【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微流控芯片，具体涉及一种基于按压驱动流体的微流控芯片，同时还涉及该基于按压驱动流体的微流控芯片的方法。
技术介绍
1、目前的微流体驱动方法分为被动式和主动式两种，被动式流体驱动主要依赖于毛细作用、惯性力、粘性力等自驱动力，无需外部源的输入，具有结构简单、成本低廉等优点，适用于简易和低成本的检测场景；而主动式流体驱动则需要外部动力源来驱动流体，常见的驱动方式包括压力驱动、离心驱动、电驱动、热驱动等，其优势在于能够实现更精确和可控的流体操控，适用于精细流体管理的复杂应用。
2、zimmermann等人在2006年通过设计毛细管微结构在微流控设备中实现了流体的自驱动，用于elisa测定，但该方法在检测过程中容易产生气泡，影响检测的准确性；rocca等人在2021年开发了一种新型的毛细管驱动微流控芯片，该芯片能够在2分钟内使用微量样品进行定量的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和血红蛋白检测，尽管如此，被动式驱动结构的设计复杂，流动状态的均一性差，且容易产生气泡，无法实现流体通道流速的连续差异化控制；jeong等人在2005年提出热驱动技术，该技术通过加热气体使弹性薄膜形变，从而驱动流体运动；xiao等人在2024年提出一种完全集成的自动化离心微流控芯片，该芯片利用离心力驱动流体，实现即时多重分子诊断；此外，uvarov等人在2021年描述了一种基于电驱动的微型泵，该泵通过三个蠕动运行的薄膜执行器，利用微秒电压脉冲驱动进行ap电解；以上主动式微泵虽然能实现精确的控制流体，但都依赖外部驱动设备运行，这会增加系统的复杂性，而复
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有流体控制效果、不依赖外部设备、结构简单的基于按压驱动流体的微流控芯片及方法。
2、基于上述目的，本专利技术通过如下技术方案实现：
3、一种基于按压驱动流体的微流控芯片，包括微流控芯片本体和与微流控芯片本体相配合的按压驱动泵；所述微流控芯片本体包括上下层叠设置的储液层和底板，储液层与按压驱动泵相连接；所述按压驱动泵上设有第一开口，第一开口通过设置在按压驱动泵内的泵腔体与设置在储液层上表面的第二开口相配合，第二开口通过贯穿储液层的储液通孔与设置在储液层下表面上的蛇形通道储液腔相连通，蛇形通道储液腔远离储液通孔的一端设有n型毛细爆破阀。
4、优选地，所述n型毛细爆破阀远离蛇形通道储液腔的一端设有储液孔，储液孔通过设置在底部上的底板通孔与设置在底板下表面上的相连通第三开口相连通。
5、优选地，所述按压驱动泵包括半球壳体，半球壳体上设有按压套筒，第一开口设置在按压套筒中心上。
6、优选地，所述蛇形通道储液腔、n型毛细爆破阀的高度为90um～110um、100um，蛇形通道储液腔的宽度为0.90mm～1.10mm、1mm，蛇形通道储液腔总长度为38mm～42mm、40mm，40mm尺寸下可以储存4ul的液体；可以通过增加蛇形通道储液腔的长度增大液体储存量。
7、优选地，n型毛细爆破阀的收缩宽度为25um，n型结构增加了流体阻力，提高了毛细爆破阀的性能；在第二开口处施加3250pa压力时，n型毛细爆破阀成功阻止液体流动，当大于这个压力时，n型毛细爆破阀会被突破，流体会被驱动。
8、优选地，按压驱动泵的制作是通过pdms材料浇注成型，首先需制作按压驱动泵的模具，模具包括基座与盖板两层，利用光固化打印技术打印模具后，使用异丙醇清洗，去除表面未固化的树脂，最后放入紫外环境下固化十分钟，提高打印质量。
9、优选地，按压驱动泵的形变抵抗能力受固化剂的影响；通过对pdms:固化剂的比为1:10、1:15和1:20这三种pdms样品进行拉伸以测量其形变，通过应力-应变曲线表明通过固化剂可以改变pdms的弹性模量，综合考虑操作友好性与泵的结构强度，选择pdms:固化剂为1:15作为pdms按压驱动泵制作的最佳配比。pdms按压驱动泵的制作包括以下步骤，首先取适量pdms于基座模具上，盖上盖板模具，轻轻按压盖板，使pdms从基座与盖板的缝隙间流出，然后放入烘箱65摄氏度下烘烤2小时，最后脱模。
10、一种微流控芯片的方法，包括以下步骤；s1、按压驱动泵的制备；s2、微流控芯片本体的制备；s3、微流控芯片的装配；s4、微流控芯片的使用。
11、优选地，在步骤s1中，按压驱动泵的制备包括以下步骤；
12、s101、按压驱动泵模具的绘制及打印；
13、将按压驱动泵模具设置为基座和盖板两部分，并利用建模软件绘制按压驱动泵模具的基座和盖板，采用打印技术打印按压驱动泵模具的基座和盖板，打印完成后使用异丙醇清洗基座和盖板，去除基座和盖板表面未固化的树脂，然后放入紫外环境中固化10分钟，用于确保按压驱动泵模具的最终质量；
14、s102、评选固化剂与pdms预聚物的混合物配比；
15、在步骤s102中，首先评估不同固化剂比例对按压驱动泵形变抵抗能力的影响，评估选用的混合物比例分别为1:10、1:15和1:20，采用上述比例分别制备固化剂与pdms预聚物的混合物；这些混合物被制成180μm厚的pdms样品，并在60℃的条件下加热处理2h；通过对pdms样品拉伸测量其形变，从而获得各个样品的应力-应变曲线，根据应力-应变曲线的结果表明，通过调整固化剂比例可以改变pdms的弹性模量，弹性模量越低，材料越软，反之则越硬。
