微流控芯片及微流控芯片控制方法技术

本发明专利技术公开了一种微流控芯片，通过对所述微流控芯片中的流体通道设为n个所述流段，并每组所述流段的所述子流段分支形成与其相邻的另一种组所述流段的两个子流段，通过该种所述流体通道的布置方式，可以实现通过控制不超过2(n‑1)个阀门的开闭即可实现任一所述流体通道的开闭，大大减少了需要控制阀门的数量，简化了操作过程，同时降低了控制成本。

Microfluidic chip and microfluidic chip control method

The invention discloses a microfluidic chip, based on the microfluidic chip in the fluid channel is set to n the flow section, another two sub group formation and each of the adjacent section of the sub section of the branch flow flow flow section, through the arrangement this kind of the fluid channel, can be controlled by no more than 2 (1 N) can realize the open and close any open and close the valve fluid channel, greatly reducing the number of control valve to simplify the operation process, and reduce the cost of control.

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片及微流控芯片控制方法
本专利技术涉及微流控芯片技术，尤其涉及一种微流控芯片及微流控芯片控制方法。
技术介绍
微流控芯片是一种新兴的技术平台，即在一块几平方厘米的芯片上，由网络化的微通道控制流体，完成常规的化学或生物实验室的各种操作。其中，微通道内流体的控制主要通过微阀的控制来实现。现有技术中，所述微通道的结构是根据实验需要进行的无规则的设计。控制网络化的微流控芯片中任一条指定微通道时，需要开启指定的所述微通道上全部微阀，并相应闭合其它所有的微阀。而随着微流控芯片技术的高速发展，所述微流控芯片内网络微通道规模越来越大，出现百、千级以上数量的微通道的大规模集成。此时，传统的微阀控制方法则会十分的繁琐，指定控制任一条通道时需要同时控制很多的微阀，难以满足技术需求，而且控制成本大大增加。
技术实现思路
本专利技术提供一种微流控芯片，并通过一种简单的方便实现控制所述微流控芯片指定流体通道的开闭。所述微流控芯片包括n组流段，每组所述流段均包括一个或多个子流段，除第n组所述流段外的其它组所述流段的每个子流段均形成两个分支，所述两个分支作为与其相邻的另一组所述流段的两个子流段，每组所述流段的所述子流段与同其相邻的另一组所述流段的所述子流段相互连通，并在所述微流体芯片内形成2n-1条流体通道，除第一组所述流段的外的其它组所述流段的每个所述子流段均对应设有一阀门，所述阀门为常开阀门，通过控制不超过2(n-1)个所述阀门的开闭即可实现任一所述流体通道的开闭，其中，n为大于0的自然数。其中，所述微流控芯片包括控制层及层叠于所述控制层上的流道层，2n-1条所述流体通道均设置于所述流道层上，所述阀门设于所述控制层上，所述阀门的开闭控制与所述阀门对应的所述流段的开闭，所述阀门打开时，所述阀门对应的所述流段畅通；所述阀门闭合时，所述阀门堵塞所述阀门对应的流段。其中，所述控制层和所述流道层为弹性材料制成。其中，所述控制层上还设有控制流道，所述控制流道与所述流体通道交叉设置，所述控制流道上与所述流体通道交叉的位置设置所述阀门，通过向所述控制流道内施加气压以控制所述阀门的闭合。其中，所述弹性材料为聚二甲基硅氧烷材料、COP材料或者聚甲基丙烯酸甲酯材料。其中，所述阀门包括气动阀、电动阀、磁源阀及光源阀。本专利技术还提供一种微流控芯片控制方法，包括步骤：提供如上所述的微流控芯片；控制任一条所述流体通道的所有所述子流段的所述阀门开启；闭合部分其它所述子流段位置的所述阀门，从而完成对所述任一条流体通道的控制，其中，部分其它所述子流段中的任一条子流段与所述任一条流体通道中的所述子流段位于同一组所述流段内，且部分其它所述子流段中的任一条子流段与同其位于同一组所述流段的子流段为同一所述子流段形成的分支。本专利技术通过对所述微流控芯片中的所述流体通道设为n个所述流段，并每组所述流段的所述子流段形成两个分支，且所述两个分支作为与其相邻的另一种组所述流段的两个子流段，通过该种所述流体通道的布置方式，可以实现通过控制不超过2(n-1)个所述阀门的开闭即可实现任一所述流体通道的开闭，大大减少了需要控制阀门的数量，简化了操作过程，同时降低了控制成本。附图说明为更清楚地阐述本专利技术所述相机稳定平衡装置的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。图1是本专利技术的一种所述微流控芯片的结构示意图；图2是本专利技术的图1一种所述微流控芯片的所述流体通道及阀门关系示意图；图3是本专利技术的另一种所述微流控芯片的所述流体通道及阀门关系结构示意图。