一種微流控晶片氣液加壓裝置的製作方法

2023-06-07 11:49:36

專利名稱：一種微流控晶片氣液加壓裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種微流控晶片氣液加壓裝置，特別是涉及一種XYZ三維可控微流控 晶片氣液加壓裝置，屬於微流控晶片接口技術領域。
背景技術：
微流控晶片(Microfluidic chips)以微管道為網絡連接微泵、微閥、微儲液池、微 電板、微檢測單元等具有光、電和流體輸送功能的元器件，實現化學分析設備的微型化，最 大限度的將整個生化分析實驗室樣品的製備、生物與化學反應、分離、檢測等基本單元集成 到一塊幾平方釐米的晶片上，完成不同的生化反應，並對其產物進行分析，最集中地體現了 將分析實驗室的功能轉移到晶片上的思想。它是20世紀90年代中期以來影響最深遠的重 大科技發展之一，是融微電子學、生物學、物理學、化學、計算機科學為一體的高度交叉的新 技術，也被稱為「晶片實驗室」(Lab-on-a-chip，L0C)。
微流控晶片功能集成化的趨勢，使得晶片結構越來越複雜，對晶片前處理、樣品分 離檢測和後處理等操作提出了更多挑戰，進而需要對滿足相應操作功能的晶片配套設備進 行發明和改進。目前微流控晶片的一片晶片包含多個注液口和出液口，其形狀和分布多變， 距離接近，這對液體和氣體的注入帶來很大的問題，傳統的氣液加壓接口裝置接口不能根 據需要任意變換位置，只能在一個平面內加注氣體和液體，且密封壓力較小，不能與檢測設 備直接配套連接，因而需要一種可在微流控任意位置，根據晶片注液口和出液口形狀大小 隨時變換的，密封壓力較高的，可方便連接到檢測器上的微流控晶片氣液加壓裝置。發明內容
本發明的目的是為了解決目前氣液加壓接口裝置存在接口不能根據需要任意變 換，只能在一個平面內加注氣體和液體，密封壓力小，且與檢測器不兼容等問題，而提供一 種微流控晶片氣液加壓裝置。
本發明的目的是通過下述技術方案實現的。
本發明提供一種微流控晶片氣液加壓裝置，包括限位塊、限位螺栓、連接杆、壓緊 螺母、底盤、壓緊螺栓、固定塊、連接頭、方形定位杆、毛細管、密封接頭和內襯管。
限位塊與底盤垂直固定，底盤上加工有固定微流控晶片的定位凹臺，定位凹臺的 凹面經過磨光處理，定位凹臺的凹面底部開有檢測孔，用於雷射誘導螢光檢測器物鏡的對 準檢測，定位凹臺側面開有洩流缺口，引導外溢液體流出，定位凹臺的兩端通過壓緊螺栓擰 緊固定塊，用於夾固晶片；限位塊上開有限位槽，限位槽上加工有定位通槽，限位槽的開槽 方向與底盤的定位凹臺的凹面平行；連接杆一端開有方形連接孔，連接杆另一端開有限位 孔，且限位孔與方形連接孔開孔方向垂直，限位孔中部加工有定位槽，壓緊螺母放置在定位 槽上，限位螺栓穿過限位孔並與壓緊螺母螺紋連接；限位螺栓上端與密封接頭螺紋連接，且 接口處通過錐形定位臺結構夾緊密封；限位螺栓下端與連接頭螺紋連接，且接口處通過密 封墊圈密封；密封接頭、限位螺栓、連接頭分別沿中心軸開有通孔，內襯管插入密封接頭、限位螺栓、連接頭內部組成的通道，毛細管穿過內襯管，毛細管的密封接頭一端連接泵源，毛 細管的連接頭一端對準微流控晶片的晶片儲液池，連接頭與晶片儲液池之間通過密封墊密 封；方形定位杆的一端插入限位塊前端的限位槽，使方形定位杆只能沿限位槽橫向滑動，在 限位塊後端通過擰緊定位螺栓B使方形定位杆相對限位塊固定，方形定位杆的另一端穿過 連接杆的方形連接孔，連接杆的方形連接孔上端安裝定位螺栓A，通過擰緊定位螺栓A使方 形定位杆與連接杆固定。
連接頭可根據晶片儲液池的形狀和大小進行更換；根據需要可以在限位塊的限位 槽中固定一個或一個以上的方形定位杆，以及在同一個方形定位杆上固定一個或一個以上 帶有連接頭的連接杆，用以實現同時對晶片不同的部位儲液池的加壓，施加為0-lOMPa。
