一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于器官仿生与微环境重构微流控芯片、细胞生物学实验、单细胞分析与检测等分析技术领域，特别提出一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置,包括片上附加腔室组件、隔热导管和温度湿度控制装置；所述片上附加腔室组件包括附加腔室、循环气体入口及循环气体出口；所述循环气体入口及循环气体出口均设置在附加腔室上，循环气体入口及循环气体出口分别通过一个隔热导管与温度湿度控制装置气密连接。本实用新型专利技术通过温度湿度控制装置精确控制气室的温、湿度参数，即可实现微流控芯片的温度、湿度的动态监测与控制。

An additional device for real-time temperature and humidity control of microfluidic chips

The utility model belongs to the analysis technical field of organ bionics and microenvironment reconstruction microflow control chip, cell biology experiment, single cell analysis and detection. In particular, an additional device for real-time temperature and humidity control of microfluidic chip is put forward, which includes an additional chamber module on a chip, a heat insulation catheter and a temperature and humidity control device. The chamber assembly consists of an additional chamber, a circulating gas inlet and a circulating gas outlet. The inlet of the circulating gas and the outlet of the circulating gas are set on an additional chamber, and the inlet of the circulating gas and the outlet of the circulating gas are airtight connected to the temperature and humidity control device through a heat insulation conduit. The utility model can accurately control the temperature and humidity parameters of the gas chamber through the temperature and humidity control device, and can realize the dynamic monitoring and control of the temperature and humidity of the microfluidic chip.

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置
本技术属于器官仿生与微环境重构微流控芯片、细胞生物学实验、单细胞分析与检测等分析
，特别提出一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置。
技术介绍
微流控技术作为全新的微观层面的分析技术，得到几乎所有医疗生化工作者的重视，目前在医疗、卫生、物理化学、生物制药和基因工程等领域得到了业界的普遍关注和广泛应用。如在生物医学领域，活体细胞与组织培养、器官仿生与微环境重构、单细胞分析与检测等实验，要求整个过程严格模拟自然界生物体内的真实（微）生理环境，表现在物理条件上，要求实验过程的温度、湿度甚至气体成分等参数必须精确控制于期望值，并且整个过程不得人为中断。对于新兴的微流控生化分析技术，为达到温、湿度实时控制这一严苛要求，不得不采用或将微流控系统整机置于生化培养箱内，或将微流控芯片定期移入/移出培养箱内等折中办法，既增加了系统造价和体积，又因试验条件的变化不定而导致试验结果的不准确，不确定。能够实现微流控芯片的温、湿度实时在线控制，且不影响整个实验操作的全集成、结构紧凑的通用装置已经成为业内急需，但一直以来未见报导，也未见有相关专利申请。
技术实现思路
针对上述现状，本技术提出了一种全新的微流控芯片温湿度实时控制附加装置，其特点是采用分离的模块化结构，结构紧凑的附加腔室单独气密叠加到芯片之上，通过循环导管与温度、湿度主控单元相连，实现微流控芯片的温度、湿度参数的稳定、精确、快速控制，保证片上温、湿度环境完全实时地模拟设定的生化过程的目的。为达到上述目的，本技术的技术方案是一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置包括片上附加腔室组件、隔热导管和温度湿度控制装置；所述片上附加腔室组件包括附加腔室、循环气体入口及循环气体出口；所述循环气体入口及循环气体出口均设置在附加腔室上，循环气体入口及循环气体出口分别通过一个隔热导管与温度湿度控制装置气密连接。置于微流控芯片之上的附加腔室组件与温度湿度控制装置分离布置，结构紧凑；通过隔热导管与温度湿度控制装置（主控制单元）气密连接，在强制气体循环机制下，通过对适合细胞与组织培养的气体介质施行强制循环，使得附加腔室内温、湿度与温度湿度控制装置（主控制单元）实时动态一致；通过温度湿度控制装置（主控制单元）精确控制气室的温、湿度参数，即可实现微流控芯片的温度、湿度的动态监测与控制。进一步的，附加腔室包括附加腔室基座及隔热腔室，附加腔室基座与芯片固定基座可拆卸连接，附加腔室基座上设置隔热腔室，循环气体入口及循环气体出口均设置在隔热腔室上。进一步的，附加腔室基座通过固定螺栓与芯片固定基座连接。进一步的，附加腔室的底部沿微流控芯片微液滴输运路径外围设置弹性密封圈，弹性密封圈压于芯片表面，进行气密连接。置于微流控芯片之上的附加腔室上部采用简单的螺栓与芯片基座相连，借助弹性垫圈与微流控芯片气密配合，简单、快速、可靠，方便快速更换新片。为微流控芯片应用于活细胞等医学生化领域，并实现片上温度、湿度动态实时控制提供真正的简单高效解决方案。使科研人员能够真正告别繁琐、失误和不确定性，有利于简化实验过程，提高实验成功率。进一步的，隔热腔室采用双层透明壳体结构。置于微流控芯片之上的附加腔室采用双层透明壳体结构，保温隔热，降低环境温度变化可能带来的扰动影响；增加腔室内亮度，易于观察，方便实验。进一步的，隔热腔室侧壁设置介入窗口。置于微流控芯片之上的附加腔室上部的介入窗口，由优良隔热的弹性材料制成软性腔囊，为外部机械装置，例如磁探针分选机构，提供了一定范围的三维操作空间。进一步的，隔热腔室的上盖设计为观测窗口，采用双层透镜组成隔热光学通道，镜片具有防结雾涂层或镀膜结构。置于微流控芯片之上的附加腔室上部的双层透镜（光学观察窗口），以双光学透镜构成，气密隔热；镜片经过防雾涂层或镀膜处理，可保证复杂温、湿度条件下不结雾，方便操作人员人工观察，保证摄像系统可靠清晰地摄取、记录实验过程，在大尺寸视觉条件下观察液滴的运动过程，为后续后实验分析提供数据基础。进一步的，温度湿度控制装置包括动态混合气室，加湿、除湿模块，升温、降温模块，温、湿度传感器及驱动风扇；动态混合气室与加湿、除湿模块，升温、降温模块以及温、湿度传感器分别连接，动态混合气室内设置驱动风扇；温、湿度传感器用于实时测量动态混合气室内的温、湿度参数，判断它们与设定值的偏差；湿、除湿模块和升温、降温模块用于根据偏差实时控制，确保动态混合气室内的温、湿度参数稳定于设定值；驱动风扇用于动态混合气室内的气体注入附加腔室。本技术的有益效果：采用分离的模块结构，结构紧凑、小型化、负责在芯片周围营造出具有理想温度、湿度环境的附加腔室。通过温度湿度控制装置精确控制隔气室的温、湿度参数，即可实现微流控芯片的温度、湿度的动态监测与控制。本技术的整体说明：一种微流控芯片温、湿度实时控制附加装置，采用分离的模块结构，结构紧凑、负责在芯片周围营造出具有理想温度、湿度环境的附加腔室，单独叠加到芯片之上，经由循环导气管与分离的温度、湿度主控单元相连，构成完整的温、湿度实时控制系统；附加腔室为双层保温结构，以降低环境对芯片的温度干扰；附加腔室上方设有观测窗口，其镜片采用防结雾涂层镀膜，在高湿度、高温差的应用条件下仍可保持清晰，为操作员或摄像系统提供可靠观测窗口。附加腔室设有气密式机械操作杆接口，可供诸如磁分选探头等机构介入操作。分离的温度、湿度主控单元集成有温度、湿度传感器、智能控制器和加热、制冷、加湿、去湿等模块，通过结合先进控制算法，使其混合气室，以及附加腔室的温度、湿度被精确控制在期望值，进而实现微流控芯片的温度、湿度参数的稳定、精确、快速控制，保证片上温、湿度环境精确地模拟逼近设定的生化过程。本技术涉及一种微流控芯片温、湿度实时控制的附加装置，该装置针对活细胞与组织研究与检测中生化实验对芯片的温度、湿度及适合细胞与气体微环境设置的特定需要，采用片上叠加式附加腔室与温、湿度主控单元分离的方法，通过与外部隔热的导管将以上二者相连；附加腔室直接置于微流控芯片之上，其底部边缘的弹性密封圈与微流控芯片实行气密连接，经由芯片极板上特别设置的微孔进行传湿、传热，保证芯片内微液滴的温、湿度环境与附加腔室保持一致；附加腔室设有进气、排气接口，通过隔热软管与主控单元进行气体循环交换；附加腔室外壁采用双层隔热防雾透明结构，顶部为特殊镀膜双层透镜组成的光学观察窗，减少环境温度对腔室内的影响，避免结雾，便于目视或经由光学显微镜及其它视频采集装置获取清晰实验影像；分离设置的温、湿度主控单元，其内设置的气体驱动风扇将特定温、湿度的适合细胞与组织培养的气体介质注入附加腔室，强制循环，使芯片上的附加腔室（也就是微流控芯片）与主控单元内的微环境温、湿度保持一致；主控单元内设置有加湿、除湿和温度控制模块，以及相关的温、湿度传感器，构成温度、湿度控制回路，结合先进控制策略实现温、湿度参数的稳定、精确、快速控制。本方法实现了对芯片实验环境温度、湿度和适合细胞与组织培养的气体组分进行实时、不间断地精确控制，省去了将整个微流控芯片实验装置置于培养箱内，或将微流控芯片移入、移出培养箱而频繁中断实验等操作上不方便的弊端，消除了因此而造成的不确定性和不稳定性，避免了设备整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置，其特征在于：包括片上附加腔室组件、隔热导管和温度湿度控制装置；所述片上附加腔室组件包括附加腔室、循环气体入口及循环气体出口；所述循环气体入口及循环气体出口均设置在附加腔室上，循环气体入口及循环气体出口分别通过一个隔热导管与温度湿度控制装置气密连接。

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置，其特征在于：包括片上附加腔室组件、隔热导管和温度湿度控制装置；所述片上附加腔室组件包括附加腔室、循环气体入口及循环气体出口；所述循环气体入口及循环气体出口均设置在附加腔室上，循环气体入口及循环气体出口分别通过一个隔热导管与温度湿度控制装置气密连接。2.根据权利要求1所述的一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置，其特征在于：所述附加腔室包括附加腔室基座及隔热腔室，所述附加腔室基座与芯片固定基座可拆卸连接，附加腔室基座上设置隔热腔室，所述循环气体入口及循环气体出口均设置在隔热腔室上。3.根据权利要求2所述的一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置，其特征在于：附加腔室基座通过固定螺栓与芯片固定基座连接。4.根据权利要求2所述的一种微流控芯片实时温湿度控制附加装置，其特征在于：所述附加腔室的底部沿微流控芯片微液滴输运路径外围设置弹性密封圈，弹性密封圈压于芯片表面，进行气密连接。5.根据权利要求2所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖成模，
申请(专利权)人：大连量子流体控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21