【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微流控，更具体地说，它涉及一种基于音频驱动的微流体控制系统、方法及相关设备。
技术介绍
1、微流控技术作为一种新兴的科学技术已经发展了二三十年，已经应用于化学、生物学、工程学和物理学等诸多领域，学科交叉性强，在时间、空间和分析对象的精密操控上进行了突破，能够解决生命分析的许多关键问题。比如，在分析检测方面，微流控技术能够将原本只能在实验室才能完成的检测实验集成到一小块芯片上，不仅节约了耗材成本和时间成本，更重要的是能够集成多种检测技术于一体，提高检测效率；在生命科学研究方面，器官芯片技术的发展越来越得到科学家的关注，因为其在未来探究生命科研研究方面具有广大的应用前景，包括人体微环境，血液系统及淋巴免疫系统的模拟，同时让人体生物分子的信号通路研究也有了更加细化的实验平台，使理论依据更加充分，推动人类生命科学研究的革命性进展。
2、然而，虽然微流控芯片本身体积较小，但用于微流体控制的外置设备却庞大、笨重、昂贵，这大大制约了微流控芯片的应用场景。目前现有的微流体控制系统及其存在的问题如下：注射泵系统，成本高，体积大，便携性差，不适合即时检测环境；离心驱动系统，芯片设计门槛高，灵活度弱，难以结合温度控制模块；按压驱动系统，精度较低，自动化程度差；毛细力驱动系统，芯片设计门槛高，精度较低，流体控制能力较弱；压电式驱动系统，需要高电压，难以实用化。
3、有基于此，本专利技术提供一种基于音频驱动的微流体控制系统、方法及相关设备，实现微流体高精度、低成本、便捷的控制。
技术实现思
1、本申请的目的是提供一种基于音频驱动的微流体控制系统、方法及相关设备，解决现有微流体控制外设结构复杂、成本较高的问题，通过动圈与装配外壳箱的配合，实现音频电信号驱动的微流体控制系统。
2、本申请第一方面提供一种基于音频驱动的微流体控制系统，包括：动圈，用于将电信号转化为声信号；和装配外壳箱，所述装配外壳箱与所述动圈配合形成气腔，所述装配外壳箱内部设置连通所述气腔和微流控制芯片的第一气路，所述第一气路的支路数量与所述微流控芯片内的流道数量相适应；其中，所述装配外壳箱与所述动圈配合形成的气腔，用于当所述动圈向第一方向动作时，所述气腔体积增大，所述第一气路内的流体向靠近所述气腔的方向移动；当所述动圈向与所述第一方向相对的第二方向动作时，所述气腔体积缩小，所述第一气路内的流体向远离所述气腔的方向移动。
3、采用上述技术方案，将动圈与装配外壳箱组装密封，形成特殊的气路结构，实现基于音频驱动的微流体控制系统。通过改变输入音频电信号的波形、频率、幅值等参数，改变动圈的运动方向及速度，进而改变第一气路的压力状态，从而实现对微流控芯片内的微流体进行精确的操控，包括微流体的方向、流速及流量。基于音频驱动实现微流体高精度、低成本、便捷的控制。
4、在一种可能的实施方式中，所述装配外壳箱内部还设置连通所述气腔和大气的第二气路，用于当所述动圈向第一方向动作时，所述气腔体积增大，所述第二气路内的流体与所述第一气路内的流体一同向靠近所述气腔的方向移动；当所述动圈向与所述第一方向相对的第二方向动作时，所述气腔体积缩小，所述第二气路内的流体与所述第一气路内的流体一同向远离所述气腔的方向移动。
5、在一种可能的实施方式中，所述装配外壳箱内部还包括：电磁阀，所述电磁阀与所述第一气路的各个支路连接，用于通断所述第一气路的各个支路；所述装配外壳箱表面嵌设：用于插接微流控芯片的插槽，所述插槽底部设置气口，所述气口与所述第一气路的支路连通。
6、在一种可能的实施方式中，所述装配外壳箱包括：相互连通且垂直设置的第一壳体和第二壳体；所述第一壳体的表面与所述动圈配合连接，形成气腔，所述第一壳体内部设置连通所述气腔并延伸至第二壳体内部的第一气路以及连通所述气腔和大气的第二气路；所述第二壳体的表面凹陷嵌设插槽，当所述微流控芯片插接于所述插槽时，所述微流控芯片与所述第一壳体平行，所述插槽底部设置气口，所述气口与所述第一气路的支路连通。
7、在一种可能的实施方式中，所述第一壳体靠近微流控芯片的表面还设置有荧光激发模块、加热模块以及磁珠控制模块；所述荧光激发模块用于发出激发光，激发微流控芯片中的荧光化合物产生荧光发射光；所述温度控制模块用于维持设定温度，维持微流控芯片中的样本反应；所述磁珠控制模块用于控制微流控芯片中的磁珠位置，实现样本提取。
8、本申请第二方面提供一种基于音频驱动的微流体控制方法，应用于如上任一所述的一种基于音频驱动的微流体控制系统，包括：输入电信号，所述电信号为正项电压信号、负向电压信号、正向锯齿波、反向锯齿波、三角波、正弦波、方波中的任意一种或多种的组合，驱动所述动圈向第一方向或第二方向动作，控制微流控芯片内的流体移动；其中，当微流控芯片存在多个流道时，通过电磁阀控制第一气路的单个支路导通，控制微流控芯片内单个流道的流体移动。
9、本申请第三方面提供一种基于音频驱动的微流体控制系统的设备，包括：如上任一所述的基于音频驱动的微流体控制系统和微流控芯片；其中，所述基于音频驱动的微流体控制系统中，所述第一气路的支路数量为1；所述微流控芯片包括依次连通的：进样孔、微反应器和连接管，所述进样孔用于接入待测样本，所述微反应器用于完成各种生物化学反应，所述连接管与所述第一气路连通。
