模块化流体芯片和包括该模块化流体芯片的流体流动系统技术方案

根据本公开一实施方案的模块化流体芯片包含：主体，该主体包含允许流体从中流动通过的至少一个第一孔；以及壳体，该壳体在其中容纳主体，以及包含与至少一个第一孔对应并允许流体从中流动通过的第二孔；以及流体连接部件，其可连接到另外的模块化流体芯片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化流体芯片和包括该模块化流体芯片的流体流动系统
本公开涉及一种模块化流体芯片和一种包括该模块化流体芯片的流体流动系统，更特别地，涉及一种模块化流体芯片，该模块化流体芯片能够通过连接能够执行不同功能的多个流体芯片来实现各种结构的流体流动系统，以及包括该模块化流体芯片的流体流动系统。
技术介绍
芯片实验室(LOC)技术已经受到相当大的关注，以克服现有诊断技术的缺点。芯片实验室(LOC)技术是NT、IT和BT融合技术的代表性示例并且是指通过使用诸如MEMS和NEMS等技术在单个芯片上执行所有样品预处理和分析步骤(例如样品稀释、混合、反应、分离和量化)的技术。应用这种芯片实验室(LOC)技术的微流体装置分析和诊断流动通过反应通道的流体样品的流动或试剂与供应到反应通道的流体样品之间的反应。另外，这种微流体装置以如下形式制造：在由玻璃、硅或塑料形成的几平方厘米大小的小芯片上提供分析所需的多个单元，使得各种处理和操纵步骤可以在单个芯片上执行。具体地，微流体装置被配置成包含能够捕获少量流体的腔室、流体能够流动通过的反应通道、能够控制流体的流量(flow)的阀，以及能够通过接收流体来执行预设功能的各种功能单元。然而，由于根据实验目的，常规的微流体装置被制造为具有与多个微流体装置相关联的功能，因此即使一种功能发生改变或出现问题，也应重新制造整个装置整体。因此，存在制造成本增加并且不便于管理的问题。此外，一旦制造了微流体装置，由于难以改变所制造的装置的设计，并且所制造的装置与其他微流体装置不兼容，因此存在以下问题：不能执行除设置实验之外的其他实验。另外，常规的微流体装置在可制造的尺寸和规格上受到限制，使得其结构扩展是不可行的。因此，由于仅在执行一部分实验之后就需要预测整个实验结果，因此在获得准确的实验数据方面存在问题。
技术实现思路
【技术问题】构思本公开以解决上述问题，并且本公开的目的是提供一种模块化流体芯片，该模块化流体芯片能够通过连接可以执行所需的不同功能的多个流体芯片来实现各种结构的流体流动系统而不受形状或大小的限制，由此能够获得各种准确的实验数据，并且当特定部分变形或损坏时，能够仅更换与之对应的流体芯片；并且提供一种包括该模块化流体芯片的流体流动系统。本公开要实现的技术问题不限于上述问题，并且本领域技术人员根据以下描述可以清楚地理解未提及的其他问题。【技术方案】根据本公开的第一实施方案的用于解决上述问题的模块化流体芯片包含：主体，所述主体包括允许流体从中流动通过的至少一个第一孔；以及壳体，所述壳体在其中容纳所述主体，以及包含对应于所述至少一个第一孔并允许所述流体流动通过的第二孔，以及可连接到另一模块化流体芯片的流体连接部件。所述主体可以以能够执行一种功能的模块的形式形成并且可以在所述壳体中选择性地更换。所述另外的模块化流体芯片可以包含能够执行与所述一种功能不同的功能的主体。所述壳体可以在水平或垂直方向上连接到所述另外的模块化流体芯片，并且当所述壳体和所述另外的模块化流体芯片在水平或垂直方向上连接时，所述第一孔和所述第二孔可以对准并连通设置在所述另外的模块化流体芯片中的第一孔和第二孔。所述主体可以进一步包含与所述第一孔连通并允许所述流体流动通过的流体通道。所述流体通道可以包含直线通道、流线通道、具有至少一个孔口的通道、具有阀的通道、具有至少一个分支的通道、十字形通道、Y形通道、具有传感器的通道、具有电输出单元的通道和具有光学输出单元的通道中的任何一种。所述第一孔、所述第二孔和所述流体通道可以形成为具有圆形、椭圆形或多边形的横截面，并且所述第一孔、所述第二孔和所述流体通道可以形成为具有预设尺寸，所述预设尺寸在直径等于或大于10nm且小于或等于1Cm的圆的范围内。所述壳体可以由陶瓷、金属和聚合物中的至少一种形成。所述模块化流体芯片进一步包含用于与所述另外的模块化流体芯片耦合的耦合单元，其中，所述耦合单元可以包含具有磁性的材料。所述耦合单元可以包含彼此对应的凸出部分和凹入部分。所述耦合单元可以包含可连接到所述另外的模块化流体芯片的紧固部分。所述模块化流体芯片可以进一步包含盖，所述盖耦合到所述壳体以围绕所述主体并且由透明材料形成。所述模块化流体芯片可以进一步包含设置在所述盖上的成像部件；以及设置在所述壳体或所述盖中的光源。所述模块化流体芯片可以进一步包含安装在所述壳体或所述盖中以加热或冷却所述主体的温度控制器。另外，根据本公开的第二实施方案的模块化流体芯片包含：主体，所述主体包含允许流体从中流动通过的至少一个第一孔；壳体，所述壳体在其中容纳所述主体并包含可连接到另一模块化流体芯片的耦合单元；以及流体连接器，所述流体连接器被容纳在所述壳体中并包含第三孔，所述第三孔经对准以对应于所述第一孔。当连接到所述另外的模块化流体芯片时，所述流体连接器可以与所述另外的模块化流体芯片中提供的流体连接器紧密接触并形成接口，由此阻止所述壳体和所述另外的模块化流体芯片之间的流体泄漏。所述流体连接器可以由弹性体形成。所述流体连接器可以设置在所述壳体的外部和内部中的至少一个上。能够耦合到所述壳体的凸出部分或凹入部分可以形成在所述流体连接器中。所述流体连接器可以包含安置部分，所述安置部分被容纳在所述壳体的外部中并且可连接到所述另外的模块化流体芯片；以及凸出部分，所述凸出部分容纳在所述壳体的内部并且可连接到所述主体。所述模块化流体芯片可以进一步包含O形环，所述O形环设置在所述安置部分和所述凸出部分之间，以连接所述安置部分和所述凸出部分。另外，根据本公开的第三实施方案的模块化流体芯片包含：主体，所述主体包含允许流体从中流动通过的至少一个第一孔；壳体，所述壳体在其中容纳所述主体并包含第二孔，所述第二孔对应于所述至少一个第一孔并允许所述流体从中流动通过；以及流体连接器，所述流体连接器可连接到另一模块化流体芯片；以及至少一个传感器，所述至少一个传感器能够检测从所述流体生成的信号。所述至少一个传感器可以检测电信号、荧光信号、光信号、电化学信号、化学信号和光谱信号中的至少一种。所述至少一个传感器可以由金属、有机-无机复合物和有机导体中的任何一种形成。所述至少一个传感器可以由金属电极形成，所述金属电极包含Au、Mg、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Al、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag和Sn中的至少一种材料。所述至少一个传感器可以由有机电极形成，所述有机电极包含导电聚合物和碳中的至少一种材料。所述至少一个传感器可以由有机-无机复合电极形成，其中混合了构成所述金属电极的材料中的至少一种材料和构成所述有机电极的材料中的至少一种材料。所述至少一个传感器可以由具有透明性的材料形成，以便检测所述荧光信号、所述光信号和所述光谱信号中的至少一种。另外，根据本公开的第四实施方案的模块化流体芯片包含壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化流体芯片，其包括：/n主体，所述主体包含允许流体从中流动通过的至少一个第一孔；以及/n壳体，所述壳体在其中容纳所述主体，以及包含与所述至少一个第一孔对应并允许所述流体从中流动通过的第二孔，以及能连接到另外的模块化流体芯片的流体连接部件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180728 KR 10-2018-0088227;20190723 KR 10-2019-001.一种模块化流体芯片，其包括：
主体，所述主体包含允许流体从中流动通过的至少一个第一孔；以及
壳体，所述壳体在其中容纳所述主体，以及包含与所述至少一个第一孔对应并允许所述流体从中流动通过的第二孔，以及能连接到另外的模块化流体芯片的流体连接部件。


2.根据权利要求1所述的模块化流体芯片，其中，所述主体以能够执行一种功能的模块的形式形成并且能在所述壳体中选择性地更换。


3.根据权利要求2所述的模块化流体芯片，其中，所述另外的模块化流体芯片包含能够执行与所述一个功能不同的功能的主体。


4.根据权利要求1所述的模块化流体芯片，其中，所述壳体能在水平或垂直方向上连接到所述另外的模块化流体芯片，以及
当所述壳体和所述另外的模块化流体芯片在水平或垂直方向上连接时，所述第一孔和所述第二孔与在所述另外的模块化流体芯片中提供的第一孔和第二孔对准并连通。


5.根据权利要求1所述的模块化流体芯片，其中，所述主体进一步包含流体通道，所述流体通道与所述第一孔连通并且允许所述流体在其中流动通过。


6.根据权利要求5所述的模块化流体芯片，其中，所述流体通道包含直线通道、流线通道、具有至少一个孔口的通道、具有阀的通道、具有至少一个分支的通道、十字形通道、Y形通道、具有传感器的通道、具有电输出单元的通道和具有光学输出单元的通道中的任何一种。


7.根据权利要求5所述的模块化流体芯片，其中，所述第一孔、所述第二孔和所述流体通道形成为具有圆形、椭圆形或多边形的横截面，以及
所述第一孔、所述第二孔和所述流体通道形成为具有预设尺寸，所述预设尺寸在直径等于或大于10nm且等于或小于1Cm的圆的范围内。


8.根据权利要求1所述的模块化流体芯片，其中，所述壳体由陶瓷、金属和聚合物中的至少一种形成。


9.根据权利要求1所述的模块化流体芯片，其进一步包括：用于与所述另外的模块化流体芯片耦合的耦合单元，
其中，所述耦合单元包含具有磁性的材料。


10.根据权利要求9所述的模块化流体芯片，其中，所述耦合单元包含彼此对应的凸出部分和凹入部分。


11.根据权利要求10所述的模块化流体芯片，其中，所述耦合单元包含能连接到所述另外的模块化流体芯片的紧固部分。


12.根据权利要求1所述的模块化流体芯片，其进一步包含：
盖，所述盖耦合到所述壳体以包围所述主体并且由透明材料形成。


13.根据权利要求12所述的模块化流体芯片，其进一步包括：
设置在所述盖上的成像部件；以及
设置在所述壳体或所述盖中的光源。


14.根据权利要求12所述的模块化流体芯片，其进一步包括：
温度控制器，所述温度控制器安装在所述壳体或所述盖中以加热或冷却所述主体。


15.一种模块化流体芯片，其包括：
主体，所述主体包含允许流体从中流动通过的至少一个第一孔；
壳体，所述壳体在其中容纳所述主体，以及包含能连接到另外的模块化流体芯片的耦合单元；以及
流体连接器，所述流体连接器容纳在所述壳体中并包含经对准以对应于所述第一孔的第三孔。


16.根据权利要求15所述的模块化流体芯片，其中，当连接到所述另外的模块化流体芯片时，所述流体连接器与在所述另外的模块化流体芯片中提供的流体连接器紧密接触并形成接口，由此阻止所述壳体与所述另外的模块化流体芯片之间的流体泄漏。


17.根据权利要求15所述的模块化流体芯片，其中，所述流体连接器由弹性体形成。


18.根据权利要求15所述的模块化流体芯片，其中，所述流体连接器设置在所述壳体的外部和内部中的至少一个上。


19.根据权利要求15所述的模块化流体芯片，其中，能够耦合到所述壳体的凸出部分或凹入部分形成在所述流体连接器中。


20.根据权利要求15所述的模块化流体芯片，其中，所述流体连接器包含：
安置部分，所述安置部分容纳在所述壳体的外部中并且能连接到所述另外的模块化流体芯片；以及
凸出部分，所述凸出部分容纳在所述壳体的内部中并且能连接到所述主体。


21.根据权利要求20所述的模块化流体芯片，其进一步包括：
O形环，所述O形环设置在所述安置部分和所述凸出部分之间以连接所述安置部分和所述凸出部分。


22.一种模块化流体芯片，其包括：
主体，所述主体包含允许流体从中流动通过的至少一个第一孔；
壳体，所述壳体在其中容纳所述主体，以及包含对应于所述至少一个第一孔并允许所述流体从中流动通过的第二孔，以及能连接到另外的模块化流体芯片的流体连接器；以及
能够检测从所述流体生成的信号的至少一个传感器。


23.根据权利要求22所述的模块化流体芯片，其中，所述至少一个传感器能够检测电信号、荧光信号、光信号、电化学信号、化学信号和光谱信号中的至少一种。


24.根据权利要求23所述的模块化流体芯片，其中，所述至少一个传感器由金属、有机-无机复合物和有机导体中的任何一种形成。


25.根据权利要求24所述的模块化流体芯片，其中，所述至少一个传感器由金属电极形成，所述金属电极包含Au、Mg、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Al、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag和Sn中的至少一种材料。


26.根据权利要求25所述的模块化流体芯片，其中，所述至少一个传感器由包含导电聚合物和碳中的至少一种材料的有机电极形成。


27.根据权利要求26所述的模块化流体芯片，其中，所述至少一个传感器由有机-无机复合电极形成，在所述有机-无机复合电极中，混合了构成所述金属电极的材料中的至少一种材料和构成所述有机电极的材料中的至少一种材料。


28.根据权利要求23所述的模块化流体芯片，其中，所述至少一个传感器由具有透明性的材料形成，以便检测所述荧光信号、所述光信号和所述光谱信号中的至少一种。


29.一种模块化流体芯片，其包括：
壳体；以及
至少一个耦合部分，其提供在所述壳体中以便与另外的模块化流体芯片耦合。


30.根据权利要求29所述的模块化流体芯片，其中，所述耦合部分包含：
从所述壳体的外表面突出的至少一个突起；以及
在所述壳体的所述外表面中提供的至少一个容纳凹槽。


31.根据权利要求30所述的模块化流体芯片，其中，所述突起和所述容纳凹槽沿着所述壳体的圆周交替地布置。


32.根据权利要求30所述的模块化流体芯片，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文根，李锡宰，裵南浩，李泰宰，李京均，朴柳敃，
申请(专利权)人：韩国科学技术院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR