一種多通道微流體自動控制裝置製造方法
2023-09-21 05:22:45 3
一種多通道微流體自動控制裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種多通道流體自動控制裝置，用於生物分析、化學分析、環境檢測、食品安全、醫療診斷等用到流體控制的領域。該流體控制裝置主要包括有壓力源（1）、程序控制裝置（2）、壓力顯示裝置（3）、控制程序輸入裝置（4）、控制程序顯示裝置（5）、壓力調節裝置（6）、多通道輸出埠（7）、多通道輸出指示裝置（8）、備用壓力源接口（9）、多通路轉換和控制裝置（10）。壓力源（1）通過程序控制裝置（2）分散到多通道輸出埠（7），並在按照控制程序輸入裝置（4）設定的預訂程序輸出壓力，進而實現流體的控制輸出。本發明適用於對流體的自動化控制，可以實現複雜的程序化控制，具有流體體積、流量、流速、壓力等方面自動化準確控制的特點。
【專利說明】一種多通道微流體自動控制裝置
【技術領域】
[0001]發明涉及一種多通道微流體自動控制裝置，該裝置通過對輸入壓力或流速的自動化控制實現微量流體的複雜操作，屬微全分析系統自動化控制領域。
【背景技術】
[0002]微全分析系統(miniaturizedtotal analysis system, μ TAS)是集成進樣、樣品處理、生化反應、分離、檢測為一體的多功能微型檢測和分析系統。微流控晶片(Micro-fluidic chip)是其主要的組成部件,具有微型化、自動化、集成化、便捷和快速等優點，已經在很多領域獲得了廣泛的應用，例如細胞生物學、分析化學、材料學、組織工程、環境檢測、食品安全和醫療診斷等領域。微流控晶片以分析化學和生物化學為基礎，利用微機電加工的技術(MEMS)，在矽、玻璃、石英、塑料表面加工出1-500微米的微通道網絡，通過複雜的設計，實現對目標分析物的採樣、稀釋、加試劑、富集、萃取、混合、反應、分離、檢測等步驟。微流控晶片中微流體的驅動方式主要有內部驅動和外部驅動兩種，內部驅動主要以電滲流、電泳流和表面張力為驅動力，通過改變驅動電壓和材料性質來控制流體在微通道網絡中的流動方向和流速；外部驅動主要是注射泵、蠕動泵和恆壓泵。前者成本高，設計複雜，需要昂貴的外置大型設備來實現，後者僅僅能夠提供壓力源和簡單通斷的流速控制，無法實現和滿足微流控晶片控制複雜流體的需要。
[0003]由於微流控晶片分析技術的廣闊應用前景,建立一臺性能高效、成本低廉、全自動、多功能、操作簡便的多通道微流體自動控制裝置，是一個迫切需要解決的技術問題。
【發明內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供高效低廉、全自動、多功能以及操作簡便的多通道微流體自動控制裝置。
[0005]本發明所採用的技術方案是:一種多通道微流體自動控制裝置，該裝置包括壓力源、程序控制裝置、壓力顯示裝置、控制程序輸入裝置、控制程序顯示裝置、壓力調節裝置、多通道輸出埠、多通道輸出指示裝置、備用壓力源接口、多通路轉換和控制裝置。
[0006]進一步，所述的多通道微流體自動控制裝置通過控制程序輸入裝置向程序控制裝置輸入指令，後者控制壓力源的壓力輸出方式，輸入過程和最終指令可以通過控制程序顯示裝置可視化；所述的壓力源除了該多通道流體自動控制裝置自身裝配的壓力源外，還可以通過用壓力源接口接入外置壓力源來擴展壓力源的數量；通過所述的多通路轉換和控制裝置可以將壓力源人為地分散到多通道輸出埠，並且可以通過程序控制裝置人為設定控制輸出方式；所述的壓力調節裝置可以調節輸入壓力源輸入的大小和流速，並且可以通過壓力顯示裝置顯示壓力源的大小和流速；所述的多通道輸出埠的輸出方式可以通過多通道輸出指示裝置同步可視化。
