电磁微阀装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电磁微阀装置，涉及微流控技术领域，所述装置包括：样本试剂流道、由室温液态金属填充的第一液态金属螺旋线圈微流道、由室温液态金属填充的第二液态金属螺旋线圈微流道和柔性薄膜。本发明专利技术通过室温液态金属填充的液态金属螺旋线圈微流道之间的吸引力和排斥力来实现样本试剂流道的关闭和开启，能够快速实现控制流体流动的目的，且结构紧凑、灌注制作方便、成本低廉，并且易于集成，另外，由于填充于液态金属螺旋线圈微流道内的液态金属具有流动性和可变形性，在电磁驱动挤压关闭阀门和开启阀门的过程中，不会断裂，电连接稳定性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微流控
，特别涉及一种电磁微阀装置。
技术介绍
电磁微阀利用电磁线圈产生电磁力挤压微流道、阻断微流动。现有电磁微阀主要采用铁芯线圈或薄膜线圈产生电磁力，在这类微阀中样品试剂微流道上、下侧分别设置一个线圈。当两侧线圈同时加载相同方向电流产生相同方向磁场时，两线圈会相互吸引挤压中间微流道，微阀关闭；反之，微阀开启。可替代地，样品试剂上、下其中一侧的线圈还可为永磁铁。铁芯线圈体积大，无法集成于阀内，不利于微流控系统集成与微型化；薄膜线圈虽可集成于阀内，但所需的溅射、沉积等制作工艺成本昂贵、过程复杂。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种电磁微阀装置。依据本专利技术的一个方面，提供了一种电磁微阀装置，所述装置包括：样本试剂流道、由室温液态金属填充的第一液态金属螺旋线圈微流道、由室温液态金属填充的第二液态金属螺旋线圈微流道和柔性薄膜；所述第一液态金属螺旋线圈微流道和第二液态金属螺旋线圈微流道相对设置，所述第一液态金属螺旋线圈微流道设置于所述柔性薄膜的第一侧，所述样本试剂流道设于所述柔性薄膜的第二侧和第二液态金属螺旋线圈微流道之间。可选地，所述第一液态金属螺旋线圈微流道和第二液态金属螺旋线圈微流道之间呈交错设置。可选地，所述第二液态金属螺旋线圈微流道的圈数小于所述第一液态金属螺旋线圈微流道的圈数。可选地，所述第一液态金属螺旋线圈微流道和第二液态金属螺旋线圈微流道均为圆环形、椭圆形或长方形。可选地，所述第一液态金属螺旋线圈微流道、第二液态金属螺旋线圈微流道和样本试剂流道采用刻蚀工艺制作。可选地，所述柔性薄膜为聚二甲基硅氧烷PDMS制成的柔性薄膜，且所述柔性薄膜的厚度范围为100μm～1000μm；或，所述柔性薄膜为玻璃制成的薄片。可选地，所述第一液态金属螺旋线圈微流道和柔性薄膜之间、柔性薄膜和样本试剂流道之间、以及样本试剂流道和第二液态金属螺旋线圈微流道之间均通过等离子键合方式进行封装。可选地，所述样本试剂流道横截面的高度与宽度之间的比例不大于1：2。可选地，所述室温液态金属为汞、镓、镓铟合金、镓铟锡合金或镓铟锡锌合金。可选地，所述室温液态金属中掺杂有金属纳米粉末。本专利技术通过室温液态金属填充的液态金属螺旋线圈微流道之间的吸引力和排斥力来实现样本试剂流道的关闭和开启，能够快速实现控制流体流动的目的，且结构紧凑、灌注制作方便、成本低廉，并且易于集成，另外，由于填充于液态金属螺旋线圈微流道内的液态金属具有流动性和可变形性，在电磁驱动挤压关闭阀门和开启阀门的过程中，不会断裂，电连接稳定性好。附图说明图1是本专利技术一种实施方式的电磁微阀装置在开启状态时的横向剖视示意图；图2是图1所示的电磁微阀装置在开启状态时的纵向剖视示意图；图3是图1所示的电磁微阀装置在关闭状态时的横向剖视示意图；图4是图1所示的电磁微阀装置中第二液态金属螺旋线圈的结构示意图；图5是图1所示的电磁微阀装置中第一液态金属螺旋线圈的结构示意图。其中：1_1、第二液态金属螺旋线圈微流道的灌注进口；1_2、第二液态金属螺旋线圈微流道的灌注出口；2、第二液态金属螺旋线圈微流道；3、样本试剂流道；4、柔性薄膜；5、第一液态金属螺旋线圈微流道；6_1、第一液态金属螺旋线圈微流道的灌注进口；6_2、第一液态金属螺旋线圈微流道的灌注出口；2_1、第二液态金属螺旋线圈微流道的正极引线；2_2、第二液态金属螺旋线圈微流道的负极引线；5_1、第一液态金属螺旋线圈微流道的正极引线；5_2、第一液态金属螺旋线圈微流道的负极引线。