双轴离心式微流控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双轴离心式微流控系统，包括：支架，支架上设有转动板，转动板上设有托盘；芯片，芯片设于托盘内，芯片包括相互连通的加样腔、反应腔和储液腔，加样腔与反应腔之间设有第一连通管道、储液腔与反应腔之间设有第二连通管道；第一驱动电机，第一驱动电机驱动转动板绕第一转轴转动并带动托盘同步转动；第二驱动电机。根据本发明专利技术实施例的双轴离心式微流控系统，通过第一驱动电机和第二驱动电机协同控制芯片内流体的流动方向，加样腔、反应腔和储液腔相对第一转轴和第二转轴位置不同受到离心力大小和方向不同，从而实现分步向加样腔内加样品和反应物，满足检测和分析项目的需要，提高了检测和分析的效率和准确率。

【技术实现步骤摘要】
双轴离心式微流控系统
本专利技术属于微流控
，尤其涉及一种双轴离心式微流控系统。
技术介绍
离心式微流控技术是将微阀、微管道等结构集成在一块可旋转的芯片上，以离心力驱动液体，在较小的一张芯片上完成液体的复杂操作和反应过程，实现各种化学、生物和医学检测的一种技术。由于其具有集成化、自动化和试剂消耗量小、成本低廉等优势，离心式微流控技术在科研领域和工业界都得到广泛关注。在传统的离心式微流控系统中，离心力的方向只能是由芯片中心指向芯片边缘，限制了芯片上流体控制的灵活性。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本专利技术提出一种双轴离心式微流控系统，该双轴离心式微流控系统检测效率和检测精度高。根据本专利技术实施例的双轴离心式微流控系统，包括：支架，所述支架上设有转动板，所述转动板上设有托盘；芯片，所述芯片设于所述托盘内，所述芯片包括相互连通的加样腔、反应腔和储液腔，所述加样腔与所述反应腔之间设有第一连通管道、所述储液腔与所述反应腔之间设有第二连通管道；第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述转动板绕第一转轴转动并带动所述托盘同步转动；第二驱动电机，所述第二驱动电机驱动所述托盘绕第二转轴转动，所述转动板相对第一转轴不转动，通过所述第一驱动电机和所述第二驱动电机协同控制所述芯片内流体的流动方向；其中，在所述芯片处于初始位置，所述反应腔与所述第一转轴的径向尺寸大于所述加样腔与所述第一转轴的径向尺寸和所述储液腔与所述第一转轴的径向尺寸。根据本专利技术实施例的双轴离心式微流控系统，通过第一驱动电机和第二驱动电机协同控制芯片内流体的流动方向，加样腔、反应腔和储液腔相对第一转轴位置不同受到离心力大小和方向不同，从而实现分步向加样腔内加样品和反应物，满足检测和分析项目的需要，提高了检测和分析的效率和准确率。另外，根据本专利技术实施例的双轴离心式微流控系统，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述储液腔包括多个，多个储液腔并联设置。根据本专利技术的一个实施例，所述储液腔包括串联连接的第一子储液腔和第二子储液腔。根据本专利技术的一个实施例，所述第一子储液腔与所述第二子储液腔之间设有第四连通管道，所述第一子储液腔在所述芯片使用与外界大气连通或通过通气管与芯片其他结构连通实现自通气。根据本专利技术的一个实施例，所述芯片还包括：密封膜，所述密封膜贴覆盖所述第一子储液腔、所述第二子储液腔和所述第四连通管道的上表面，阻断所述第一子储液腔与所述第二子储液腔连通。根据本专利技术的一个实施例，所述芯片还包括：阀塞，所述阀塞与所述第四连通管道上下相对设置，所述托盘上设有与所述阀塞对应的顶柱，所述顶柱抵接所述阀塞从而向所述第四连通管道施加向上的力，使得所述密封膜与所述第四连通管道的配合面分离。根据本专利技术的一个实施例，所述第二连通管道包括相互连通的波峰管和直线管，所述波峰管与所述储液腔连接，所述直线管与所述反应腔连通，所述波峰管的峰高随所述储液腔与所述反应腔的距离增大而增大。根据本专利技术的一个实施例，所述芯片还包括：废液腔，所述废液腔与所述反应腔通过第三连通管道连通，在所述芯片处于初始位置时，所述废液腔与所述第一转轴的径向尺寸大于所述反应腔与所述第一转轴的径向尺寸。根据本专利技术的一个实施例，所述芯片还包括：用于向所述加样腔加样的加样管。根据本专利技术的一个实施例，双轴离心式微流控系统还包括：供电装置，所述供电装置向所述第一驱动电机和/或所述第二驱动电机提供电源。根据本专利技术的一个实施例，所述供电装置为电池、磁感应供电装置、磁共振供电装置、微波供电装置和光伏供电装置中的其中一种。根据本专利技术的一个实施例，所述供电装置为磁感应供电装置，所述磁感应供电装置包括：发射线圈，所述发射线圈设于所述转动板的顶面；接收线圈，所述接收线圈设于所述支架的底面，所述发射线圈与所述接收线圈同心设置。