基于三维亥姆霍兹线圈磁场的主动搅拌式磁珠混合微流控装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于三维亥姆霍兹线圈磁场的主动搅拌式磁珠混合微流控装置，通过激光切割出图案化结构的方式制备出具有电润湿微阀结构与机械阀结构的微流控芯片，电润湿微阀的图案化疏水表面使用激光扫描疏水的工艺制备；本发明专利技术通过重力与毛细力相结合的方式，产生了连续的毛细力，简化了微流控芯片的进样方式。通过三维亥姆霍兹线圈产生旋转磁场，使芯片中的磁珠在同一腔体中就可以具有主动混合、主动捕获的功能，简化了微流控芯片的结构设计，提升了检测流程中核酸的捕获效率。该装置能在微流控芯片中完整地进行生物有害物的痕量、自动化、准确检测，对解决生物有害物核酸检测技术在POCT应用上的各项难题和维护食品安全具有重要意义。全具有重要意义。全具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
基于三维亥姆霍兹线圈磁场的主动搅拌式磁珠混合微流控装置


[0001]本专利技术涉及核酸检测与微流控芯片制造
，尤其涉及一种基于三维亥姆霍兹线圈磁场的主动搅拌式磁珠混合微流控装置。

技术介绍

[0002]危害食品安全的生物有害物主要包括细菌、霉菌等微生物，它们在自然界中无处不在，空气、水、灰尘及人和动物的排泄物中都可找到，虽然目前采用先进加工技术使食品加工在生产过程中几乎不可能被污染，但在食品后续运输、销售阶段的处理和保存管理方式不当也有很大几率被污染，由生物有害物污染食品导致的食品中毒在世界范围内广泛发生，因此需要一种能准确、痕量、自动化检测食品中生物有害物的方式。核酸作为生物独特的“身份证”，对生物有害物的检测本质上是对该有害物的特征核酸片段进行检测。为实现生物有害物的痕量准确化检测，其关键步骤是从待测样品中对有生物害物进行裂解后，进行核酸的提纯和扩增。
[0003]不同的待测样品的复杂成分会在分析过程中造成严重干扰，因此富集和提纯是最耗时和容易出错的步骤。为解决这个问题，科学家们开发了各种提纯和富集核酸的技术，常用的提纯富集的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维亥姆霍兹线圈磁场的主动搅拌式磁珠混合微流控装置，其特征在于，该装置包括数字舵机(1)、压杆(2)、微流控芯片主体(3)、加热片(4)、热电偶(5)、电磁铁(6)、安装底座(7)、芯片送入滑块(8)、三维亥姆霍兹线圈(9)、以及驱动控制模块(10)；所述驱动控制模块同时具有供电和控制功能；所述微流控芯片上具有上层电润湿电路(304)和下层电润湿电路(306)，将上下两层电润湿电路的焊点(307)及数字舵机(1)通过导线与驱动控制模块(10)相连；将压杆(2)安装在数字舵机(1)上；数字舵机(1)通过安装底座(7)两则固定架上的数字舵机安装孔(701)进行固定安装；加热片(4)、热电偶(5)和电磁铁(6)安装在安装底座(7)控制元件安装槽(702)内；安装好的热电偶(5)与加热片(4)紧贴相连，使得热电偶(5)可准确反馈加热片(4)的温度，从而进行恒温控制；加热片(4)、热电偶(5)和电磁铁(6)也通过导线与驱动控制模块(10)连接；安装底座(6)的高度小于三维亥姆霍兹线圈(9)的线圈内部工作空间的高度，使整个装置可以在线圈内部工作空间中完成整套工作流程；所述微流控芯片主体(3)由具有双面粘性的微流控芯片流道图案化腔体粘接层(302)将微流控芯片进样层(301)和微流控芯片基底层(303)粘接构成；其中具有双面粘性的微流控芯片流道图案化腔体粘接层(302)上包括磁珠进样腔(315)、样品进样腔(316)、洗涤缓冲液进样腔(317)、裂解液进样腔(318)、LAMP体系进样腔(319)、工作腔(320)、按压阀阀体(321)、废液池(322)、及流道(305)；微流控芯片进样层(301)基材为PET薄膜，层上印刷有上层电润湿电路(304)，通过激光切割机切割出芯片的磁珠进样口(309)、样品进样口(310)、Washing Buffer进样口(311)、裂解液进样口(312)、LAMP体系进样口(313)、及废液池出口(314)；微流控芯片基底层(303)基材为PET薄膜，层上印刷有下层电润湿电路(306)；整个微流控芯片基底层(303)表面进行亲水处理，下层电润湿电路(306)上处理出图案化疏水区域(308)；微流控芯片进样层(301)与微流控芯片基底层(303)通过微流控芯片流道图案化腔体粘接层(302)连接后，上层电润湿电路(304)、微流控芯片流道图案化腔体粘接层(302)上镂空的流道腔体结构(305)与下层电润湿电路(306)共同构成了电润湿微阀结构；所有部件按上述方式组装好，将微流控芯片主体(3)安装到芯片送入滑块(8)上，然后整体插入安装底座(6)上；将安装好的结构整体插入三维亥姆霍兹线圈(9)中间的工作区域；系统启动后数字舵机(1)上电启动，控制压杆(2)对按压阀阀体(321)连同微流控芯片进样层(301)的局部PET薄膜紧紧按压，此时数字舵机(1)、压杆(2)与按压阀阀体(321)共同构成机械阀门。2.根据权利要求1所述的基于三维亥姆霍兹线圈磁场的主动搅拌式磁珠混合微流控装置，其特征在于，所述微流控芯片的检测流程如下：将磁珠、样品、LAMP体系、Washing Buffer及裂解缓冲液从各进样口加注到微流控芯片主体上的对应进样腔中；开始工作后，由各进样口后连接的电润湿微阀控制该进样口对工作腔(320)的进样，由机械阀门模块控制工作腔(320)向废液池(322)排出废液；首先电润湿微阀A(323)与电润湿阀B(325)开启，磁珠、样品及裂解缓冲液通过流道(305)向工作腔(320)进样；进样完毕后系统控制三维亥姆霍兹线圈(9)产生旋转磁场，使磁珠在磁场中旋转将样品与缓冲液充分混匀，裂解液中的GTC成分可以使细菌样品裂解，并且将蛋白变性的同时使硅羟基磁珠可以吸附飘散在溶液环境中的核酸；下一步系统控制电磁铁(6)工作吸附磁珠后，机械阀门开启，工作腔(320)向废液池(322)排出废液后关闭；电润湿微阀C(325)控制Washing Buffer进样，电磁铁(6)停止工作的同时三维亥姆霍兹线圈(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文强，黄彦元，潘景文，许文涛，邓学，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：