流体整合模块制造技术

本发明专利技术提供一种流体整合模块，其包含流体岐管部、旋转阀定子、旋转阀转子及旋转阀壳体。流体岐管部包含与样品反应单元连接的微管道，及与流体源连接的流体源输入管道。旋转阀定子包含至少一沟槽及多个穿孔，至少一沟槽与多个穿孔的至少一个穿孔连接，且部分的沟槽及穿孔与微管道及流体源输入管道相连通。旋转阀转子包含至少一沟槽。旋转阀壳体承载旋转阀转子及旋转阀定子。当旋转阀转子转动至不同位置时，其至少一沟槽与旋转阀定子的至少一穿孔或沟槽连接，以连通至少一流体路径，使流体源提供的流体经由被连通的流体路径导向样品反应单元的对应槽体。

Fluid integration module

The invention provides a fluid integration module, which comprises a fluid manifold part, a rotating valve stator, a rotating valve rotor and a rotating valve shell. The fluid manifold consists of a micro pipe connected to a sample reaction unit and a fluid source connected to the source of the fluid to input the pipe. The rotary valve stator comprises at least one groove and multiple perforations, at least one groove is connected with at least one perforation with multiple perforations, and part of the trench and perforation are connected with the micro pipe and the fluid source input pipeline. The rotor of the rotary valve comprises at least one groove. The rotating valve shell carries the rotating valve rotor and the stator of the rotary valve. When the rotary valve rotates to different positions, at least one groove is connected with at least one perforation or groove of the rotary valve stator to connect at least one fluid path, so that the fluid supplied by the fluid source guides the corresponding tank body of the sample reaction unit through the connected fluid path.

