軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)屬于微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控芯片技術(shù)(Microfluidics)是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動(dòng)完成分析全過程。由于它在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的巨大潛力，已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體、電子、材料、機(jī)械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域。
[0003]以PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基娃氧燒)材質(zhì)為代表的軟質(zhì)微流控芯片，因其成本低，使用簡(jiǎn)單，而且具有良好的化學(xué)惰性等特點(diǎn)，成為一種廣泛應(yīng)用于微流控領(lǐng)域的聚合物材料。
[0004]多數(shù)微流控芯片功能的發(fā)揮要求其具有閉合的管路，因此PDMS芯片在使用時(shí)需要和玻璃、PDMS或者PMMA等材質(zhì)的芯片進(jìn)行鍵合，形成封閉的管路，以便于流體樣品的連接和操控。該過程通常耗時(shí)耗力，而且由于PDMS的透氣性、大分子吸附性和容易形變等特點(diǎn)，PDMS芯片的使用壽命較短，需要常常更換，增加了鍵合成本和人工成本，以及相關(guān)的流體連接成本。
[0005]為了讓微流控芯片發(fā)揮特定的功能，一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是將宏觀流體注入到微觀的芯片管路中去。針對(duì)PDMS芯片，常規(guī)做法就是利用鋼針連接導(dǎo)管和芯片管路，充當(dāng)宏觀流體和微觀流體的接口。該方法耐壓性差，且鋼針的使用容易破壞PDMS的管路結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，該夾具通過壓力貼合PDMS等軟質(zhì)微流控芯片，可以隨時(shí)更換PDMS芯片，并通過一種通用PEEK接頭實(shí)現(xiàn)流體的輸送，該裝置簡(jiǎn)單易用，操作方便，成本低。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，包括底板，該底板的一側(cè)凹設(shè)形成有凹槽，該凹槽的側(cè)壁向四周凹設(shè)形成有臺(tái)階部，所述凹槽的底部用以放置硬質(zhì)微流控芯片，所述臺(tái)階部上用以支撐軟質(zhì)微流控芯片，所述軟質(zhì)微流控芯片的厚度大于所述臺(tái)階部的深度，所述凹槽的頂端開口處遮蓋固定有蓋板，所述蓋板上對(duì)應(yīng)所述軟質(zhì)微流控芯片的進(jìn)出液口位置開設(shè)有通孔，該通孔安裝有進(jìn)出液接頭，所述凹槽的底部開設(shè)有上下相通的觀測(cè)窗口。
[0009]優(yōu)選的，在上述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具中，所述凹槽底部至少一個(gè)頂角凹設(shè)形成有一硬質(zhì)微流控芯片取置槽。
[0010]優(yōu)選的，在上述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具中，所述臺(tái)階部的至少一個(gè)頂角凹設(shè)形成有一軟質(zhì)微流控芯片取置槽。
[0011]優(yōu)選的，在上述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具中，所述通孔具有內(nèi)螺紋側(cè)壁，所述進(jìn)出液接頭為PEEK接頭，其外表面配合所述內(nèi)螺紋形成有外螺紋。
[0012]優(yōu)選的，在上述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具中，所述底板的材質(zhì)為金屬。
[0013]優(yōu)選的，在上述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具中，所述硬質(zhì)微流控芯片的材質(zhì)為玻璃或PMMA。
[0014]優(yōu)選的，在上述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具中，所述軟質(zhì)微流控芯片的材質(zhì)為PDMSo