[0007]進一步，所述的壓力源、程序控制裝置、壓力顯示裝置、控制程序輸入裝置、控制程序顯示裝置、壓力調節裝置、多通道輸出埠、多通道輸出指示裝置、備用壓力源接口和多通路轉換和控制裝置及其他輔助裝置的安裝位置和方式可以在在前後左右，上下及內部自
由組合。
[0008]進一步，所述的壓力源可以是氣體，也可以是液體，或者同時包含氣體和液體兩種壓力源。
[0009]進一步，所述的壓力源提供的既可以是恆定的壓強，也可以是恆定的流速，或者可變的壓強或流速。
[0010]進一步，所述的壓力源提供的既可以正壓，也可以是負壓。
[0011]進一步，所述的壓力源輸出或者輸入的壓強範圍可以為Ο-lMpa，輸出或者輸入的流速範圍可以為0-1000mL/s。
[0012]進一步，所述的程序控制裝置既可以是單片機獨立控制系統，也可以是通過上位機或者電腦來控制。
[0013]進一步，所述的控制程序輸入裝置既可以輸入自動化的控制程序，也可以是手動控制方式。
[0014]進一步，所述的控制程序輸入裝置既可以是按鈕面板，也可以是觸控螢幕面板。
[0015]進一步，所述的控制程序顯示裝置既可以是非觸摸顯示屏，也可以是觸摸顯示屏。
[0016]進一步，所述的壓力調節裝置既可以是旋鈕式調節方式，也可以是按鍵調節方式，或者觸控螢幕調節方式。
[0017]進一步，所述的多通道輸出埠既可以是快插式，也可以是旋鈕式，或者卡扣式等其他接口方式。
[0018]進一步，所述的多通道輸出埠可以是獨立或一體的埠，也可以是獨立或一體的包含了電動控制元件的埠。
[0019]進一步，所述的多通道輸出埠可以是輸出氣體或液體，也可以是抽取氣體或液體，或者同時包含了輸出和抽取兩種功能。
[0020]進一步，所述的多通道輸出埠的數量，既可以是I個，也可以是2個，或者是多個。
[0021]進一步，所述的多通道輸出指示裝置既可以同步指示多通道輸出埠每個埠的壓力或流速的輸出或者輸入狀態，也可以同步顯示多通道輸出埠每個埠的壓力或流速的輸出或者輸入的值。
[0022]進一步，所述的多通路轉換和控制裝置既可以是流體轉換和控制元件，也可以是電氣轉換和控制元件，或者同時包含了這兩種轉換和控制元件。
[0023]進一步，所述的多通路轉換和控制裝置可以是I個，也可以是2個，或者是多個。
[0024]進一步，所述的多通路轉換和控制裝置的相互連接方式可以自由組合。
[0025]本發明的有益效果是:通過對輸入壓力或流速的自動化控制，可以實現微量流體的複雜操作，並且本發明的裝置性能高效、成本低廉、全自動、多功能以及操作簡便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明:
圖1是本發明一種多通道微流體自動控制裝置的結構主視圖；
圖2是利用本發明一種多通道微流體自動控制裝置要實現流體自動控制的微流控晶片。
[0027]I壓力源；2力控制裝置；3壓力顯示裝置；4控制程序輸入裝置；5控制程序顯示裝置；6壓力調節裝置；7多通道輸出埠 ；8多通道輸出指示裝置；9備用壓力源接口 ；10多通路轉換和控制裝置；a微流控晶片山微流控晶片右側多通道進樣口 ；(:微流控晶片右側進樣多通道；d微流控晶片左側多通道進樣口 ；e微流控晶片左側進樣多通道；f微流控晶片混合反應微室#微流控晶片出樣多通道；h微流控晶片出樣口。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖1和附圖2對本發明的【具體實施方式】做一個詳細的說明。
[0029]實施例:一種多通道微流體自動控制裝置，其構造主要包括:壓力源1、程序控制裝置2、壓力顯示裝置3、控制程序輸入裝置4、控制程序顯示裝置5、壓力調節裝置6、多通道輸出埠 7、多通道輸出指示裝置8、備用壓力源接口 9、多通路轉換和控制裝置10。