16、考虑到用户的操作友好性，按压驱动泵的驱动力需尽可能小，从而减轻负担。尽管1:20的pdms样品较软，便于压缩，但其结构强度不足，易于被破坏。因此，选择1:15的固化剂与pdms预聚物配比作为按压驱动泵的最佳配比。
17、s103、按压驱动泵的浇注成型；
18、根据步骤s102中选择的混合物比例，按照1:15混合固化剂和pdms预聚物，并将混合完成的混合物注入到基座和盖板组装完成的按压驱动泵模具中，放入0.8mpa真空罩中15分钟，用于清除气泡；再将浇注好的按压驱动泵模具放入60℃的烘箱中固化2h，固化后分离按压驱动泵模具的基座和盖板，取出固化成型的按压驱动泵。
19、优选地，在步骤s2中，微流控芯片本体的制备包括以下步骤：
20、s201、微流控芯片本体模具的制作；
21、su-8模具的制造厚度为100μm，具体包括以下步骤：
22、s2011、掩模版的制作；
23、使用autocad软件将所设计的微流控芯片储液层微结构绘制成二维图纸，再由加工商制作为菲林掩模；光刻胶的正负相性是决定掩膜板加工及微结构形成特性的关键；采用负光刻胶，与在紫外光下可溶的正光刻胶相反，曝光后负光刻胶区域保持不溶，使得掩膜通道相应部分透光导致光刻胶固化交联，形成所需的微流控通道结构。
24、s201本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于按压驱动流体的微流控芯片，其特征在于，包括微流控芯片本体和与微流控芯片本体相配合的按压驱动泵；所述微流控芯片本体包括上下层叠设置的储液层和底板，储液层与按压驱动泵相连接；所述按压驱动泵上设有第一开口，第一开口通过设置在按压驱动泵内的泵腔体与设置在储液层上表面的第二开口相配合，第二开口通过贯穿储液层的储液通孔与设置在储液层下表面上的蛇形通道储液腔相连通，蛇形通道储液腔远离储液通孔的一端设有N型毛细爆破阀。
2.根据权利要求1所述的基于按压驱动流体的微流控芯片，其特征在于，所述N型毛细爆破阀远离蛇形通道储液腔的一端设有储液孔，储液孔通过设置在底部上的底板通孔与设置在底板下表面上的相连通第三开口相连通。
3.根据权利要求2所述的基于按压驱动流体的微流控芯片，其特征在于，所述按压驱动泵包括半球壳体，半球壳体上设有按压套筒，第一开口设置在按压套筒中心上。
4.根据权利要求3所述的基于按压驱动流体的微流控芯片，其特征在于，所述蛇形通道储液腔、N型毛细爆破阀的高度为90um～110um，蛇形通道储液腔的宽度为0.90mm～1.10mm，蛇形通道储
5.一种根据权利要求1-4任一所述微流控芯片的方法，其特征在于，包括以下步骤；S1、按压驱动泵的制备；S2、微流控芯片本体的制备；S3、微流控芯片的装配；S4、微流控芯片的使用。
6.根据权利要求5所述微流控芯片的方法，其特征在于，在步骤S1中，按压驱动泵的制备包括以下步骤；
7.根据权利要求5所述微流控芯片的方法，其特征在于，在步骤S2中，微流控芯片本体的制备包括以下步骤：
8.根据权利要求5所述微流控芯片的方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述微流控芯片的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述流体流量的近似计算函数为，
10.根据权利要求9所述微流控芯片的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述N型毛细爆破阀的压力屏障取决于流体表面张力、接触角和N型毛细爆破阀通道形状的变化，由于N型毛细爆破阀通道的截面为矩形，所以N型毛细爆破阀的爆破压力PCBV的计算函数为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于按压驱动流体的微流控芯片，其特征在于，包括微流控芯片本体和与微流控芯片本体相配合的按压驱动泵；所述微流控芯片本体包括上下层叠设置的储液层和底板，储液层与按压驱动泵相连接；所述按压驱动泵上设有第一开口，第一开口通过设置在按压驱动泵内的泵腔体与设置在储液层上表面的第二开口相配合，第二开口通过贯穿储液层的储液通孔与设置在储液层下表面上的蛇形通道储液腔相连通，蛇形通道储液腔远离储液通孔的一端设有n型毛细爆破阀。
2.根据权利要求1所述的基于按压驱动流体的微流控芯片，其特征在于，所述n型毛细爆破阀远离蛇形通道储液腔的一端设有储液孔，储液孔通过设置在底部上的底板通孔与设置在底板下表面上的相连通第三开口相连通。
3.根据权利要求2所述的基于按压驱动流体的微流控芯片，其特征在于，所述按压驱动泵包括半球壳体，半球壳体上设有按压套筒，第一开口设置在按压套筒中心上。
4.根据权利要求3所述的基于按压驱动流体的微流控芯片，其特征在于，所述蛇形通道储液腔、n型毛细爆破阀的高度为90um～110um，蛇...
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