微流控芯片和检测系统技术方案

本申请涉及微流控芯片技术领域，公开了一种微流控芯片和检测系统，目的是改善微流控芯片的流体控制方案，提高微流控芯片的流体控制效率和良率。一种微流控芯片，包括流体进入通道和微阀，所述微阀包括磁性阀芯、阀芯运动通道和磁性控制装置；其中：所述阀芯运动通道设有至少两个转接开口，且至少一个所述转接开口与所述流体进入通道相连；所述磁性阀芯位于所述阀芯运动通道内且可在所述阀芯运动通道内移动，且所述磁性阀芯的径向尺寸大于每个所述转接开口的径向尺寸；所述磁性控制装置位于所述阀芯运动通道外部，被配置为沿所述阀芯运动通道移动以驱动所述磁性阀芯在所述阀芯运动通道内移动。

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片和检测系统
本申请涉及微流控芯片
，特别涉及一种微流控芯片和检测系统。
技术介绍
微流控系统已经应用于多个领域，例如基因分析，临床诊断，药物筛选和环境检测等，该类系统最终的方案是实现“样本进——结果出”的集成化一站式检测，这样通常就会涉及到在各阶段加入所需的流体试剂，以及流体在一个或多个流体通道内的流通和切换等流体控制问题，如何在微流控系统中实现对流体的控制是微流控芯片的开发关键。
技术实现思路
本申请公开了一种微流控芯片和检测系统，目的是改善微流控芯片的流体控制方案，提高微流控芯片的流体控制效率和良率。为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：一种微流控芯片，包括流体进入通道和微阀，所述微阀包括磁性阀芯、阀芯运动通道和磁性控制装置；其中：所述阀芯运动通道设有至少两个转接开口，且至少一个所述转接开口与所述流体进入通道相连；所述磁性阀芯位于所述阀芯运动通道内且可在所述阀芯运动通道内移动，且所述磁性阀芯的径向尺寸大于每个所述转接开口的径向尺寸；所述磁性控制装置位于所述阀芯运动通道外部，被配置为沿所述阀芯运动通道移动以驱动所述磁性阀芯在所述阀芯运动通道内移动。可选的，所述微阀还包括定位磁性体，所述定位磁性体位于所述转接开口处，被配置为当所述磁性阀芯移动至所述转接开口位置处时，通过磁力将所述磁性阀芯定位。可选的，所述磁性阀芯为球型；所述阀芯运动通道的截面呈圆形，且所述阀芯运动通道的截面尺寸与所述磁性阀芯的截面尺寸相匹配。可选的，所述阀芯运动通道包括一条或几条支路，每条所述支路的端部设有一个所述转接开口。可选的，每条所述支路的端部的径向尺寸大于其他位置处的径向尺寸。可选的，所述阀芯运动通道的侧壁设有向外凸出的容纳部，所述容纳部被配置为容纳所述磁性阀芯。可选的，所述磁性控制装置包括：驱动磁性体，被配置为利用磁力驱动所述磁性阀芯在所述阀芯运动通道内移动；机械臂，与所述驱动磁性体相连，被配置为带动所述驱动磁性体沿所述阀芯运动通道移动。可选的，所述的微流控芯片，还包括供液装置，所述供液装置包括液体存储机构和液体释放机构；所述液体存储机构被配置为存储液体，所述液体释放机构被配置为与所述液体释放机构和所述流体进入通道相连，并在被触发时将所述液体存储机构中的液体释放至所述流体进入通道中。可选的，所述液体存储机构具有储液容具以及用于封闭储液容具的下方出口的封口层；所述储液容具为可受力致形变的韧性材料；所述液体释放机构包括与所述流体进入通道相连通的容纳腔，所述容纳腔的开口与所述封口层相对，且所述封口层边缘与所述容纳腔的开口边缘密封连接；所述容纳腔的开口边缘处设有朝向所述开口中心伸出的凸出部，所述凸出部在所述封口层上的正投影位于所述封口层的非密封连接区域，被配置为在与所述封口层产生相互作用力时刺破所述封口层。可选的，所述封口层为可受力致破损的脆性材料。可选的，所述封口层的材料包括铝箔；所述储液容具的材料包括塑料。可选的，所述微流控芯片包括芯片本体；所述芯片本体设有所述容纳腔和所述流体进入通道；所述液体存储机构固定于所述芯片本体上。可选的，所述供液装置还包括连接层，位于所述液体存储机构的封口层与所述液体释放机构的容纳腔之间，被配置为将所述封口层与所述容纳腔的开口边缘密封连接。可选的，所述连接层设有镂空部；所述凸出部的伸出端在所述封口层上的正投影位于所述镂空部在所述封口层上的正投影内。