負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置的製作方法

2023-06-12 04:40:36 1

本發明屬於微流控晶片進樣裝置，具體涉及負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置。

背景技術：

微流控晶片通過對晶片微通道網絡內微流體的操縱和控制，把樣品製備、反應、分離、檢測等過程集成到一塊微米尺度的晶片上，自動完成分析全過程，其分析樣品所需要的試劑量僅幾微升至幾十個微升，被分析的物質的體積甚至在納升級或皮升級。同時微流控晶片可集成眾多單元部件，可大量平行處理樣品，具有高通量檢測的特點。

微流控晶片微流體驅動方式包括氣動微泵驅動、電滲驅動、重力驅動、離心驅動力、剪切力等，但對設備精度要求高、製造成本昂貴，且不利於攜帶和實時檢測。本發明涉及一種負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置，主要實現微流控晶片簡便式的進樣和樣品混合，成本低廉，具有便攜化和實時檢測的優勢。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在於設計提供一種負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置的技術方案。該裝置採用彈簧機械泵抽吸真空腔室形成的負壓驅動微流體樣本的自律運動，利用渦旋混樣池內微型渦旋閥的作用下實現檢測樣品和儲液池緩衝液的均勻混合，保證進入檢測區樣本的均一性。

所述的一種負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置，其特徵在於包括微流控晶片及與微流控晶片連接的吸負壓裝置，所述吸負壓裝置包括真空腔室以及與真空腔室連接的彈簧機械泵，所述彈簧機械泵位於真空腔室上方，所述真空腔室與微流控晶片的微流控通道輸出端連接，所述微流控晶片上設有樣品池、渦旋混樣池和檢測區，每個樣品池與渦旋混樣池相通，所述渦旋混樣池通過微流控晶片的微流控通道輸入端與檢測區相連通。

所述的一種負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置，其特徵在於所述彈簧機械泵連接分支接頭，所述分支接頭連接真空腔室，每個真空腔室與流控晶片的微流控通道輸出端一一對應。

所述的一種負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置，其特徵在於所述彈簧機械泵包括活塞腔室，所述活塞腔室中彈性配合活塞推桿，所述活塞腔室底部設有氣體入口和氣體出口，所述氣體入口中設有第一矽膠單向閥，所述氣體出口中設有第二矽膠單向閥。

所述的一種負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置，其特徵在於所述真空腔室與微流控晶片的微流控通道輸出端的接口設有微型密封圈。

所述的一種負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置，其特徵在於所述渦旋混樣池中設有能夠將檢測樣品和儲液池緩衝液的均勻混合的微型渦旋閥。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1.相對於微流控晶片微流體氣動微泵、電滲、重力、離心等驅動設備精度要求高、製造成本昂貴，且不利於攜帶和實時檢測的缺點，本發明的優勢在於將樣品注入到微流控晶片的樣品池後，彈簧機械泵抽取真空腔室氣體形成真空負壓，驅動進入儲液池的樣品溶液通過微流控通道自律運動。生產成本低廉，具有便攜化和實時檢測的優勢。

2.檢測樣品和儲液池緩衝液形成的混合液通過微流控通道輸入端進入渦旋混樣池，在渦旋混樣池內微型渦旋閥的作用下實現檢測樣品和儲液池緩衝液的均勻混合，保證進入檢測區樣本的均一性。

3.本發明採用負壓進樣，只要有一個出口，無論有幾個進樣口，都只需一個彈簧機械泵和真空腔室負壓進樣裝置即可完成。

4.本發明適應性廣，適合各種通道類型的微流控晶片進樣。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中檢測區的結構示意圖；

圖3為本發明中彈簧機械泵的結構示意圖。

圖中：1-微流控晶片；2-渦旋混樣池；3-樣品池；4-真空腔室；5-分支接頭；6-彈簧機械泵；7-檢測區；101-微流控通道輸出端；102-微流控通道輸入端；601-活塞推桿；602-活塞腔室；603-o型密封圈；604-彈簧；605-第一矽膠單向閥；606-第二矽膠單向閥；607-氣體入口；608-氣體出口。

具體實施方式

以下結合說明書附圖來進一步說明本發明。

如圖所示，一種負壓驅動、渦旋混勻的微流控晶片機械式負壓進樣裝置，其特徵在於包括微流控晶片1及與微流控晶片1連接的吸負壓裝置。吸負壓裝置包括真空腔室4以及與真空腔室4連接的彈簧機械泵6，彈簧機械泵6位於真空腔室4上方。彈簧機械泵6抽取真空腔室4的氣體形成負壓。為了提高使用效率，彈簧機械泵6連接分支接頭5，分支接頭5連接真空腔室4，這樣彈簧機械泵6可以實現對多個真空腔室4的吸負壓。彈簧機械泵6包括活塞腔室602，活塞腔室602中通過設置的彈簧604彈性配合活塞推桿601，為了保證氣密性，活塞推桿601與活塞腔室602之間配合設置o型密封圈603。活塞腔室602底部設有氣體入口607和氣體出口608，氣體入口607中設有第一矽膠單向閥605，氣體出口608中設有第二矽膠單向閥606，其中氣體入口607與真空腔室4或分支接頭5連接。彈簧機械泵6工作時，推動活塞推桿601，氣體出口608的第二矽膠單向閥606打開，氣體入口607處的第一矽膠單向閥605關閉，排出活塞腔室602內的空氣；鬆開活塞推桿601，活塞推桿601在彈簧604的作用下往上運動，氣體出口608處的第二矽膠單向閥606關閉，氣體入口607的第一矽膠單向閥605打開，抽入新的空氣，這樣可以使真空腔室4內產生負壓。

真空腔室4與微流控晶片1的微流控通道輸出端101連接，真空腔室4與微流控晶片1的微流控通道輸出端101的接口設有微型密封圈，保證接口與微流控晶片1微流控通道輸出端101密封吸附，保證真空腔室2形成的負壓驅動樣品溶液通過微流控通道進入檢測區7進行檢測。

微流控晶片1上設有樣品池3、渦旋混樣池2和檢測區7，每個樣品池3與渦旋混樣池2相通，渦旋混樣池2通過微流控晶片1的微流控通道輸入端102與檢測區7相連通。渦旋混樣池2中設有能夠將檢測樣品和儲液池緩衝液的均勻混合的微型渦旋閥。當在檢測樣品和儲液池緩衝液形成的混合液進入檢測區7檢測前，混合液通過渦旋混樣池2，在微型渦旋閥的作用下實現檢測樣品和儲液池緩衝液的均勻混合。微流控通道輸出端101和微流控通道輸入端102位於檢測區7的兩端。

工作時，彈簧機械泵6對真空腔室4吸真空，在負壓的作用下，樣品池3中的樣品緩衝液進入渦旋混樣池2，在渦旋混樣池2的微型渦旋閥的作用下實現檢測樣品和儲液池緩衝液的均勻混合，混合液在負壓作用下，進入檢測區7進行檢測。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。