[0015]優(yōu)選的，在上述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具中，所述蓋板的邊緣與所述底板之間通過螺釘緊固。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]1.通過壓力實(shí)現(xiàn)PDMS等軟質(zhì)芯片和硬質(zhì)芯片的緊密貼合，避免了傳統(tǒng)微流控芯片的鍵合處理，節(jié)省時(shí)間，降低成本。
[0018]2.采用PEEK接頭實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管和軟質(zhì)芯片的可逆連接，操作簡(jiǎn)單，避免了傳統(tǒng)接頭粘結(jié)膠水的使用。
[0019]3.該夾具蓋板，上下層芯片局采用透明材質(zhì)，金屬底板加工有通槽，可以配合顯微鏡觀測(cè)芯片上面的生化實(shí)驗(yàn)過程。
[0020]4.夾具加工簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，操作方便，可擴(kuò)展性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具的分解示意圖；
[0024]圖3所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中底板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]參圖1至圖3所示，軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，包括底板1，底板的材質(zhì)為金屬，優(yōu)選為鋁。
[0027]底板1的一側(cè)凹設(shè)形成有凹槽101，該凹槽101的側(cè)壁向四周凹設(shè)形成有臺(tái)階部102，凹槽102的底部用以放置硬質(zhì)微流控芯片5，臺(tái)階部102上用以支撐軟質(zhì)微流控芯片6，軟質(zhì)微流控芯片的厚度大于臺(tái)階部102的深度(臺(tái)階部的深度是指臺(tái)階部的頂面與底板上表面之間的距離)，凹槽的頂端開口處遮蓋固定有蓋板2，蓋板上對(duì)應(yīng)軟質(zhì)微流控芯片的進(jìn)出液口位置開設(shè)有通孔201，該通孔安裝有進(jìn)出液接頭3，凹槽的底部開設(shè)有上下相通的觀測(cè)窗口 103。
[0028]在該技術(shù)方案中，凹槽通過凹設(shè)的臺(tái)階部形成兩層洗沉結(jié)構(gòu)，其中位于上層的洗沉結(jié)構(gòu)深度在2mm左右，是為了放置軟質(zhì)芯片，同時(shí)保證該洗沉深度小于軟質(zhì)芯片厚度。洗位于下層的沉是結(jié)構(gòu)為了放置下層硬質(zhì)芯片，該洗沉槽外緣尺寸和下層硬質(zhì)芯片外緣尺寸一致(例如可以是75*25mm，放置常規(guī)載玻片)。凹槽的底部開設(shè)有上下相通的觀測(cè)窗口103，便于觀測(cè)微流控芯片上的生化反應(yīng)。
[0029]進(jìn)一步地，凹槽101底部至少一個(gè)頂角凹設(shè)形成有一硬質(zhì)微流控芯片取置槽1011。臺(tái)階部102的至少一個(gè)頂角凹設(shè)形成有一軟質(zhì)微流控芯片取置槽1021。
[0030]在該技術(shù)方案中，通過取置槽方便取放硬質(zhì)芯片或軟質(zhì)芯片。
[0031]進(jìn)一步地，蓋板上通孔具有內(nèi)螺紋側(cè)壁，進(jìn)出液接頭優(yōu)選為PEEK接頭，其外表面配合內(nèi)螺紋形成有外螺紋。
[0032]在該技術(shù)方案中，PEEK接頭通過轉(zhuǎn)動(dòng)方式與通孔配合，PEEK接頭其頭部延伸于蓋板下方并與軟質(zhì)微流控芯片上的進(jìn)出液口連通。
[0033]進(jìn)一步地，硬質(zhì)微流控芯片的材質(zhì)優(yōu)選為玻璃或PMMA等透明聚合物材質(zhì)。
[0034]在該技術(shù)方案中，硬質(zhì)微流控芯片上可以加工微結(jié)構(gòu)，也可以是空白芯片。如果具有微結(jié)構(gòu)，其進(jìn)出液口需要和上層軟質(zhì)芯片進(jìn)出液口以及蓋板進(jìn)出液口相對(duì)位置保持一致。
[0035]進(jìn)一步地，軟質(zhì)微流控芯片的材質(zhì)優(yōu)選為PDMS芯片為代表的軟質(zhì)芯片，該芯片上加工微結(jié)構(gòu)，并在進(jìn)出液口加工通孔。。
[0036]進(jìn)一步地，蓋板材質(zhì)優(yōu)選為PMMA等透明聚合物材質(zhì)，外緣尺寸和金屬底板外緣尺寸一致，蓋板上與加工內(nèi)螺紋孔201，螺紋孔位置和軟質(zhì)芯片進(jìn)出液口的位置對(duì)應(yīng)，蓋板厚度小于PEEK接頭的螺紋部分高度。蓋板四周加工有定位螺紋孔202，這些螺紋孔位置和金屬底板定位螺紋孔104位置對(duì)應(yīng)。
