多通道流體控制裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種多通道流體控制裝置，包括可與外源氣泵連通的一外源氣路接口、以及可與微流控芯片管路連通的至少一路氣路通道，所有所述氣路通道與所述外源氣路接口連通，所述氣路通道與外源氣路接口之間設(shè)有調(diào)壓閥，該調(diào)壓閥用以控制進(jìn)入所述氣路通道的壓力值；每一路所述氣路通道上分別設(shè)有一開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)用以控制其對(duì)應(yīng)氣路通道的通斷。與常規(guī)的微流控芯片流體控制設(shè)備相比，本實(shí)用新型多通道流體控制系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì)：氣壓推動(dòng)流體，擾動(dòng)小，適合芯片上的生化實(shí)驗(yàn)；氣路通量高，單個(gè)裝置包括多路獨(dú)立控制氣路，適合芯片上的高通量試驗(yàn)；設(shè)備選優(yōu)合適的調(diào)壓閥和其他硬件，整體調(diào)壓范圍高，且正負(fù)壓均可使用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
多通道流體控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及到多通路微量流體控制技術(shù)，特別提供了一種多通道流體控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控芯片技術(shù)(MicrofIuidics)是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過(guò)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(guò)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]為了讓微流控芯片發(fā)揮其應(yīng)有的功能，需要將各種試劑注入到微流控芯片中，以此完成生化實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)。微流體的驅(qū)動(dòng)方式主要有內(nèi)部驅(qū)動(dòng)和外部驅(qū)動(dòng)兩種，內(nèi)部驅(qū)動(dòng)主要以電滲流、電泳流和表面張力為驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)電壓和材料性質(zhì)來(lái)控制流體在微通道網(wǎng)絡(luò)中的流動(dòng)方向和流速;外部驅(qū)動(dòng)主要是注射栗、蠕動(dòng)栗和恒壓栗。前者成本高，設(shè)計(jì)復(fù)雜，需要昂貴的外置大型設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且可控性較差;后者，尤其是注射栗是目前最常采用的微流體驅(qū)動(dòng)方式。注射栗價(jià)格低廉操作方便，對(duì)微流體的操控性較好，但是由于采用的機(jī)械式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，對(duì)注入的液體產(chǎn)生很大的干擾，不利于微流控芯片上的操作，例如液滴形成等。
[0004]此外，微流控芯片應(yīng)用過(guò)程中常常有高通量的特點(diǎn)，即在單片微流控芯片上集成了多組微管道，以此來(lái)提高反應(yīng)或者檢測(cè)通量。多組微流控通道需要配備多個(gè)流體控制設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種多通道流體控制裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)了一種多通道流體控制裝置，包括可與外源氣栗連通的一外源氣路接口、以及可與微流控芯片管路連通的至少一路氣路通道，所有所述氣路通道與所述外源氣路接口連通，
[0008]所述氣路通道與外源氣路接口之間設(shè)有調(diào)壓閥，該調(diào)壓閥用以控制進(jìn)入所述氣路通道的壓力值；
[0009]每一路所述氣路通道上分別設(shè)有一開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)用以控制其對(duì)應(yīng)氣路通道的通斷。
[0010]優(yōu)選的，在上述的多通道流體控制裝置中，還包括一外殼以及設(shè)置于所述外殼上的控制面板，所述控制面板上設(shè)置有:
[0011]調(diào)壓閥控制鍵，通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述調(diào)壓閥動(dòng)作以改變進(jìn)入所述氣路通道的壓力值大??；
[0012]氣壓數(shù)顯表，顯示進(jìn)入所述氣路通道的壓力值大??；
[0013]開(kāi)關(guān)控制鍵，通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)動(dòng)作以控制其對(duì)應(yīng)氣路通道的通斷。
[0014]優(yōu)選的，在上述的多通道流體控制裝置中，所述控制面板上還設(shè)置有顯示屏，該顯示屏用以實(shí)時(shí)顯示各氣路通道的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
[0015]優(yōu)選的，在上述的多通道流體控制裝置中，所述控制面板上還設(shè)置有工作狀態(tài)指示燈，該工作狀態(tài)指示燈包括與氣路通道數(shù)量對(duì)應(yīng)的LED燈，每一所述LED燈的分別通過(guò)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)其氣路通道的工作狀態(tài)。
[0016]優(yōu)選的，在上述的多通道流體控制裝置中，所述多通道流體控制裝置包括多氣路通道，每一組氣路通道包括至少一路氣路通道，每一組氣路通道與所述外源氣路接口之間分別設(shè)有一調(diào)壓閥，該調(diào)壓閥用以調(diào)節(jié)其對(duì)應(yīng)的一組氣路通道的壓力值。
