片上流体操控模块、声流体芯片及分析装置制造方法及图纸

本申请涉及微机电系统技术领域，提供了一种片上流体操控模块，包括微流道，位于微流道基底的兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括平行的叉指状电极，所述电极方向可为：垂直于微流道的延伸方向，或平行于微流道的延伸方向，对侧还可设置磁体；或设置有微流道的弯折部。通过微流道与兰姆波谐振器的不同的结合方式，可以实现片上流阻器、液体搅拌器、微粒捕获器、流体驱动器的功能，并且，由于兰姆波谐振器的声流体效应稳定，故用于驱动片上流体实现驱动效率高，且降低气泡振荡问题。且降低气泡振荡问题。且降低气泡振荡问题。

【技术实现步骤摘要】
片上流体操控模块、声流体芯片及分析装置


[0001]本申请涉及微机电系统的
，尤其涉及一种片上流体操控模块、声流体芯片及分析装置。

技术介绍

[0002]即时检验(POCT)是一种利用便携式分析仪器及配套试剂在采样现场进行快速检测的新型体外诊断手段，因其便携性高、灵敏度好、检测时间短、使用流程简单、综合成本低等优点，已逐渐成为传统大型医院及中心实验室样本检测的替代方法，并且在健康管理、环境监测、食品安全分析和生物安全检测等方向都展现出巨大潜力。其中，微流控装置是实现即时检验的理想平台之一，因其能处理小体积样本、减少试剂消耗、缩短响应时间且体积小型化。然而，传统的微流控平台仍需要借助外围的泵、阀、混合器以及光学检测部件才能完成生化检测。
[0003]因此，为实现真正的即时检验，自驱式微流控装置被提出并逐渐发展；用于构建片上的流体操控部件的技术可分为两大类：被动式及主动式。相对而言，主动式操控技术在调控流体流速及运动方向上更具优势，其主要包括电学法、磁学法、光致热学法以及声学法。其中，基于声学法的流体操控技术因其体积小、驱动方便、易于集成、生物兼容性好且对介质的依赖性低而引起研究者的广泛关注。
[0004]目前几款典型的机电换能器，包括基于气泡的压电陶瓷换能器、体声波谐振器、声表面波谐振器，均已用于构建片上流体驱动部件。但是，他们仍存在能量转换效率低、不稳定的气泡振荡等问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种片上流体操控模块、声流体芯片及分析装置，以提高能量转化率，降低气泡振荡等问题。
[0006]本申请第一方面提供了一种片上流体操控模块，包括微流道，位于微流道基底的兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括平行的叉指状电极，所述电极方向垂直于微流道的延伸方向，以用于在产生兰姆波时实现流阻器功能。
[0007]本申请第二方面提供了一种片上流体操控模块，包括微流道，位于微流道基底的兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括平行的叉指状电极，所述电极方向平行于微流道的延伸方向，以用于在产生兰姆波时实现片上液体搅拌功能。
[0008]本申请第三方面提供了一种片上流体操控模块，包括微流道，位于微流道基底的兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括平行的叉指状电极，所述电极方向平行于微流道的延伸方向，且所述兰姆波谐振器旁的微流道一侧壁处设置有磁体，以用于在产生兰姆波时实现片上微粒捕获器功能。
[0009]本申请第四方面提供了一种片上流体操控模块，包括微流道，所述微流道包括弯折部，位于微流道弯折部基底的兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括平行的叉指状电极，
所述电极方向平行于微流道弯折部的流体入口方向，垂直于微流道弯折部的流体出口方向，以用于产生兰姆波时实现片上流体驱动器功能。
[0010]作为第一至第四任一方面的一种可能的实现方式，所述垂直包括一定正负角度余量，或所述水平包括一定正负角度余量，所述角度余量小于45度。
[0011]本申请第五方面提供了一种片上流体操控模块，包括第一至第四方面任一所述的片上流体操控模块中的至少两个的组合。
[0012]作为第五方面的一种可能的实现方式，所述至少两个的组合包括：同一种类的至少两个片上流体操控模块的组合，或不同种类的至少两个片上流体操控模块的组合。
[0013]作为第五方面的一种可能的实现方式，所述至少两个的组合包括：至少两个第一方面所述的片上流体操控模块，其出口连通后连接一第三方面所述的片上流体操控模块，然后连接一第四方面所述的片上流体操控模块的入口。
[0014]本申请第六方面提供了一种声流体芯片，包括基底，该基底上具有微流道，所述微流道设置有第一至第五方面任一所述的片上流体操控模块。
[0015]本申请第七方面提供了一种分析装置，包括第六方面所述的声流体芯片、用于驱动声流体芯片上的兰姆波谐振器的驱动装置、朝向声流体芯片的光学传感器。
[0016]由上，本申请上述的片上流体操控模块、声流体芯片、分析装置，采用了兰姆波谐振器，由于兰姆波谐振器可产生的水平的兰姆波，且兰姆波谐振器的声流体效应稳定，故用于驱动片上流体实现驱动效率高，即能量转化率高，并可降低气泡振荡等问题。并且本申请上述第一至第四方面的结构，可以实现不同功能的操控，且通过上述第五方面，可以实现多种功能的组合，以形成复合功能。采用了第一至第五方面的片上流体操控模块的声流体芯片和分析装置，同样具有上述技术效果。
附图说明
[0017]图1为兰姆波谐振器产生兰姆波的示意图；
[0018]图2为本申请实施例提供的声流体芯片的示意图；
[0019]图3a1为本申请实施例提供的片上流体操控模块作为流阻器的一实施例；
[0020]图3a2为本申请实施例提供的片上流体操控模块作为流阻器的一具体实施方式；
[0021]图3b1为本申请实施例提供的片上流体操控模块作为搅拌器的一实施例；
[0022]图3b2为本申请实施例提供的片上流体操控模块作为搅拌器的一具体实施方式；
[0023]图3c1为本申请实施例提供的片上流体操控模块作为流体驱动器的一实施例；
[0024]图3c2为本申请实施例提供的片上流体操控模块作为流体驱动器的一具体实施方式；
[0025]图4为本申请实施例提供的分析装置的结构示意图。
[0026]附图标记说明：第一兰姆波谐振器11、第二兰姆波谐振器12、第三兰姆波谐振器13、第四兰姆波谐振器14、磁体15、微流道16、基底17、板级射频功放21、声流体芯片22、光学传感器23、电路板24、第一微漩涡31、第二微漩涡32、第三微漩涡33、第四微漩涡34。
[0027]应理解，上述结构示意图中，各框图的尺寸和形态仅供参考，不应构成对本申请实施例的排他性的解读。结构示意图所呈现的各框图间的相对位置和包含关系，仅为示意性地表示各框图间的结构关联，而非限制本申请实施例的物理连接方式。
具体实施方式
[0028]下面结合附图并举实施例，对本申请提供的技术方案作进一步说明。应理解，本申请实施例中提供的装置结构和业务场景主要是为了说明本申请的技术方案的可能的实施方式，不应被解读为对本申请的技术方案的唯一限定。本领域普通技术人员可知，随着装置的结构的演进和新业务场景的出现，本申请提供的技术方案对类似技术问题同样适用。
[0029]应理解，本申请实施例提供的片上流体操控方案，包括片上流体操控模块及操控方法、声流体芯片、片上流体分析装置及分析方法等，由于这些技术方案解决问题的原理相同或相似，在如下具体实施例的介绍中，某些重复之处可能不再赘述，但应视为这些具体实施例之间已有相互引用，可以相互结合。
[0030]对本专利技术具体实施方式进行进一步详细说明之前，对本专利技术实施例中涉及的名词和术语，以及其在本专利技术中相应的用途\作用\功能等进行说明，本专利技术实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释：
[0031]1)兰姆(Lamb)波谐振器：用于产生兰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片上流体操控模块，其特征在于，包括微流道，位于微流道基底的兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括平行的叉指状电极，所述电极方向垂直于微流道的延伸方向，以用于在产生兰姆波时实现流阻器功能。2.一种片上流体操控模块，其特征在于，包括微流道，位于微流道基底的兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括平行的叉指状电极，所述电极方向平行于微流道的延伸方向，以用于在产生兰姆波时实现片上液体搅拌功能。3.一种片上流体操控模块，其特征在于，包括微流道，位于微流道基底的兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括平行的叉指状电极，所述电极方向平行于微流道的延伸方向，且所述兰姆波谐振器旁的所述微流道的一侧壁处设置有磁体，以用于在产生兰姆波时实现片上微粒捕获器功能。4.一种片上流体操控模块，其特征在于，包括微流道，所述微流道包括弯折部，位于微流道弯折部基底的兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括平行的叉指状电极，所述电极方向平行于微流道弯折部的流体入口方向，垂直于微流道弯折部的流体出口方向，以用于产生兰姆波时实现片上流体驱动器功能。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：段学欣，陈娴，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：