[0030]所述的裝置壓力源I輸入為O-1Mpa高壓氣源，控制程序輸入裝置4向程序控制裝置2輸入指令，後者控制壓力源I的壓力輸出，輸入過程和最終指令通過控制程序顯示裝置5顯示出來；根據壓力顯示裝置3的顯示，通過壓力調節裝置6調節合適的壓力輸入；多通路轉換和控制裝置10通過程序控制裝置2中預設的控制程序，有控制地將高壓氣源分散到多通道輸出埠 7 ;多通道輸出埠 7按照預設程序的控制方式向微流控晶片a中輸送高壓氣源。
[0031]下面對整個操作流程做一次詳細的的步驟說明:預先在微流控晶片a右側多通道進樣口 b和左側多通道進樣口 d加入不同的反應試劑；將多通道輸出埠 7按預設程序控制方式連接到a右側多通道進樣口 b和左側多通道進樣口 d，開啟本發明多通道微流體自動控制裝置運行，不同的反應試劑通過微流控晶片右側多通道c和微流控晶片左側多通道，按照預設程序進入微流控晶片反應微室f，反應後的混合物通過微流控晶片出樣通道g進入微流控晶片出樣口 h，至此完成微流控晶片中微流體的自動化控制。
【權利要求】
1.一種多通道微流體自動控制裝置，其特徵在於:程序控制裝置(2)接受控制程序輸入裝置(4)的輸入指令控制壓力源(I)的壓力輸出方式，輸入過程和最終指令通過控制程序顯示裝置(5)同步可視化；多通路轉換和控制裝置(10)接受程序控制裝置(2)人為設定的控制輸出方式，將壓力源分散到多通道輸出埠(7)，通過多通道輸出指示裝置(8)同步可視化；壓力調節裝置(6)調節輸入壓力源(I)輸入的大小和流速，通過壓力顯示裝置(3)顯示壓力源(I)的大小和流速。
2.按權利要求1所述的一種多通道流體自動控制裝置，其特徵在於所述的壓力源(I)可以是氣體，也可以是液體，或者同時包含氣體和液體，可以提供恆定的壓強(Ο-lMpa)，也可以是恆定的流速(Ο-lOOOmL/s)，或者可變的壓強或流速。
3.按權利要求1所述的一種多通道流體自動控制裝置，其特徵在於所述的壓力源(I)可以提供正壓，也可以提供負壓。
4.按權利要求1所述的一種多通道流體自動控制裝置，其特徵在於所述的程序控制裝置(2)可以是單片機獨立控制系統，也可以通過上位機或者電腦來控制。
5.按權利要求1所述的一種多通道流體自動控制裝置，其特徵在於所述的控制程序輸入裝置(4)可以輸入自動化的控制程序，也可以是手動控制方式；可以是按鈕面板，也可以是觸控螢幕面板。
6.按權利要求1所述的一種多通道流體自動控制裝置，其特徵在於所述的控制程序顯示裝置(5 )可以是非觸摸顯示屏，也可以是觸摸顯示屏。
7.按權利要求1所述的一種多通道流體自動控制裝置，其特徵在於所述的壓力調節裝置(6)可以是旋鈕式調節方式，也可以是按鍵調節方式，或者觸控螢幕調節方式。
8.按權利要求1所述的一種多通道流體自動控制裝置，其特徵在於所述的多通道輸出埠(7)可以是快插式，也可以是旋鈕式，或者卡扣式；可以是獨立埠，也可以是一體埠，或者是獨立或一體的包含了電動控制元件的埠 ；可以輸出氣體或液體，也可以抽取氣體或液體，或者同時包含輸出和抽取兩種功能；可以是I個，也可以是2個，或者是多個。
9.按權利要求1所述的一種多通道流體自動控制裝置，其特徵在於所述的多通道輸出指示裝置(8)可以同步指示多通道輸出埠(7)每個埠的壓力或流速的輸出或者輸入狀態，也可以同步顯示多通道輸出埠(7)每個埠的壓力或流速的輸出或者輸入的值。
10.按權利要求1所述的一種多通道流體自動控制裝置，其特徵在於所述的多通路轉換和控制裝置(10 )可以是流體轉換和控制元件，也可以是電氣轉換和控制元件，或者同時包含了這兩種轉換和控制元件，相互連接方式可自由組合，數量可以是I個，也可以是2個，或者是多個。
【文檔編號】G05D27/02GK103616910SQ201310689952
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】聶富強, 沙俊 申請人:蘇州汶顥晶片科技有限公司, 聶富強