10、本申请第四方面提供一种基于音频驱动的微流体控制系统的设备，包括：如上任一所述的基于音频驱动的微流体控制系统和微流控芯片；其中，所述基于音频驱动的微流体控制系统中，所述第一气路的支路数量为2，包括支路a和支路b，所述支路a和支路b通过电磁阀控制通断；所述微流控芯片包括：液滴收集腔、t型液滴发生器、油进口、水进口、第一连接管和第二连接管，所述液滴收集腔与所述t型液滴发生器的第一端连通，所述t型液滴发生器的第二端和第三端分别与所述油进口和水进口连通，所述油进口与第一连接管连通，所述水进口与所述第二连接管连通，所述第一连接管和所述第二连接管分别与所述支路a和支路b连通。
11、本申请第五方面提供一种基于音频驱动的微流体控制系统的设备，包括：如上任一所述的基于音频驱动的微流体控制系统和微流控芯片；其中，所述基于音频驱动的微流体控制系统中，所述第一气路的支路数量为2，包括支路a和支路b，所述支路a和支路b通过电磁阀控制通断；所述微流控芯片包括：检测区、样本、裂解液、清洗液、洗脱液、微柱、第一连接管和第二连接管，所述样本、裂解液、清洗液通过各自的管道汇合至微柱，所述微柱一端连通检测区和第二连接管，所述微柱的另一端通过洗脱液连通第一连接管，所述第一连接管和所述第二连接管分别与所述支路a和支路b连通。
12、本申请第六方面提供一种基于音频驱动的微流体控制系统的设备，包括：如上任一所述的基于音频驱动的微流体控制系统和微流控芯片；其中，所述基于音频驱动的微流体控制系统中，所述第一气路的支路数量为2，包括支路a和支路b，所述支路a和支路b通过电磁阀控制通断；所述微流控芯片包括：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于音频驱动的微流体控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于音频驱动的微流体控制系统，其特征在于，所述装配外壳箱内部还设置连通所述气腔和大气的第二气路，用于当所述动圈向第一方向动作时，所述气腔体积增大，所述第二气路内的流体与所述第一气路内的流体一同向靠近所述气腔的方向移动；当所述动圈向与所述第一方向相对的第二方向动作时，所述气腔体积缩小，所述第二气路内的流体与所述第一气路内的流体一同向远离所述气腔的方向移动。
3.根据权利要求1所述的一种基于音频驱动的微流体控制系统，其特征在于，所述装配外壳箱内部还包括：电磁阀，所述电磁阀与所述第一气路的各个支路连接，用于通断所述第一气路的各个支路；
4.根据权利要求2-3任一所述的一种基于音频驱动的微流体控制系统，其特征在于，所述装配外壳箱包括：相互连通且垂直设置的第一壳体和第二壳体；
5.根据权利要求4所述的一种基于音频驱动的微流体控制系统，其特征在于，所述第一壳体靠近微流控芯片的表面还设置有荧光激发模块、加热模块以及磁珠控制模块；
6.一种基于音频驱动
7.一种基于音频驱动的微流体控制系统的设备，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一所述的基于音频驱动的微流体控制系统和微流控芯片；
8.一种基于音频驱动的微流体控制系统的设备，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一所述的基于音频驱动的微流体控制系统和微流控芯片；
9.一种基于音频驱动的微流体控制系统的设备，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一所述的基于音频驱动的微流体控制系统和微流控芯片；
10.一种基于音频驱动的微流体控制系统的设备，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一所述的基于音频驱动的微流体控制系统和微流控芯片；
...【技术特征摘要】
1.一种基于音频驱动的微流体控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于音频驱动的微流体控制系统，其特征在于，所述装配外壳箱内部还设置连通所述气腔和大气的第二气路，用于当所述动圈向第一方向动作时，所述气腔体积增大，所述第二气路内的流体与所述第一气路内的流体一同向靠近所述气腔的方向移动；当所述动圈向与所述第一方向相对的第二方向动作时，所述气腔体积缩小，所述第二气路内的流体与所述第一气路内的流体一同向远离所述气腔的方向移动。
3.根据权利要求1所述的一种基于音频驱动的微流体控制系统，其特征在于，所述装配外壳箱内部还包括：电磁阀，所述电磁阀与所述第一气路的各个支路连接，用于通断所述第一气路的各个支路；
4.根据权利要求2-3任一所述的一种基于音频驱动的微流体控制系统，其特征在于，所述装配外壳箱包括：相互连通且垂直设置的第一壳体和第二壳体；
5.根据权利要求4所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：王邦锋，李顺基，刘阳程，
申请(专利权)人：长沙智行健医疗器械科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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