可选的，所述液体存储机构包括储液容具以及位于所述储液容具内的活动部件，所述活动部件的尺寸大于所述储液容具的下方出口的尺寸，被配置为封闭所述出口；所述活动部件的自身重力小于所述储液容具内液体对所述活动部件的浮力；所述液体释放机构位于所述储液容具的出口处，被配置为：对所述活动部件产生吸附力使得所述活动部件将所述储液容具的所述出口封闭，或者释放对所述活动部件的吸附力使得所述活动部件在浮力的作用下离开所述储液容具的所述出口。可选的，所述储液容具顶部具有排气口，所述液体存储机构还包括用于封闭所述储液容具顶部排气口的透气膜；或者，所述储液容具为可受力致形变的韧性材料。可选的，所述液体释放机构包括：热敏粘性结构，位于所述储液容具的出口处，被配置为与所述活动部件粘接，且当温度小于设定温度时，所述热敏粘性结构对所述活动部件的粘附力与所述活动部件自身重力的和大于所述活动部件在所述液体中受到的浮力，当温度大于或等于所述设定温度时，所述热敏粘性结构对所述活动部件的粘附力与所述活动部件自身重力的和小于所述活动部件在所述液体中受到的浮力。可选的，所述热敏粘性结构的材料包括直链烷烃、支链烷烃或两者的混合物。可选的，所述液体释放机构还包括电热结构，位于所述储液容具的出口处，被配置为通电时产生热量，以为所述热敏粘性结构升温。可选的，所述电热结构包括沿远离所述储液容具的出口方向上依次层叠的电热材料层和电极层，所述电热材料层与所述电极层电连接；且所述电热结构设有贯穿其各层结构的通孔，所述通孔与所述储液容具的所述出口相对。可选的，所述电热材料层的材料包括氧化铟锡、镍铬合金、铁铬铝合金、钛酸钡陶瓷、碳化硅、铬酸镧、氧化锆、二硅化钼。可选的，所述电热结构还包括绝缘层、保护层、基底层和隔热层中的一层或几层；所述绝缘层位于所述电热材料层与所述电极层之间，设有允许所述电热材料层与所述电极层电连接的过孔；所述保护层位于所述电热材料层背离所述电极层的一侧，被配置为保护所述电热材料层；所述基底层位于所述电极层背离所述电热材料层的一侧，被配置为承载膜层；所述隔热层位于所述基底层背离所述电极层的一侧。可选的，所述活动部件为球型；所述热敏粘性结构位于所述电热结构与所述储液容具的所述出口之间，且与所述活动部件的表面相切。一种检测系统，包括如上述任一项所述的微流控芯片。附图说明图1为本申请一实施例提供的一种微流控芯片的部分结构示意图；图2为本申请一实施例提供的一种微流控芯片的微阀的结构示意图；图3a为本申请一实施例提供的一种微阀在一种状态下的结构示意图；图3b为图3a中的微阀在另一种状态下的结构示意图；图4a为本申请另一实施例提供的一种微阀在一种状态下的结构示意图；图4b为图4a中的微阀在另一种状态下的结构示意图；图5为本申请另一实施例提供的一种微流控芯片的部分结构示意图；图6为本申请一实施例提供的一种供液装置的液体存储机构的截面结构示意图；图7a为本申请一实施例提供的一种供液装置在液体未释放状态下的截面结构示意图；图7b为图7a中的供液装置在液体释放状态下的截面结构示意图；图8为本申请另一实施例提供的一种供液装置的截面结构示意图；图9为本申请另一实施例提供的一种供液装置的截面结构示意图；图10为本申请一实施例提供的一种检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，包括流体进入通道和微阀，所述微阀包括磁性阀芯、阀芯运动通道和磁性控制装置；其中：/n所述阀芯运动通道设有至少两个转接开口，且至少一个所述转接开口与所述流体进入通道相连；/n所述磁性阀芯位于所述阀芯运动通道内且可在所述阀芯运动通道内移动，且所述磁性阀芯的径向尺寸大于每个所述转接开口的径向尺寸；/n所述磁性控制装置位于所述阀芯运动通道外部，被配置为沿所述阀芯运动通道移动以驱动所述磁性阀芯在所述阀芯运动通道内移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，包括流体进入通道和微阀，所述微阀包括磁性阀芯、阀芯运动通道和磁性控制装置；其中：
所述阀芯运动通道设有至少两个转接开口，且至少一个所述转接开口与所述流体进入通道相连；
所述磁性阀芯位于所述阀芯运动通道内且可在所述阀芯运动通道内移动，且所述磁性阀芯的径向尺寸大于每个所述转接开口的径向尺寸；
所述磁性控制装置位于所述阀芯运动通道外部，被配置为沿所述阀芯运动通道移动以驱动所述磁性阀芯在所述阀芯运动通道内移动。


