液腔室連通，同時進樣腔室通過微流控旁路流道與廢液腔室連通；廢液腔室，包括廢液槽3-8，設置於中層晶片2，其中置放有吸水紙8。

進樣腔室與廢液腔室之間的微流控旁路流道上安裝有第一微閥；進樣腔室與樣品標記-定量腔室之間的微流控主流道上安裝有第一防回流流道；樣品標記-定量腔室與混勻腔室之間的微流控主流道上安裝有第二微閥；混勻腔室與反應腔室之間的微流控主流道上在緊靠著反應腔室的進液口位置處布置有第二防回流結構，而反應腔室與廢液腔室之間的微流控主流道上安裝有第三微閥。在第一微閥、第一防回流結構的配合下，定量腔室能夠根據自身容積大小向反應腔室定量供給樣品。

本發明中，第一微閥、第二微閥、第三微閥均為具有防回流功能的防回流微閥；圖5-圖9詳細地公開了本發明所述防回流微閥的結構，以下將結合附圖詳細地說明該防回流微閥的構成：所述的防回流微閥；包括下壓機構、檢測機構、密封件以及微閥防回流結構；其中：

所述的下壓機構，包括下壓頭4，該下壓頭4位於內部封閉膜11-2的上方。

所述檢測機構，包括檢測探頭5，該檢測探頭5與下壓頭4聯動連接，並位於探頭觸點的上方，同時檢測探頭5與探頭觸點之間的間距小於下壓頭4與內部封閉膜11-2之間的間距。本發明採用的檢測探頭5為電容探頭。

所述的密封件為導電密封圈11，包括外層密封圈11-1、內部封閉膜11-2以及探頭觸點；內部封閉膜11-2處於外層密封圈11-1的內圈，而探頭觸點為電容探頭觸點11-3，與外層密封圈11-1連接。

所述微閥防回流結構，與防回流微閥安裝位置處的微流控流道分體設置，包括貫通的微閥防回流流道；

所述防回流微閥安裝位置處的微流控流道通過微流控流道橫隔分成微閥進液段和微閥出液段；微閥進液段具有出液口，微閥出液段具有進液口；

微閥防回流流道的下端置於微流控流道橫隔的上方，且微閥防回流流道能夠分別與微閥進液段的出液口、微閥出液段的進液口對應連通；

本發明中，微閥防回流流道的內腔具有微閥防回流凸塊；微閥防回流凸塊的外圈與微閥防回流流道的內腔之間形成用於安裝外層密封圈11-1的密封圈嵌槽；微閥防回流凸塊具有兩個貫通流道，分別為微閥防回流進液流道、微閥防回流出液流道；微閥防回流進液流道的下端與微閥進液段的出液口連通，而微閥防回流出液流道的下端則與微閥出液段的進液口連通；外層密封圈11-1嵌裝在密封圈嵌槽中，內部封閉膜11-2能夠同時覆蓋住微閥防回流進液流道的上端、微閥防回流出液流道的上端；

當本發明不配裝防回流結構時，所述的內部封閉膜11-2能夠同時覆蓋住微閥進液段的出液口、微閥出液段的進液口，並通過外層密封圈11-1密封。

檢測機構的檢測探頭5隨著下壓機構的下壓動作，與電容探頭觸點11-3相觸；隨時檢測液體是否流到閥門內。此時，防回流微閥處於打開狀態。事實上，在下壓機構的下壓頭4與內部封閉膜11-2之間存在間距的情況下，由於內部封閉膜11-2本身具有的形變功能以及安裝位置處具有的形變空間，致使在氣流的帶動下，流體能夠從微閥進液段中，克服內部封閉膜11-2形變後，進入微閥出液段。

當接通氣路時，在氣路提供的氣壓驅動下，液體向前移動，微閥進液段中的流體經由微閥防回流流道後，流至微閥出液段，檢測機構中的電容探頭，檢測到液體流過來，再次觸發下壓機構，在下壓驅動的帶動下，內部封閉膜11-2封住微閥防回流流道的的上端，此時，防回流微閥處於關閉狀態；

檢測機構包括電容探頭，電容探頭在下壓機構的下壓驅動的帶動下，能夠與電容探頭觸點11-3電性連接。

具體地：當下壓機構的下壓頭4帶著檢測探頭5面嚮導電密封圈11下行時，在檢測探頭5與探頭觸點相觸時，下壓機構停止下行，此時，下壓頭4與內部封閉膜11-2之間存在間距；當檢測探頭5感測的數據出現變化，表明存在流體流經閥門裝置安裝位置處的微流控流道時，觸發下壓機構動作，推動下壓頭4繼續下行，直至下壓頭4壓住內部封閉膜11-2，以同時封住微閥進液段的出液口、微閥出液段的進液口，此時閥門裝置處於截流狀態；當下壓機構的下壓頭4與內部封閉膜11-2之間存在間隙時，閥門裝置處於打開狀態，內部封閉膜11-2所具有的形變特徵，確保流體能夠從微閥進液段的出液口流出，從微閥出液段的進液口流入。