工作過程
將微流控晶片放入定位凹槽內，保證定位凹臺的凹面水平，壓緊螺栓擰緊固定塊 夾固晶片；通過調整方形定位杆在限位塊的限位槽中的位置，以及連接杆相對方形定位杆 的位置，使連接頭對準對準微流控晶片的晶片儲液池，然後旋緊定位螺栓B和定位螺栓A連 接頭的水平位置，再旋轉壓緊螺母使連接頭在限位螺栓的帶動下垂直下移，從而實現了氣 液引導裝置的CTZ三維定位；通過毛細管的密封接頭一端連接的泵源，向晶片儲液池內氣 液引導，施加為0-lOMPa。
有益效果
本發明有效地解決了微流控晶片與外接管路和泵源的連接問題，可以使氣液接入 實現CTZ三維定位，可以根據微流控晶片進出口的特點任意設計更換不同的接頭，解決了 微流控晶片氣液引導、晶片清洗、試劑注入和流體驅動控制，與檢測器兼容等問題，為晶片 的大規模應用提供了很好的連接裝置。


圖1為本發明的總體結構圖2為本發明的後視圖3為本發明裝置的底盤結構示意圖4為本發明氣液引導裝置剖面圖5為本發明多接頭同時連接裝置示意1-限位塊，2-定位螺栓A，3-限位螺栓，4-連接杆，5_壓緊螺母，6_底盤，7_壓緊 螺栓，8-固定塊，9-微流控晶片，10-連接頭，11-方形定位杆，14-毛細管，15-密封接頭， 16-定位螺栓B，17-密封墊圈，18-密封墊，19-內襯管，20-晶片儲液池。
具體實施方式
下面結合附圖和實施方式對發明作進一步詳細的說明。
實施例
本發明的一種微流控晶片氣液加壓裝置，如圖1所示，包括限位塊1、限位螺栓3、 連接杆4、壓緊螺母5、底盤6、壓緊螺栓7、固定塊8、連接頭10、方形定位杆11、毛細管14、 密封接頭15和內襯管19。
限位塊1與底盤6垂直固定，如圖3所示，底盤6上加工有固定微流控晶片的定位4凹臺，定位凹臺的凹面經過磨光處理，定位凹臺的凹面底部開有檢測孔，用於雷射誘導螢光 檢測器物鏡的對準檢測，定位凹臺側面開有洩流缺口，引導外溢液體流出，定位凹臺的兩端 通過壓緊螺栓7擰緊固定塊8，用於夾固晶片；如圖2所示，限位塊1上開有限位槽，限位槽 上加工有定位通槽，限位槽的開槽方向與底盤6的定位凹臺的凹面平行；連接杆4 一端開有 方形連接孔，連接杆4另一端開有限位孔，且限位孔與方形連接孔開孔方向垂直，限位孔中 部加工有定位槽，壓緊螺母5放置在定位槽上，限位螺栓3穿過限位孔並與壓緊螺母5螺紋 連接；如圖4所示，限位螺栓3上端與密封接頭15螺紋連接，且接口處通過錐形定位臺結構 夾緊密封；限位螺栓3下端與連接頭10螺紋連接，且接口處通過密封墊圈17密封；密封接 頭15、限位螺栓3、連接頭10分別沿中心軸開有通孔，內襯管19插入密封接頭15、限位螺 栓3、連接頭10內部組成的通道，毛細管14穿過內襯管19，毛細管14的密封接頭15 —端 連接泵源，毛細管14的連接頭10 —端對準微流控晶片9的晶片儲液池20，連接頭10與芯 片儲液池20之間通過密封墊18密封；方形定位杆11的一端插入限位塊1前端的限位槽， 使方形定位杆11隻能沿限位槽橫向滑動，在限位塊1後端通過擰緊定位螺栓B16使方形定 位杆11相對限位塊1固定，方形定位杆11的另一端穿過連接杆4的方形連接孔，連接杆4 的方形連接孔上端安裝定位螺栓A2，通過擰緊定位螺栓A2使方形定位杆11與連接杆4固 定。
將微流控晶片9放入定位凹槽內，保證定位凹臺的凹面水平，壓緊螺栓7擰緊固定 塊8夾固晶片；通過調整方形定位杆11在限位塊1的限位槽中的位置，以及連接杆4相對 方形定位杆11的位置，使連接頭10對準對準微流控晶片9的晶片儲液池20，然後旋緊定 位螺栓B16和定位螺栓A2連接頭10的水平位置，再旋轉壓緊螺母5使連接頭10在限位螺 栓3的帶動下垂直下移，從而實現了氣液引導裝置的XYZ三維定位；通過毛細管14的密封 接頭15 —端連接的泵源，向晶片儲液池20內氣液引導，施加為O-lOMPa。
