一种微流控芯片及其旋转阀和旋转阀控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微流控芯片及其旋转阀和旋转阀控制器，所述旋转阀由旋转阀基体和流道板一体成型组成，能够减少旋转阀的加工步骤，节省成本，降低旋转阀的装配精度要求，提高可制造性；本实用新型专利技术还提供了与所述旋转阀配套的旋转阀驱动器，可实现旋转阀驱动杆的升降，并且在升降过程中实现旋转阀驱动杆转动运动的接入，所述旋转阀驱动器在驱动所述旋转阀转动时，最先接触所微流控芯片的是所述压紧套，能保证在所述旋转阀运行过程中，所述微流控芯片的位置固定可靠，而且所述旋转阀驱动器的所述编码器直接连接于所述旋转阀驱动杆，位置精度和反馈精度高，有利于确保流道切换的准确性。确性。确性。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片及其旋转阀和旋转阀控制器


[0001]本技术涉及微流控芯片
，特别是涉及一种微流控芯片及其旋转阀和旋转阀控制器。

技术介绍

[0002]微流控芯片是一种控制微流体在微米尺度流道内流动，在流道区域内集成大量生化检测，以实现少量样本完成多项疾病检测的装置。微流控技术凭借其灵敏度，便捷性等诸多优势，迅速成为体外诊断的核心技术之一。微流控技术在流体控制方面有按压阀、旋转阀及亲水表面吸附等诸多方式，但是用于目前的体外诊断技术的流体流道尺度大部分在200
‑
1000μm，对于这个尺度流道的流体，更加适合采用旋转阀和按压阀实现流体控制。按压阀凭借其良好的密封性及可操控性广泛应用为体外诊断的微流控芯片上，但是其结构复杂，很容易造成芯片和整机的生产成本居高不下。
[0003]微流控技术通过微纳加工在微流控芯片基材上加工出微米、纳米尺度的流道，将生化反应集成到芯片的流道中去，来实现微量样品完成多项检测。在复杂的流道系统中，多项反应流程需要单独隔离开来，反应结束后打开流道，使得新的流体能够进入反应区，进行下一步反应。为了保证反应结果的可靠，需要保证流道开闭精确，流道切换机构简单。通常实现流道切换的方法是按压阀，即通过按压流道的封膜，将流道在按压位置关闭，但是检测设备上需要复杂的阀门机构或者旋转阀将流道入口分布于一个圆上，通过一个带有流道的圆柱形阀芯与流道入口贴合，在旋转阀芯时，完成不同流道的打开和关闭。
[0004]总的来讲，现有的按压阀的结构太过于复杂，每一个阀的位置都需要配置一根独立控制的按压杆，难以胜任现阶段微流控技术追求高通量检测的需求，目前已有的旋转阀结构复杂，制造成本高，对装配精度要求高，难以实现大规模推广。

技术实现思路

[0005]本技术的一目的是，提供一种微流控芯片及其旋转阀和旋转阀控制器，所述旋转阀为一体式成型旋转阀，结构简单、制造成本低，而且可以在微流控反应过程中实现快捷精准的流道切换，所述旋转阀驱动器结构简单并具有固定芯片、驱动旋转阀、反馈旋转阀角度位置等功能。
[0006]本技术在一方面提供了一种旋转阀，所述旋转阀由旋转阀基体和流道板一体成型组成，所述旋转阀基体设置有驱动杆接口，所述流道板设置有贯穿所述旋转阀侧面的多个弧形流道。
[0007]在本技术的一实施例中，所述旋转阀基体为聚乙烯注塑基体、聚醚醚酮注塑基体、ABS塑料注塑基体、聚丙交酯注塑基体、聚酰胺注塑基体、聚甲基丙烯酸甲酯注塑基体、聚丙烯注塑基体中的任一种。
[0008]在本技术的一实施例中，所述旋转阀基体和所述流道板通过包胶层包裹为一体式结构。
[0009]本技术在另一方面还提供了一种微流控芯片，包括芯片主体和通过旋转阀压圈装配在所述芯片主体上的所述旋转阀，所述芯片主体设置有发散分布的多个流道，其中所述旋转阀被转动而实现对不同流道的开闭控制。
[0010]本技术在另一方面还提供了一种旋转阀控制器，用于控制所述旋转阀转动，从而实现对所述微流控芯片的不同流道的开闭控制，所述旋转阀控制器包括用于插设于所述驱动杆接口以控制所述旋转阀转动的旋转阀驱动杆、套设固定于所述旋转阀驱动杆的升降套、套设于所述旋转阀驱动杆并螺纹啮合于所述升降套的升降轴齿轮、固定连接于所述旋转阀驱动杆的驱动杆转动齿轮、联动于所述升降轴齿轮的升降电机、以及联动于所述驱动杆转动齿轮的旋转电机，所述升降电机用于联动带动所述升降轴齿轮转动，并经由所述升降轴齿轮与所述升降套将旋转运动转换为所述旋转阀驱动杆的升降运动，所述旋转电机用于联动带动所述驱动杆转动齿轮转动，从而经由所述驱动杆转动齿轮带动所述旋转阀驱动杆进行转动运动。
[0011]在本技术的一实施例中，所述旋转阀控制器还包括安装于所述升降电机的输出轴的升降电机齿轮，所述升降电机经由所述升降电机齿轮联动带动所述升降轴齿轮转动。
[0012]在本技术的一实施例中，所述旋转阀控制器还包括连接于所述旋转电机的旋转电机蜗杆和分别啮合于所述旋转电机蜗杆和所述驱动杆转动齿轮的蜗轮齿轮轴，所述旋转电机经由所述旋转电机蜗杆、所述蜗轮齿轮轴以及所述驱动杆转动齿轮将动力传输至所述旋转阀驱动杆。
[0013]在本技术的一实施例中，所述旋转阀控制器还包括依次设置于所述升降套内的弹性件和压紧套，所述压紧套通过销钉限制固定在所述升降套内，用于在所述旋转阀驱动杆接触到所述旋转阀之前受所述弹性件的变形力作用而压紧固定所述微流控芯片。
[0014]在本技术的一实施例中，所述弹性件为弹簧、扭簧或弹片。
[0015]在本技术的一实施例中，所述旋转阀控制器还包括编码器和安装在所述编码器的中心孔内的联轴器，所述编码器通过联轴器连接于所述旋转阀驱动杆，用于传递所述旋转阀驱动杆的位置信息，确保所述微流控芯片的流道切换准确。
[0016]在本技术的一实施例中，所述旋转阀控制器还包括用于安装和固定所述升降电机和所述旋转电机的电机支架、连接于所述电机支架的机架、固定连接于所述机架的编码器支架，其中所述蜗轮齿轮轴放置于所述机架的安装孔内，所述编码器固定安装在所述编码器支架上，所述升降轴齿轮设置在所述编码器支架和所述机架的间隙中。
[0017]本技术的所述旋转阀结构简单，制造成本低，一体成型，能明显降低阀芯的生产成本，缩减生产时间，并且对于旋转阀的装配精度要求明显低于现有方案。
[0018]本技术还提供了匹配所述旋转阀的所述旋转阀控制器，所述旋转阀控制器能够实现旋转阀驱动杆的升降、旋转以及旋转阀位置反馈，所述旋转阀控制器的所述编码器通过联轴器直接连接在所述旋转阀驱动杆上，位置信息反馈精度高，有利于实现对所述微流控芯片的流道的准确切换。
[0019]通过对随后的描述和附图的理解，本技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
附图说明
[0020]图1为本技术的一优选实施例的所述旋转阀的侧视图。
[0021]图2为图1所示的所述旋转阀的仰视图。
[0022]图3为图1所示的所述旋转阀的俯视图。
[0023]图4为图1所示的所述旋转阀在芯片主体中的装配示意图，其示意了微流控芯片的结构。
[0024]图5为图4所示的所述旋转阀装配在芯片主体中的部分结构的剖视示意图。
[0025]图6为本技术的上述优选实施例的所述旋转阀驱动器的立体结构示意图。
[0026]图7为本技术的上述优选实施例的所述旋转阀驱动器在另一视角下的立体结构示意图。
[0027]图8为本技术的上述优选实施例的所述旋转阀驱动器的爆炸图。
[0028]图9为本技术的上述优选实施例的所述旋转阀驱动器的剖视图。
[0029]附图标号说明：旋转阀20；旋转阀基体21；驱动杆接口211；流道板22；弧形流道221；芯片主体2；流道201；旋转阀压圈3；旋转阀控制器30；升降电机4；旋转电机5；旋转电机蜗杆6；升降电机齿轮7；电机支架8；编码器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转阀，其特征在于，所述旋转阀由旋转阀基体和流道板一体成型组成，所述旋转阀基体设置有驱动杆接口，所述流道板设置有贯穿所述旋转阀侧面的多个弧形流道，所述旋转阀基体和所述流道板通过包胶层包裹为一体式结构。2.根据权利要求1所述的旋转阀，其特征在于，所述旋转阀基体为聚乙烯注塑基体、聚醚醚酮注塑基体、ABS塑料注塑基体、聚丙交酯注塑基体、聚酰胺注塑基体、聚甲基丙烯酸甲酯注塑基体、聚丙烯注塑基体中的任一种。3.一种微流控芯片，其特征在于，包括芯片主体和通过旋转阀压圈装配在所述芯片主体上的根据权利要求1或2所述的旋转阀，所述芯片主体设置有发散分布的多个流道，其中所述旋转阀被转动而实现对不同流道的开闭控制。4.一种旋转阀控制器，用于控制根据权利要求1或2所述的旋转阀转动，从而实现对根据权利要求3所述的微流控芯片的不同流道的开闭控制，其特征在于，所述旋转阀控制器包括用于插设于所述驱动杆接口以控制所述旋转阀转动的旋转阀驱动杆、套设固定于所述旋转阀驱动杆的升降套、套设于所述旋转阀驱动杆并螺纹啮合于所述升降套的升降轴齿轮、固定连接于所述旋转阀驱动杆的驱动杆转动齿轮、联动于所述升降轴齿轮的升降电机、以及联动于所述驱动杆转动齿轮的旋转电机，所述升降电机用于联动带动所述升降轴齿轮转动，并经由所述升降轴齿轮与所述升降套将旋转运动转换为所述旋转阀驱动杆的升降运动，所述旋转电机用于联动带动所述驱动杆转动齿轮转动，从而经由所述驱动杆转动齿轮带动所述旋转阀驱动杆进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑峰，唐经纬，曾淮扬，王嘉玮，杨芬，陈思卉，相霁轩，杨慧，
申请(专利权)人：深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：