具体实施例下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种微流控芯片，所述微流控芯片包括控制层及层叠并贴合于所述控制层上的流道层。所述流道层上设有呈规则排布的流体通道，所述控制层上设有阀门。所述流道层层叠于所述控制层时所述阀门与所述流体通道相对应，并通过所述阀门控制所述流体通道的开闭。具体的，所述阀门打开时，所述阀门对应的所述流段畅通；所述阀门闭合时，所述阀门堵塞所述阀门对应的流段。具体的，所述微流控芯片包括n组流段。n组所述流段中的第a组所述流段包括2a-1个子流段。其中，n为大于0的自然数，a为大于0小于或等于n的任意自然数。例如，当所述微流控芯片包括五组所述流段时，第一组所述流段有一个所述子流段，第二组所述流段包括两个所述子流段，第三组所述流段包括四个所述子流段，第四组所述流段包括八个所述子流段，第五组所述子流段包括十六个所述子流段。进一步的，除第n组所述流段外的其它组所述流段的每个所述子流段均形成两个分支，所述两个分支作为与其相邻的另一组所述流段的两个子流段，每组所述流段的所述子流段与同其相邻的另一组所述流段的所述子流段相互连通。通过上述的各组所述子流段的相互连通，在所述微流体芯片内形成2n-1条流体通道，所述流体通道的入口或者出口为所述流体芯片的第n组所述流段的所有的所述子流段。并且，除第一组所述流段的所述子流段外的每个所述子流段均对应设有一阀门，所述阀门为常开阀门，通过控制不超过2(n-1)个所述阀门的开闭即可实现任一所述流体通道的开闭。请参阅图1及图2，本实施例提供所述微流控芯片100。所述微流控芯片100包括包括控制层10及层叠于所述控制层10上的流道层20。所述流道层20上设有呈规则排布的多条流体通道30，所述控制层上设有阀门40。所述流道层20层叠于所述控制层10时，所述阀门40与所述流体通道30相对应，并通过所述阀门40控制所述流体通道30的开闭。本实施例中，所述阀门40为常开阀门，可以理解的是，所述阀门40还可以是常闭阀门。所述控制层10及所述流道层20均为PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)材料制成。可以理解的是，所述控制层10及所述流道层20的制成材料可以相同也可以不同，其制成材料还可以为COP材料或者聚甲基丙烯酸甲酯材料等其它弹性材料。本实施例中，所述控制层10及所述流道层20的通过简单的制成方法制成，具体为：通过光刻工艺分别制作一个控制层模具及一个流道层模具。本实施例中，所述控制层模具及所述流道层模具均为阳模。并将所述PDMS材料层叠于所述控制层模具及所述流道层模具上分别形成PDMS材料层。所述PDMS材料层固化后，将固化后的所述PDMS材料层所述控制层模具及所述流道层模具剥离，即得到所述控制层10及所述流道层20。本实施例中，所述微流控芯片100包括两组流段，分别为第一组流段及第二组流段32，即所述n＝2。所述第一组流段包括一个子流段311，即所述a＝1，所述第一组流段的所述子流段个数为20；所述第二组流段32包括子流段321及子流段322，即所述a＝2，所述第二组流段32的所述子流段个数为21。所述子流段321及所述子流段322由所述子流段分支形成。且所述子流段321与所述子流段连通形成流体通道30a，所述子流段322与所述子流段连通形成流体通道30b。其中，所述子流段321的端口可以为所述流体通道30a的进口或出口；所述子流段322的端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控芯片，其特征在于，包括n组流段，每组所述流段均包括一个或多个子流段，除第n组所述流段外的其它组所述流段的每个子流段均形成两个分支，所述两个分支作为与其相邻的另一组所述流段的两个子流段，每组所述流段的所述子流段与同其相邻的另一组所述流段的所述子流段相互连通，并在所述微流体芯片内形成2

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括n组流段，每组所述流段均包括一个或多个子流段，除第n组所述流段外的其它组所述流段的每个子流段均形成两个分支，所述两个分支作为与其相邻的另一组所述流段的两个子流段，每组所述流段的所述子流段与同其相邻的另一组所述流段的所述子流段相互连通，并在所述微流体芯片内形成2n-1条流体通道，除第一组所述流段的外的其它组所述流段的每个所述子流段均对应设有一阀门，所述阀门为常开阀门，通过控制不超过2(n-1)个所述阀门的开闭即可实现任一所述流体通道的开闭，其中，n为大于0的自然数。2.如权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括控制层及层叠于所述控制层上的流道层，2n-1条所述流体通道均设置于所述流道层上，所述阀门设于所述控制层上，所述阀门的开闭控制与所述阀门对应的所述流段的开闭，所述阀门打开时，所述阀门对应的所述流段畅通；所述阀门闭合时，所述阀门堵塞所述阀门对应的流段。3.如权利要求2所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝月，陈艳，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44