附圖中，所述閥門裝置為三片式結構，包括從上到下依次分布的上層晶片1、中層晶片2以及下次晶片；上層晶片1、中層晶片2以及下次晶片兩兩相互卡合連接；微閥防回流結構設置於中層晶片2，微流控流道布置於下層晶片3，嵌槽對應於微閥防回流結構設置於中層晶片2的上表面，密封件通過上層晶片1壓設在嵌槽中，且上層晶片1對應於內部密封圈、檢測觸點的位置對應地分別開設壓頭穿行孔、探頭穿行孔；而下壓機構位於上層晶片1的上方，下壓機構下壓，帶動下壓頭4通過壓頭穿行孔，壓住內部封閉膜11-2，以封住微閥防回流流道的上端，此時，防回流微閥處於關閉狀態；電容探頭隨著下壓機構的下壓而朝向上層晶片1移動，直至穿過上層晶片1上的探頭穿行孔後，與置於中層晶片2嵌槽中的導電密封圈11的探頭觸點相觸，實現電性連接。

本發明創造性地設計了閥門裝置，使其和微流控液體控制防回流裝置融合在一起，節省微流控晶片空間。微流控晶片的位置空間十分有限，本發明能有效的節省微流控流道空間，可以使設計流道時更加有效。避免各個流道之間距離過近導致的液體流道封閉不嚴，穿流道的問題。

本發明利用導電橡膠材質的導電性，結合設備的電容檢測探頭5，觀察流道內液體流動到閥門的準確時機，及時關閉閥門。節省半透膜裝置。

圖10-圖21中，詳細地公開了本發明所述的第一防回流結構、第二防回流結構所涉及實施例的具體結構，以下將結合附圖詳細地說明本發明所述各實施例對應的防回流結構的具體構成，另外，為方便敘述，以下將第一防回流結構、第二防回流結構均等同於防回流結構。

根據各實施例可知，本發明所述的防回流結構，具有如下特性：

防回流結構具有防回流流道，防回流流道能夠抬升防回流結構安裝位置處的微流控流道液面高度；

當接通氣路時，在氣路提供的氣壓驅動下，克服防回流流道所抬升的此處微流控流道液面高度的壓力，促使防回流結構兩側的微流控流道中的流體處於流通狀態。

實施例1

如圖12-13所示，本實施例所述的防回流結構，包括防回流流道2-d（設置於中層晶片2），所述防回流流道2-d的延伸方向與防回流結構安裝位置處微流控流道3-a（設置於下層晶片）的延伸方向相垂直；防回流結構安裝位置處的微流控流道3-a通過微流控流道隔塊3-b分隔成兩段，分別為微流控進液流道、微流控出液流道；防回流流道2-d的上端封閉，下端則跨接在微流控流道隔塊3-b上方，並分別與微流控進液流道、微流控出液流道連通；當接通氣路時，在氣路提供的氣壓驅動下，微流控進液流道中的流體流經防回流流道2-d後，回流至微流控出液流道中。

本實施例所述防回流結構功能單一，效果不顯著。防回流結構的高度和微流控流道3-a內液體表面高度一致，沒有起到完全防回流的目的，但是結構簡單，生產要求不高。

實施例2

如圖10-11所示，本實施例所述防回流結構與實施例1的不同之處在於：

1、所述防回流流道2-d內具有防回流凸塊2-c，且防回流凸塊2-c與防回流流道2-d之間形成有兩條防回流連通流道2-b；所述的兩條防回流連通流道2-b，分別與微流控進液流道、微流控出液流道連通；防回流凸塊2-c的下端與防回流流道2-d的下端齊平，而防回流凸塊2-c的上端則低於防回流流道2-d的上端設置。

2、所述防回流流道2-d的上端封閉是通過上層晶片提供的蓋板作用來完成的。

由此可知，本實施例創造性的在微流控液體表面之上凸起防回流裝置，可顯著起到液體防回流的作用。同時對生產工藝的要求不太高，達到大規模生產的目的。

實施例3

如圖14-17所示，本實施例所述防回流結構與實施例2的不同之處在於：

將所述微流控流道隔塊3-b設置為楔形塊，而防回流流道2-d為形狀與微流控流道隔塊3-b形狀相似的楔形槽。

由此可知：由於本實施例具有凸起的流道，可以顯著起到防回流作用。

實施例4

如圖18-21所示，本實施例所述防回流結構與實施例3的不同之處在於：

防回流結構安裝位置處的微流控流道3-a，在微流控流道隔塊3-b的兩側對稱地布置有楔形連接柱3-c，防回流流道2-d具有與楔形連接柱3-c配合連接的楔形連接槽。

由此可知：本實施例創造性地設計了防回流裝置，使其和微流控上下晶片固定位柱子融合在一起（實施例3同為凸起部位，但是由於尺寸小於500微米，無法作為固定位來用，強度不夠），節省微流控晶片空間。同時由於有兩面的凸起圍牆，有效的避免了液體從側面漏出，影響防回流。

另外，上述的防回流結構，也可以應用於微閥，只是在微閥結構中，防回流結構防回流流道上端的封閉，是通過內部封閉膜來實現的。

本發明可以通過微流控液體控制防回流裝置，使一個設備可以操作多個微流控晶片，起到多通量的效果，因為即便把液體向前流動的推動力去掉，液體也不會回流過去，因為有防回流裝置，這樣各個步驟之間的孵育時間時，設備可以離開微流控晶片，去操作另一個微流控晶片，起到多通量的目的。

另外，為方便本發明所述微流控晶片的使用，在所述上層晶片設置有用於外接的固定部；該外接固定部為圓球狀固定部，或者凹槽狀固定部，或者設置於上層晶片外側的端部卡槽固定部。