[0017]優(yōu)選的，在上述的多通道流體控制裝置中，所述開(kāi)關(guān)為定時(shí)開(kāi)關(guān)。
[0018]優(yōu)選的，在上述的多通道流體控制裝置中，所述外源氣栗為空氣壓縮機(jī)、負(fù)壓栗或鋼瓶。
[0019]優(yōu)選的，在上述的多通道流體控制裝置中，所述外源氣栗為鋼瓶，所述鋼瓶和所述外源氣路之間設(shè)有水汽干燥管。
[0020]優(yōu)選的，在上述的多通道流體控制裝置中，所述外源氣栗和所述外源氣路接口之間設(shè)有儲(chǔ)氣罐。
[0021 ]與常規(guī)的微流控芯片流體控制設(shè)備相比，多通道流體控制系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì):
[0022]1.氣壓推動(dòng)流體，擾動(dòng)小，適合芯片上的生化實(shí)驗(yàn)；
[0023]2.氣路通量高，單個(gè)裝置包括多路獨(dú)立控制氣路，適合芯片上的高通量試驗(yàn)；
[0024]3.設(shè)備選優(yōu)合適的調(diào)壓閥和其他硬件，整體調(diào)壓范圍高，且正負(fù)壓均可使用；
[0025]4.設(shè)備操作簡(jiǎn)單，可編程操作，可手動(dòng)操作；
[0026]5.裝置成本較低，可擴(kuò)展性極強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]為了更清楚地說(shuō)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(jiàn)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(lái)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。
[0028]圖1所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中多通道流體控制裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中多通道流體控制裝置另一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中多通道流體控制裝置的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(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)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)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，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0032]參圖1至圖3所示，多通道流體控制裝置，包括可與外源氣栗連通的一外源氣路接口 1、以及可與微流控芯片管路連通的至少一路氣路通道，所有氣路通道與外源氣路接口連通，氣路通道與外源氣路接口之間設(shè)有調(diào)壓閥，該調(diào)壓閥用以控制進(jìn)入氣路通道的壓力值；每一路氣路通道上分別設(shè)有一開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)用以控制其對(duì)應(yīng)氣路通道的通斷。
[0033]進(jìn)一步地，多通道流體控制裝置還包括一外殼2以及設(shè)置于外殼上的控制面板3，控制面板上設(shè)置有:
[0034]調(diào)壓閥控制鍵4，通過(guò)驅(qū)動(dòng)調(diào)壓閥動(dòng)作以改變進(jìn)入氣路通道的壓力值大??；
[0035]氣壓數(shù)顯表5，顯示進(jìn)入氣路通道的壓力值大??；
[0036]開(kāi)關(guān)控制鍵6，通過(guò)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作以控制其對(duì)應(yīng)氣路通道的通斷；
[0037]顯示屏7，該顯示屏用以實(shí)時(shí)顯示各氣路通道的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；
[0038]工作狀態(tài)指示燈8，該工作狀態(tài)指示燈8包括與氣路通道數(shù)量對(duì)應(yīng)的LED燈，每一LED燈的分別通過(guò)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)其氣路通道的工作狀態(tài)。
[0039]進(jìn)一步地，多通道流體控制裝置包括至少一組氣路通道，每一組氣路通道包括至少一路氣路通道，每一組氣路通道與外源氣路接口之間分別設(shè)有一調(diào)壓閥，該調(diào)壓閥用以調(diào)節(jié)其對(duì)應(yīng)的一組氣路通道的壓力值。
[0040]優(yōu)選的，多通道流體控制裝置包括兩組氣路通道9和10，該兩組氣路通道分別形成于外殼2的兩側(cè)，每一組氣路通道分別包括并列的多個(gè)氣路通道。
[0041]該裝置工作時(shí)，首先連接外源氣栗(正壓或者負(fù)壓)，之后打開(kāi)設(shè)備開(kāi)關(guān)和氣源開(kāi)關(guān)，開(kāi)始供給設(shè)備壓縮氣體。此時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制鍵6和顯示屏7，控制單個(gè)通路的開(kāi)關(guān)或者工作狀態(tài)(例如定時(shí)開(kāi)關(guān))。通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓閥改變壓力，壓力值通過(guò)氣壓數(shù)顯表顯示，這時(shí)，目標(biāo)氣路通道的氣壓值就是設(shè)置的氣壓值。