2.如权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述微阀还包括定位磁性体，所述定位磁性体位于所述转接开口处，被配置为当所述磁性阀芯移动至所述转接开口位置处时，通过磁力将所述磁性阀芯定位。


3.如权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述磁性阀芯为球型；所述阀芯运动通道的截面呈圆形，且所述阀芯运动通道的截面尺寸与所述磁性阀芯的截面尺寸相匹配。


4.如权利要求3所述的微流控芯片，其中，所述阀芯运动通道包括一条或几条支路，每条所述支路的端部设有一个所述转接开口。


5.如权利要求4所述的微流控芯片，其中，每条所述支路的端部的径向尺寸大于其他位置处的径向尺寸。


6.如权利要求4所述的微流控芯片，其中，所述阀芯运动通道的侧壁设有向外凸出的容纳部，所述容纳部被配置为容纳所述磁性阀芯。


7.如权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述磁性控制装置包括：
驱动磁性体，被配置为利用磁力驱动所述磁性阀芯在所述阀芯运动通道内移动；
机械臂，与所述驱动磁性体相连，被配置为带动所述驱动磁性体沿所述阀芯运动通道移动。


8.如权利要求1-7任一项所述的微流控芯片，其中，还包括供液装置，所述供液装置包括液体存储机构和液体释放机构；所述液体存储机构被配置为存储液体，所述液体释放机构被配置为与所述液体释放机构和所述流体进入通道相连，并在被触发时将所述液体存储机构中的液体释放至所述流体进入通道中。


9.如权利要求8所述的微流控芯片，其中，所述液体存储机构具有储液容具以及用于封闭储液容具的下方出口的封口层；所述储液容具为可受力致形变的韧性材料；
所述液体释放机构包括与所述流体进入通道相连通的容纳腔，所述容纳腔的开口与所述封口层相对，且所述封口层边缘与所述容纳腔的开口边缘密封连接；所述容纳腔的开口边缘处设有朝向所述开口中心伸出的凸出部，所述凸出部在所述封口层上的正投影位于所述封口层的非密封连接区域，被配置为在与所述封口层产生相互作用力时刺破所述封口层。


10.如权利要求9所述的微流控芯片，其中，所述封口层为可受力致破损的脆性材料。


11.如权利要求9所述的微流控芯片，其中，所述封口层的材料包括铝箔；所述储液容具的材料包括塑料。


12.如权利要求9所述的微流控芯片，其中，所述微流控芯片包括芯片本体；所述芯片本体设有所述容纳腔和所述流体进入通道；所述液体存储机构固定于所述芯片本体上。


13.如权利要求12所述的微流控芯片，其中，所述供液装置还包括连接层，位于所述液体存储机构的封口层与所述液体释放机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐为峰，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11