【技术实现步骤摘要】
流体整合模块
本专利技术涉及一种流体整合模块，尤其涉及一种具有内建旋转阀的流体整合模块。
技术介绍
随着科技进步及交通工具便利性，传染性疾病的传播速率也被加速，如SARS、禽流感、登革热等疾病的传染，是现今全球所需面对的挑战。因而，提出有效的防治策略，快速的进行疑似病例的检测与确认，进行早期隔离或确认治疗的方式，是现在检测医学所努力的目标，故研发传染性疾病的“实时就地检测手段”，是相当重要的议题。而在大部分临床试验及诊断中，例如蛋白纯化及细菌培养等的流体处理及调控过程中，一连串的样品处理步骤，包括组织分离(tissuedissociation)、细菌捕捉(bacteriacapture)、细胞裂解(celllysis)、核酸萃取(nuclearacidextraction)及清洗等，都是不可避免的。这些处理步骤通常需要复杂的实验流程，且通常由专业研究人员在中心实验室利用试管、吸量管及相关设备进行操作。“芯片实验室(lab-on-a-chip)”则是近年来被提出的新颖性概念，提出将不同微型组件整合于同一平台，达到现今所提出“实时就地照护(PointofCare,POC)”与“体外诊断(InVitroDiagnostics,IVD)”的目标，其精髓便是建构“体积小”、“准确性高”及“实时诊断”的医疗检测平台。这样的平台主要是通过微流体技术来实现，使得各种生物及化学样品或试剂能在名片大小的芯片或卡匣中进行处理。在典型的微流体装置中，许多实验室功能，例如流体抽送(flowpumping)、阀门控制(valving)、混合、加热、反应等，都被精密地整合在芯片上，且复杂的样品处理过程通常由程序进行控制，以实现自动化操作。然而，大部分在实验室开发的芯片实验室技术并不适用在工业应用。举例来说，在分子诊断时，用于样品测试的微流体芯片必须是低成本、容易量产且为一次性使用产品，因此，利用射出成型或热压成型制造的塑料芯片或卡匣仍然被普遍使用。由于塑料微流体芯片或卡匣无法完全实现芯片实验室功能，在大多数这些微流体装置的多槽体间的流体分配及调控必须高度依赖各种外部的泵、电磁阀、传感器及致动器。在这些设计中，每一个槽体及微流体通道都是由一或更多独立的电磁阀来调控，因此，对应的流体路径的连接或分离都是通过电磁阀的开启或关闭来控制。然而，这样的设计虽然能够成功的在系统中输送流体，但是成本相当高且通常会占据大量空间。此外，电磁阀、泵及微流体装置之间大部分皆由塑料软管连接，然而塑料软管除了寿命短、占空间之外，在生产线组装时，更有繁复、耗时且易出错的问题，故有不易制造及良率与可靠度低的缺点，因此不适用于量产，且缺乏模块化设计，无法让其他系统在无须重新设计的情况下直接使用。因此，提供一种可改善现有技术缺点的流体控制装置实为本领域技术人员需要努力的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种流体整合模块，其是利用内建旋转阀来进行流体切换，以降低成本及设备空间，同时提升可靠度及制造便利性。本专利技术的另一目的在于提供一种流体整合模块，其是利用流体岐管部的微管道来输送流体，以避免现有技术使用塑料软管来输送流体所产生的缺点。本专利技术的又一目的在于提供一种流体整合模块，其是通过旋转阀定子上的沟槽及穿孔与旋转阀转子上的沟槽的对位关系，来实现多重流体路径的切换。本专利技术的再一目的在于提供一种流体整合模块，其是具有模块化设计的结构，可适用于不同的样品反应单元，更具有工业应用价值。为达到上述目的，本专利技术的一较广义实施方式为提供一种流体整合模块，是与一具有多槽体的样品反应单元连接，用以调控一多流体系统的流体运作，该流体整合模块包含一流体岐管部、一旋转阀定子、一旋转阀转子及一旋转阀壳体。该流体岐管部包含一本体、多个微管道及多个流体源输入管道，其中每一该微管道是贯穿该流体岐管部的本体，且与该样品反应单元的一对应槽体连接，该多个流体源输入管道是与多个流体源连接。该旋转阀定子是贴附于该流体岐管部，且包含至少一沟槽及多个穿孔，其中该旋转阀定子的该至少一沟槽是设置于该旋转阀定子的一顶面或一底面，且与该旋转阀定子的该多个穿孔的至少一个穿孔直接连接，且至少部分的该旋转阀定子的该至少一沟槽及该多个穿孔与该流体岐管部的该多个微管道及该多个流体源输入管道相连通。该旋转阀转子是贴附于该旋转阀定子，且包含至少一沟槽，其中该旋转阀转子的该至少一沟槽是设置于该旋转阀转子的一顶面。该旋转阀壳体，包含一容置槽，用以承载该旋转阀转子及该旋转阀定子，并与该流体岐管部固定并组合形成一模块化结构。当该旋转阀转子转动至不同位置时，该旋转阀转子的该至少一沟槽是与该旋转阀定子的该多个穿孔的至少一穿孔或至少一沟槽相连接，以连通至少一对应的流体路径，使得该流体源所提供的流体经由该被连通的流体路径而导向该样品反应单元的该对应槽体，进而调控该对应槽体的流体运作。为达到上述目的，本专利技术的另一较广义实施方式为提供一种利用前述流体整合模块调控一多流体系统的流体运作的方法，其是包含下列步骤：将该样品反应单元容置于该流体整合模块的该流体岐管部上，使该流体岐管部的该多个微管道与该样品反应单元的该多槽体连接；以及转动该流体整合模块的该旋转阀转子自一第一位置至一第二位置，使该旋转阀转子的该至少一沟槽与该旋转阀定子的该多个穿孔的至少一穿孔或至少一沟槽相连接，以连通至少一对应的流体路径，使得该流体源所提供的流体经由该被连通的流体路径而导向该样品反应单元的该对应槽体，进而调控该对应槽体的流体运作。本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供一种流体整合模块，其是包含流体岐管部、旋转阀定子、旋转阀转子及旋转阀壳体，其中，流体岐管部具有多个微管道，用以连接样品反应单元，且旋转阀定子上的沟槽及穿孔与旋转阀转子上的沟槽在旋转阀转子转动时有对应的对位关系，故当旋转阀转子转动至不同位置时，即可实现多重流体路径的切换，进而调控样品反应单元的多槽体间的流体运作。另一方面，相较于现有技术，本专利技术的流体整合模块具有成本低、体积小、寿命长、易于制造及量产、良率与可靠度高、以及具有模块化设计等优点，因此具有较大潜力的工业应用价值。附图说明图1为本专利技术的流体整合模块及样品反应单元示意图。图2为流体整合模块的剖视图。图3为流体整合模块的爆炸图。图4A及图4B为流体岐管部的不同角度示意图。图5A及图5B为旋转阀定子的不同角度示意图。图6A及图6B为旋转阀转子的不同角度示意图。图7为流体岐管部、衬垫、旋转阀定子及旋转阀转子的透视图。图8A为旋转阀定子的顶面示意图。图8B为旋转阀转子的顶面示意图。图9为流体整合模块的运作方式示意图。图10A为流体岐管部另一实施例的示意图。图10B为流体岐管部又一实施例的示意图。图11为流体整合模块与样品卡匣组合示意图。图12A及图12B为图11的样品卡匣的不同角度示意图。图13A至图20C显示旋转阀转子旋转至不同位置时，旋转阀转子与旋转阀定子组合结构的透视图。其中，附图标记说明如下：1：流体整合模块11：流体岐管部110：本体111：安装槽112：第一容置槽113：顶面114：底面115：孔洞116：微管道1161：第一开口1162：第二开口117：流体源输入管道1171：第三开口1172：第四开口12：旋转阀定子120：本体121：顶面121a：内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体整合模块，是与一具有多槽体的样品反应单元连接，用以调控一多流体系统的流体运作，该流体整合模块包含：一流体岐管部，包含一本体、多个微管道及多个流体源输入管道，其中每一该微管道是贯穿该流体岐管部的本体，且与该样品反应单元的一对应槽体连接，该多个流体源输入管道是与多个流体源连接；一旋转阀定子，是贴附于该流体岐管部，且包含至少一沟槽及多个穿孔，其中该旋转阀定子的该至少一沟槽是设置于该旋转阀定子的一顶面或一底面，且与该旋转阀定子的该多个穿孔的至少一个穿孔直接连接，且至少部分的该旋转阀定子的该至少一沟槽及该多个穿孔与该流体岐管部的该多个微管道及该多个流体源输入管道相连通；一旋转阀转子，是贴附于该旋转阀定子，且包含至少一沟槽，其中该旋转阀转子的该至少一沟槽是设置于该旋转阀转子的一顶面；以及一旋转阀壳体，包含一容置槽，用以承载该旋转阀转子及该旋转阀定子，并与该流体岐管部固定并组合形成一模块化结构，其中，当该旋转阀转子转动至不同位置时，该旋转阀转子的该至少一沟槽是与该旋转阀定子的该多个穿孔的至少一穿孔或至少一沟槽相连接，以连通至少一对应的流体路径，使得该流体源所提供的流体经由该被连通的流体路径而导向该样品反应单元的该对应槽体，进而调控该对应槽体的流体运作。...