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1是本专利技术一种实施方式的电磁微阀装置在开启状态时的横向剖视示意图；图2是图1所示的电磁微阀装置在开启状态时的纵向剖视示意图；参照图1～2，所述装置包括：样本试剂流道3、由室温液态金属填充的第一液态金属螺旋线圈微流道5、由室温液态金属填充的第二液态金属螺旋线圈微流道2和柔性薄膜4；所述第一液态金属螺旋线圈微流道5和第二液态金属螺旋线圈微流道2相对设置，所述第一液态金属螺旋线圈微流道5设置于所述柔性薄膜4的第一侧，所述样本试剂流道3设于所述柔性薄膜4的第二侧和第二液态金属螺旋线圈微流道2之间。为便于向所述第一液态金属螺旋线圈微流道5中灌注液态金属，可通过灌注进口6_1向第一液态金属螺旋线圈微流道5中灌注液态金属，填充满后多余液态金属从灌注出口6_2溢出。相应地，可通过灌注进口1_1向第二液态金属螺旋线圈微流道2中灌注液态金属，填充满后多余液态金属从灌注出口1_2溢出。本实施方式的电磁微阀装置的工作原理为：在所述第一液态金属螺旋线圈微流道5和第二液态金属螺旋线圈微流道2加载相同方向的电流时，这两个螺旋线圈微流道能产生串联电磁场、相互吸引，从而挤压柔性薄膜4和样本试剂流道3，切断样本试剂流道3内的试剂流动，参照图3，进而关闭阀门；当需要重新开启阀门时，只需要迅速改变其中任意一个螺旋线圈微流道的电流方向即可。本实施方式通过室温液态金属填充的液态金属螺旋线圈微流道之间的吸引力和排斥力来实现样本试剂流道的关闭和开启，能够快速实现控制流体流动的目的，且结构紧凑、灌注制作方便、成本低廉，并且易于集成，另外，由于填充于液态金属螺旋线圈微流道内的液态金属具有流动性和可变形性，在电磁驱动挤压关闭阀门和开启阀门的过程中，不会断裂，电连接稳定性好。可理解的是，由于柔性薄膜4设置于所述样本试剂流道3和第二液态金属螺旋线圈微流道2之间，能够有效地避免液态金属与样本试剂的直接接触。需要说明的是，本实施方式中，所述第一液态金属螺旋线圈微流道5和第二液态金属螺旋线圈微流道2之间呈交错设置，也就是说，第一液态金属螺旋线圈微流道5与第二液态金属螺旋线圈微流道2的间隙相对，第二液态金属螺旋线圈微流道2与第一液态金属螺旋线圈微流道5的间隙相对，从而有效地增强了两个螺旋线圈微流道之间的电磁吸引力。为进一步增强两个螺旋线圈微流道之间的电磁吸引力，本实施方式中，所述第二液态金属螺旋线圈微流道2的圈数可以小于所述第一液态金属螺旋线圈微流道5的圈数。为便于在生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁微阀装置，其特征在于，所述装置包括：样本试剂流道、由室温液态金属填充的第一液态金属螺旋线圈微流道、由室温液态金属填充的第二液态金属螺旋线圈微流道和柔性薄膜；所述第一液态金属螺旋线圈微流道和第二液态金属螺旋线圈微流道相对设置，所述第一液态金属螺旋线圈微流道设置于所述柔性薄膜的第一侧，所述样本试剂流道设于所述柔性薄膜的第二侧和第二液态金属螺旋线圈微流道之间。

【技术特征摘要】
1.一种电磁微阀装置，其特征在于，所述装置包括：样本试剂
流道、由室温液态金属填充的第一液态金属螺旋线圈微流道、由室温
液态金属填充的第二液态金属螺旋线圈微流道和柔性薄膜；
所述第一液态金属螺旋线圈微流道和第二液态金属螺旋线圈微
流道相对设置，所述第一液态金属螺旋线圈微流道设置于所述柔性薄
膜的第一侧，所述样本试剂流道设于所述柔性薄膜的第二侧和第二液
态金属螺旋线圈微流道之间。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一液态金属
螺旋线圈微流道和第二液态金属螺旋线圈微流道之间呈交错设置。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二液态金属
螺旋线圈微流道的圈数小于所述第一液态金属螺旋线圈微流道的圈
数。
4.如权利要求1～3中任一项所述的装置，其特征在于，所述第
一液态金属螺旋线圈微流道和第二液态金属螺旋线圈微流道均为圆
环形、椭圆形或长方形。
5.如权利要求1～3中任一项所述的装置，其特征在于，所述第
一...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹士会，高猛，桂林，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11