[0037]在該技術(shù)方案中，通過螺釘4來固定蓋板和金屬底板，從而向上層軟質(zhì)芯片施加壓力，使得上層軟質(zhì)芯片和下層硬質(zhì)芯片通過壓力貼合在一起。
[0038]安裝時(shí)，將底層硬質(zhì)芯片放置于金屬底板的下層洗沉槽上，然后將上層軟質(zhì)微流控芯片放置于底層硬質(zhì)芯片上面，如果底層硬質(zhì)芯片包含微結(jié)構(gòu)，需要兩層芯片位置對(duì)應(yīng)。進(jìn)一步將蓋板放置于芯片和金屬底板之上，通過螺釘固定蓋板和金屬底板，通過壓力壓緊兩層芯片，最后將PEEK接頭擰緊到蓋板上的內(nèi)螺紋孔，實(shí)現(xiàn)液體連接的目的。
[0039]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0040]以上所述僅是本申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯?，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，其特征在于，包括底板，該底板的一側(cè)凹設(shè)形成有凹槽，該凹槽的側(cè)壁向四周凹設(shè)形成有臺(tái)階部，所述凹槽的底部用以放置硬質(zhì)微流控芯片，所述臺(tái)階部上用以支撐軟質(zhì)微流控芯片，所述軟質(zhì)微流控芯片的厚度大于所述臺(tái)階部的深度，所述凹槽的頂端開口處遮蓋固定有蓋板，所述蓋板上對(duì)應(yīng)所述軟質(zhì)微流控芯片的進(jìn)出液口位置開設(shè)有通孔，該通孔安裝有進(jìn)出液接頭，所述凹槽的底部開設(shè)有上下相通的觀測(cè)窗Ρ ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，其特征在于:所述凹槽底部至少一個(gè)頂角凹設(shè)形成有一硬質(zhì)微流控芯片取置槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，其特征在于:所述臺(tái)階部的至少一個(gè)頂角凹設(shè)形成有一軟質(zhì)微流控芯片取置槽。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，其特征在于:所述通孔具有內(nèi)螺紋側(cè)壁，所述進(jìn)出液接頭為PEEK接頭，其外表面配合所述內(nèi)螺紋形成有外螺紋。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，其特征在于:所述底板的材質(zhì)為金屬。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，其特征在于:所述硬質(zhì)微流控芯片的材質(zhì)為玻璃或PMMA。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，其特征在于:所述軟質(zhì)微流控芯片的材質(zhì)為PDMS。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，其特征在于:所述蓋板的邊緣與所述底板之間通過螺釘緊固。
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種軟質(zhì)微流控芯片可逆夾具，包括底板，該底板的一側(cè)凹設(shè)形成有凹槽，該凹槽的側(cè)壁向四周凹設(shè)形成有臺(tái)階部，所述凹槽的底部用以放置硬質(zhì)微流控芯片，所述臺(tái)階部上用以支撐軟質(zhì)微流控芯片，所述軟質(zhì)微流控芯片的厚度大于所述臺(tái)階部的深度，所述凹槽的頂端開口處遮蓋固定有蓋板，所述蓋板上對(duì)應(yīng)所述軟質(zhì)微流控芯片的進(jìn)出液口位置開設(shè)有通孔，該通孔安裝有進(jìn)出液接頭，所述凹槽的底部開設(shè)有上下相通的觀測(cè)窗口。該夾具通過壓力貼合PDMS等軟質(zhì)微流控芯片，可以隨時(shí)更換PDMS芯片，并通過一種通用PEEK接頭實(shí)現(xiàn)流體的輸送，該裝置簡(jiǎn)單易用，操作方便，成本低。
【IPC分類】B01L3/00
【公開號(hào)】CN105396633
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510969035
【發(fā)明人】顧志鵬, 竇利燕, 聶富強(qiáng)
【申請(qǐng)人】蘇州汶顥芯片科技有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日