【技术特征摘要】
2016.07.13 SG 10201605723Y1.一种流体整合模块，是与一具有多槽体的样品反应单元连接，用以调控一多流体系统的流体运作，该流体整合模块包含：一流体岐管部，包含一本体、多个微管道及多个流体源输入管道，其中每一该微管道是贯穿该流体岐管部的本体，且与该样品反应单元的一对应槽体连接，该多个流体源输入管道是与多个流体源连接；一旋转阀定子，是贴附于该流体岐管部，且包含至少一沟槽及多个穿孔，其中该旋转阀定子的该至少一沟槽是设置于该旋转阀定子的一顶面或一底面，且与该旋转阀定子的该多个穿孔的至少一个穿孔直接连接，且至少部分的该旋转阀定子的该至少一沟槽及该多个穿孔与该流体岐管部的该多个微管道及该多个流体源输入管道相连通；一旋转阀转子，是贴附于该旋转阀定子，且包含至少一沟槽，其中该旋转阀转子的该至少一沟槽是设置于该旋转阀转子的一顶面；以及一旋转阀壳体，包含一容置槽，用以承载该旋转阀转子及该旋转阀定子，并与该流体岐管部固定并组合形成一模块化结构，其中，当该旋转阀转子转动至不同位置时，该旋转阀转子的该至少一沟槽是与该旋转阀定子的该多个穿孔的至少一穿孔或至少一沟槽相连接，以连通至少一对应的流体路径，使得该流体源所提供的流体经由该被连通的流体路径而导向该样品反应单元的该对应槽体，进而调控该对应槽体的流体运作。2.如权利要求1所述的流体整合模块，其中该旋转阀转子及该旋转阀定子分别包含多个区域，该多个区域是分别对应该多个流体源，用以调控对应的该流体源的流体路径的切换。3.如权利要求1所述的流体整合模块，其中该多个流体源包含一正压流体源及一负压流体源。4.如权利要求1所述的流体整合模块，其中该旋转阀定子的该至少一沟槽包含至少一第一沟槽及至少一第二沟槽，该至少一第一沟槽设置于该旋转阀定子的该顶面，及该至少一第二沟槽设置于该旋转阀定子的该底面。5.如权利要求4所述的流体整合模块，其中该旋转阀定子的该至少一第一沟槽包含多个第一沟槽，且该多个第一沟槽分别沿着不同半径的同心圆延伸。6.如权利要求4所述的流体整合模块，其中该旋转阀定子的该多个穿孔包含多个第一穿孔及多个第二穿孔，该多个第一穿孔是与该至少一第一沟槽直接连接，该多个第二穿孔未与该至少一第一沟槽直接连接，且每一该至少一第一沟槽是与该多个第一穿孔的至少两个穿孔直接连接。7.如权利要求6所述的流体整合模块，其中该旋转阀定子的每一该至少一第二沟槽是与该多个第二穿孔的至少一个穿孔直接连接。8.如权利要求1所述的流体整合模块，还包含一...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁骞，谢烈华，刘怡劭，
申请(专利权)人：台达电子国际新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG