一种适用于微流控器件的一体式多通道注射装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种适用于微流控器件的一体式多通道注射泵，包含上部注射泵机械结构和下部封闭室。针对微流控器件对多个独立流体通道及相对洁净的工作环境的需求，本发明专利技术上部注射泵机械结构具有多个可独立控制的流体通道；下部封闭室通过透明板与外界相隔绝并设置有一潜望镜可从封闭室外部观察微流控器件内的液体流动。本发明专利技术将流体驱动子系统与微流控器件整合为一套紧凑的设备，可方便地进行整体移动和布置，对实验场地的限制和占用更小。通过上位机可方便地对多个通道进行同步远程控制，且使用一根电源线对所有电气部件进行供电，实验操作更便捷。操作更便捷。操作更便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于微流控器件的一体式多通道注射装置


[0001]本专利技术涉及一体式微量注射泵的设计领域，设计了一种具有多个独立通道的一体式微量注射泵。本专利技术尤其适用于微流控器件对于精确、单独控制多种流体的需求及微反应对洁净空间的需求，其应用涉及微流控


技术介绍

[0002]微流控技术是指在尺度为数十至数百微米的微通道中控制体积为纳升至阿升的微量液体的技术，自上世纪六七十年代被提出以来已得到广泛的研究与发展。当前，微流控技术因其高通量、集成化、微型化等特点已被广泛地应用于即时检测、生化分析、化学合成等领域。微流控系统一般由流体驱动子系统、过程监测及控制子系统、微流控器件及检测分析子系统四部分组成，其中流体驱动子系统常采用微量注射泵完成工作。
[0003]传统的微量注射泵分为一体式与分体式两种，它们在应用于微流控系统中时都具有一定的缺陷。如专利CN204709525U所示，一体式微量注射泵将完成注射动作的执行器与控制器封装在同一外壳中形成独立的设备，其虽然可以拥有多个注射器通道但往往使用同一块推板进行注射，无法实现对多个通道进行独立控制，而微流控系统往往需要对多种流体进行独立控制，因此使用一体式微量注射泵进行微流控实验时往往需要使用多台设备，将占据大量的操作空间且需要单独控制多台注射泵操作繁琐。如专利CN208389094U所示，分体式微量注射泵分为控制器与执行器两部分，两者之间通过电力/数据线连接，一个控制器可与多个执行器相连接以实现对多个独立注射器通道的控制，但控制器与执行器之间的相对位置并不固定，需要专门的夹具进行固定，设备的移动和布置较为困难。两种微量注射泵均以软管与微流控器件相连，泵与器件相对位置不固定，难以移动和布置且难以为微反应提供其所需的相对洁净的环境。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对
技术介绍
提出的问题，提出了一种适用于微流控器件的一体式多通道注射泵。该装置具有完整的执行器和控制器，使用同一控制器可对多个独立通道进行控制，同时具有一个封闭空间用于放置微流控器件并为其中的反应提供相对洁净的空间，并能够对微流控器件内的反应进行观察。
[0005]本专利技术时通过以下技术方案实现的：
[0006]一种适用于微流控器件的一体式多通道注射装置，其特征在于，所述装置包括上部的注射泵机械结构及下部的封闭室，由板和柱结构组成注射泵机械结构的框架；所述的位于上部的注射泵机械结构由并列设置在框架内的独立流体通道注射机构组成，每个独立流体通道注射机构结构包括：通过并列的长支柱5固定的上板1、中上板2，通过并列的短支柱7固定的中下板3、下板4，中上板2与中下板3由铜柱6支撑；上板1及下板4后部通过角件8连接网孔板9固定电气部件10，电机11固定在中下板3上，并通过位于中上板2和中下板3之间的联轴器12带动丝杆13；丝杆支座14与导轨支座18分别固定于上板1和中上板2上，丝杆
螺母15和滑块17共同带动推板19在上板1和中上板2之间的范围内移动；注射器20被放置于中上板2和中下板3侧面并使用注射器压块27通过固定在竖板28上的螺栓压紧固定，推板19上的活塞压块29压紧固定注射器20的活塞杆实现液体的注射和抽取；
[0007]所述的下部封闭室由封闭室上板22、封闭室下板23、1/4圆支柱21及四周的透明板24构成，封闭室内有一透明板材制成的载物台25，其下固定有一潜望镜26通过侧面透明板24上的一个通孔延伸到封闭室外部；下部封闭室与上部注射泵机械结构通过硅胶管30连通，下板4与封闭室上板22对应开有通孔，与每个独立流体通道注射机构的注射器20相连的硅胶管30通过通孔进入下部封闭室，并与载物台25上的微流控器件31相连接。
[0008]所述的电气部件10由路由器32、微机33、电机驱动器34、插线板35、电源适配器36组成，上位机通过路由器32向微机33发送指令，微机33通过电机驱动器34控制电机11旋转带动丝杆螺母15和丝杆13，插线板35为路由器32、微机33、电源适配器36供电并充当总电源线与总开关，电源适配器36将插线板35的输出电压转变为适合电机驱动器34的电压。
[0009]上部注射泵机械结构的框架使用的各板结构选自PMMA、玻璃板、金属板等可进行切割加工的平板结构材料；各柱结构可使用铝、铜等常见金属棒材或高分子材料等其他柱状结构材料，板与柱的连接方式可采用螺钉螺栓、焊接、胶连等。
[0010]所述封闭室的各板材可使用各种透明材料加工得到，1/4圆支柱采用带有可以固定透明板24的凹槽的棒材加工得到。封闭室上板22与前透明板24对应的位置开有一通槽，使得前透明板24可以向上移动开启，起到封闭室门的作用。
[0011]潜望镜26内有两面反向对角固定的平面镜，因此可在封闭室外通过潜望镜26透过透明的载物台25对其上的微流控器件31内的液体流动情况进行观察。
[0012]有益效果
[0013]本专利技术提出了一种适用于微流控器件的一体式多通道注射泵，其具有多个可独立控制通道及下部封闭室，形成一套集流体驱动子系统与微流控器件于一体的完整设备。相比使用传统的微量注射泵作为驱动子系统具有以下优势：
[0014]控制器与执行器相对位置固定，注射泵与微流控器件相对位置固定，可方便地进行整体移动和布置，结构紧凑，对实验场地的限制和占用更小。
[0015]通过路由器可方便地与上位机进行无线连接，通过上位机的前台程序可方便地对多个通道进行同步远程控制。使用一根电源线对所有电气部件进行供电，便于设备的移动和部署。
[0016]下部封闭室为微流控器件内的反应提供了相对洁净的环境，同时可通过潜望镜26从外部对微流控器件内的反应进行实时观察。
附图说明
[0017]图1是本专利技术适用于微流控器件的一体式多通道注射泵的侧视图；
[0018]图2是本专利技术适用于微流控器件的一体式多通道注射泵的主视图；
[0019]图3是本专利技术的电路原理图；
[0020]图4是本专利技术的电气部件布局图；
[0021]图5是本专利技术应用于微流控相关实验的控制流程图；
[0022]图6是基于毛细管二级嵌套的微流控器件结构及核壳结构微球生成的过程；
[0023]图7是本专利技术应用于微流控法制备核壳结构编码微球实验的结果图。
[0024]其中：1
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上板 2
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中上板 3
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中下板 4
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下板 5
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长支柱 6
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铜柱 7
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短支柱 8
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角件 9
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网孔板 10
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电气部件 11
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电机 12
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联轴器 13
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丝杆 14
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丝杆支座 15
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丝杆螺母 16
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导轨 17
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滑块 18
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导轨支座 19
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于微流控器件的一体式多通道注射装置，其特征在于，所述装置包括上部的注射泵机械结构及下部的封闭室，由板和柱结构组成注射泵机械结构的框架；所述的位于上部的注射泵机械结构由并列设置在框架内的独立流体通道注射机构组成，每个独立流体通道注射机构结构包括：通过并列的长支柱5固定的上板1、中上板2，通过并列的短支柱7固定的中下板3、下板4，中上板2与中下板3由铜柱6支撑；上板1及下板4后部通过角件8连接网孔板9固定电气部件10，电机11固定在中下板3上，并通过位于中上板2和中下板3之间的联轴器12带动丝杆13；丝杆支座14与导轨支座18分别固定于上板1和中上板2上，丝杆螺母15和滑块17共同带动推板19在上板1和中上板2之间的范围内移动；注射器20被放置于中上板2和中下板3侧面并使用注射器压块27通过固定在竖板28上的螺栓压紧固定，推板19上的活塞压块29压紧固定注射器20的活塞杆实现液体的注射和抽取；所述的下部封闭室由封闭室上板22、封闭室下板23、1/4圆支柱21及四周的透明板24构成，封闭室内有一透明板材制成的载物台25，其下固定有一...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾伟玲，孙敏，张嘉寅，毛可欣，肖伟铜，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：