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的双轴离心式微流控系统的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的芯片的局部结构剖视图；图3是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图7是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图8是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图9是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图10是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图11是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图12是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图13是根据本专利技术一个实施例的芯片使用状态示意图；图14是根据本专利技术另一个实施例的芯片使用状态示意图；图15是根据本专利技术另一个实施例的芯片使用状态示意图；图16是根据本专利技术另一个实施例的芯片使用状态示意图；图17是根据本专利技术另一个实施例的芯片使用状态示意图。附图标记：双轴离心式微流控系统100；支架10；转动板20；托盘30；顶柱31；芯片40；加样腔41；加样管411；反应腔42；第一子储液腔431；第二子储液腔432；第一连通管道44；第二连通管道45；直线管451；波峰管452；密封膜46；阀塞47；废液腔48；第三连通管道491；第四连通管道492；第一驱动电机50；第二驱动电机60；发射线圈71；接收线圈72。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照图1-17描述根据本专利技术实施例的双轴离心式微流控系统100，如图1结合图3所示，双轴离心式微流控系统100可以包括：支架10、芯片40、第一驱动电机50和第二驱动电机60。通过第一驱动电机50和第二驱动电机60控制芯片40内的流体在不同的反应阶段获得不同的离心力，实现流体在加样腔41、反应腔42和储液腔之间的转移，从而实现不同检测分析的需要。具体地，支架10上设有转动板20，转动板20上设有托盘30。其中，托盘30的数量可以根据需要设定，例如，如图1所示，转动板20上可以设置两个或两个以上的托盘30，每个托盘30上放置相同的芯片40，这样，可以实现对多组样本同时进行检测，提高检测效率。如图3所示，芯片40设于托盘30内，芯片40包括相互连通的加样腔41、反应腔42和储液腔。加样腔41与反应腔42之间设有第一连通管道44、储液腔与反应腔42之间设有第二连通管道45。第一驱动电机50驱动转动板20绕第一转轴转动并带动托盘30同步转动。第二驱动电机60驱动托盘30绕第二转轴转动从而改变芯片40相对第一转轴的位置，转动板20相对第一转轴不转动。第一驱动电机50和第二驱动电机60的工作顺序并不受特别限定，第一驱动电机50和第二驱动电机60可以按照一定顺序分阶段工作。即通过第一驱动电机50和第二驱动电机60分阶段控制芯片40内的流体的流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双轴离心式微流控系统，其特征在于，包括：支架，所述支架上设有转动板，所述转动板上设有托盘；芯片，所述芯片设于所述托盘内，所述芯片包括相互连通的加样腔、反应腔和储液腔，所述加样腔与所述反应腔之间设有第一连通管道、所述储液腔与所述反应腔之间设有第二连通管道；第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述转动板绕第一转轴转动并带动所述托盘同步转动；第二驱动电机，所述第二驱动电机驱动所述托盘绕第二转轴转动，所述转动板相对于第二转轴不转动，通过所述第一驱动电机和所述第二驱动电机协同控制所述芯片内流体的流动方向；其中，在所述芯片处于初始位置时，所述反应腔与所述第一转轴的径向尺寸大于所述加样腔与所述第一转轴的径向尺寸和所述储液腔与所述第一转轴的径向尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种双轴离心式微流控系统，其特征在于，包括：支架，所述支架上设有转动板，所述转动板上设有托盘；芯片，所述芯片设于所述托盘内，所述芯片包括相互连通的加样腔、反应腔和储液腔，所述加样腔与所述反应腔之间设有第一连通管道、所述储液腔与所述反应腔之间设有第二连通管道；第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述转动板绕第一转轴转动并带动所述托盘同步转动；第二驱动电机，所述第二驱动电机驱动所述托盘绕第二转轴转动，所述转动板相对于第二转轴不转动，通过所述第一驱动电机和所述第二驱动电机协同控制所述芯片内流体的流动方向；其中，在所述芯片处于初始位置时，所述反应腔与所述第一转轴的径向尺寸大于所述加样腔与所述第一转轴的径向尺寸和所述储液腔与所述第一转轴的径向尺寸。2.根据权利要求1所述的双轴离心式微流控系统，其特征在于，所述储液腔包括多个，多个储液腔并联设置。3.根据权利要求2所述的双轴离心式微流控系统，其特征在于，所述储液腔包括串联连接的第一子储液腔和第二子储液腔。4.根据权利要求3所述的双轴离心式微流控系统，其特征在于，所述第一子储液腔与所述第二子储液腔之间设有第四连通管道，所述第一子储液腔在所述芯片使用时与外界大气连通或通过通气管与所述芯片其他结构连通实现自通气。5.根据权利要求4所述的双轴离心式微流控系统，其特征在于，所述芯片还包括：密封膜，所述密封膜覆盖所述第一子储液腔、所述第二子储液腔和所述第四连通管道的上表面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐友春，陈一奇，朱芸增，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11