如圖5所示，本實施例中在限位塊1的限位槽中固定兩個方形定位杆，且其中一個 方形定位杆上固定一個帶有連接頭的連接杆，另一個方形定位杆上固定兩個帶有連接頭的 連接杆，用以實現同時對晶片不同的部位儲液池的加壓。
權利要求
1.一種微流控晶片氣液加壓裝置，其特徵在於包括限位塊(1)、限位螺栓(3)、連接杆 (4)、壓緊螺母(5)、底盤(6)、壓緊螺栓(7)、固定塊(8)、連接頭(10)、方形定位杆(11)、毛 細管(14)、密封接頭(15)和內襯管(19)；限位塊(1)與底盤(6)垂直固定，底盤(6)上加工有固定微流控晶片的定位凹臺，定位 凹臺的凹面經過磨光處理，定位凹臺的凹面底部開有檢測孔，定位凹臺側面開有洩流缺口， 定位凹臺的兩端通過壓緊螺栓(7)擰緊固定塊(8)；限位塊(1)上開有限位槽，限位槽上加 工有定位通槽，限位槽的開槽方向與底盤(6)的定位凹臺的凹面平行；連接杆(4) 一端開 有方形連接孔，連接杆⑷另一端開有限位孔，且限位孔與方形連接孔開孔方向垂直，限位 孔中部加工有定位槽，壓緊螺母( 放置在定位槽上，限位螺栓C3)穿過限位孔並與壓緊螺 母(5)螺紋連接；限位螺栓C3)上端與密封接頭(1 螺紋連接，且接口處通過錐形定位臺 結構夾緊密封；限位螺栓C3)下端與連接頭(10)螺紋連接，且接口處通過密封墊圈(17)密 封；密封接頭(15)、限位螺栓C3)、連接頭(10)分別沿中心軸開有通孔，內襯管(19)插入密 封接頭(15)、限位螺栓(3)、連接頭(10)內部組成的通道，毛細管(14)穿過內襯管(19)， 毛細管(14)的密封接頭(1 一端連接泵源，毛細管(14)的連接頭(10) —端對準微流控 晶片(9)的晶片儲液池(20)，連接頭(10)與晶片儲液池00)之間通過密封墊(18)密封； 方形定位杆(11)的一端插入限位塊(1)前端的限位槽，使方形定位杆(11隻能沿限位槽橫 向滑動，在限位塊(1)後端通過擰緊定位螺栓B(16)使方形定位杆(11)相對限位塊(1)固 定，方形定位杆(U)的另一端穿過連接杆的方形連接孔，連接杆的方形連接孔上 端安裝定位螺栓AO)，通過擰緊定位螺栓A(2)使方形定位杆(11)與連接杆固定。
2.一種微流控晶片氣液加壓裝置，其特徵在於連接頭(10)可根據晶片儲液池的形狀 和大小進行更換。
3.一種微流控晶片氣液加壓裝置，其特徵在於根據需要可以在限位塊(1)的限位槽 中固定一個或一個以上的方形定位杆(11)，以及在同一個方形定位杆(11)上固定一個或 一個以上帶有連接頭(10)的連接杆。
全文摘要
本發明為一種微流控晶片氣液加壓裝置，屬於微流控晶片接口領域。本發明包括限位塊、限位螺栓、連接杆、壓緊螺母、底盤、壓緊螺栓、連接頭、方形定位杆、毛細管。限位塊與底盤垂直固定，底盤上加工有定位凹臺；限位螺栓穿過限位孔並與壓緊螺母螺紋連接；限位螺栓上端連接密封接頭；限位螺栓下端與連接頭連接；毛細管穿過密封接頭、限位螺栓、連接頭內部組成的通道，毛細管一端連接泵源；方形定位杆的一端插入限位塊前端的限位槽，通過定位螺栓固定，方形定位杆的另一端穿過連接杆的方形連接孔，通過定位螺栓固定。本發明實現了對微流控晶片氣液接入的XYZ三維定位，可根據需要更換接頭，且與檢測器兼容，可廣泛應用於微流控晶片氣液接入。
文檔編號G01N35/10GK102043062SQ20101053664
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者丁惠, 呂雪飛, 徐建棟, 李勤, 鄧玉林 申請人:北京理工大學