[0042]外源氣栗采用市售空氣壓縮機(jī)或者負(fù)壓栗，還可以是鋼瓶等，是根據(jù)設(shè)備需求而配置的。外源氣栗通過(guò)塑料管和裝置連接。其中空氣壓縮機(jī)氣罐容積越大，真?zhèn)€整個(gè)設(shè)備的氣壓擾動(dòng)越小，如果目標(biāo)擾動(dòng)值很小，外源氣栗和裝置之間還可以配置儲(chǔ)氣罐?？諌簷C(jī)的壓力范圍決定了裝置的壓力范圍，且調(diào)壓閥和氣壓數(shù)顯表的壓力耐受范圍須大于空壓機(jī)的壓力范圍，以免損壞調(diào)壓閥和氣壓數(shù)顯表。如果采用鋼瓶提供壓縮氣體，鋼瓶和裝置之間需要干燥管，吸收水汽，避免對(duì)裝置壽命的影響。
[0043]調(diào)壓閥采用市售高精度調(diào)壓閥，氣壓表采用市售氣壓數(shù)顯表。使用過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓閥改變壓力，此壓力顯示與氣壓表上。本實(shí)施例中優(yōu)選采用兩組調(diào)壓閥和氣壓表，分別控制兩組氣路9和10的壓力。根據(jù)需求，兩組調(diào)壓閥和氣壓表，根據(jù)實(shí)際需求，可以隨意采用適合正壓或者負(fù)壓情況下工作的型號(hào)。此外，根據(jù)實(shí)際需求，還可以增加任意組數(shù)的調(diào)壓閥和氣壓表，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)設(shè)備控制不同組數(shù)氣路的壓力。
[0044]操控和顯示部分由開(kāi)關(guān)按鍵和顯示屏組成，兩部分通過(guò)電路板和相關(guān)軟件控制。開(kāi)關(guān)按鍵采用薄膜按鍵形式，通過(guò)操縱開(kāi)關(guān)按鍵，可以控制和設(shè)置每個(gè)單組氣路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)或者定時(shí)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，這些狀態(tài)通過(guò)顯示屏顯示。獨(dú)立氣路的定時(shí)開(kāi)關(guān)，還可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)獨(dú)立氣路不定時(shí)開(kāi)關(guān)。此外，還可以通過(guò)長(zhǎng)按獨(dú)立氣路對(duì)應(yīng)的數(shù)字，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立氣路的開(kāi)與關(guān)。顯示屏可以是觸摸式顯示屏，尤其適用于氣路較多時(shí)，不同通路的選擇和操控。
[0045]工作狀態(tài)顯示部分主要包括了LED燈和相關(guān)的電路板。LED燈的個(gè)數(shù)和單獨(dú)氣路的總個(gè)數(shù)是對(duì)應(yīng)的，并且和控制部分、顯示屏上顯示的氣路總個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)。每個(gè)獨(dú)立氣路開(kāi)啟時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED等都會(huì)變亮，以此表明該氣路的工作狀態(tài)。
[0046]多通氣路部分主要包括了聯(lián)排電磁閥和相關(guān)電路部分。單個(gè)聯(lián)排電磁閥和對(duì)應(yīng)的調(diào)壓閥連接，通過(guò)調(diào)壓閥控制聯(lián)排電磁閥的氣壓，該氣壓顯示于氣壓表上。聯(lián)排電磁閥采用市售產(chǎn)品，每組聯(lián)排電磁閥含有I個(gè)以上的獨(dú)立電磁閥，數(shù)量可以根據(jù)需求設(shè)定，考慮高通量的需求，每組聯(lián)排電磁閥通常包括10個(gè)以上獨(dú)立電磁閥。獨(dú)立電磁閥可以通過(guò)開(kāi)關(guān)按鍵等控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)，或者通過(guò)程序完成定時(shí)開(kāi)關(guān)。裝置工作時(shí)，氣壓最終通過(guò)獨(dú)立電磁閥和微流控芯片的管路連接。
[0047]外殼采用注塑或者機(jī)加工方法，材質(zhì)可以是金屬或者聚合物，關(guān)鍵部位尺寸和選用配件尺寸對(duì)應(yīng)。
[0048]需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)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(kāi)來(lái)，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(yǔ)“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(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0049]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(lái)說(shuō)，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯拢€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)】
1.一種多通道流體控制裝置，其特征在于，包括可與外源氣栗連通的一外源氣路接口、以及可與微流控芯片管路連通的至少一路氣路通道，所有所述氣路通道與所述外源氣路接口連通， 所述氣路通道與外源氣路接口之間設(shè)有調(diào)壓閥，該調(diào)壓閥用以控制進(jìn)入所述氣路通道的壓力值； 每一路所述氣路通道上分別設(shè)有一開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)用以控制其對(duì)應(yīng)氣路通道的通斷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道流體控制裝置，其特征在于:還包括一外殼以及設(shè)置于所述外殼上的控制面板，所述控制面板上設(shè)置有: 調(diào)壓閥控制鍵，通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述調(diào)壓閥動(dòng)作以改變進(jìn)入所述氣路通道的壓力值大??； 氣壓數(shù)顯表，顯示進(jìn)入所述氣路通道的壓力值大??； 開(kāi)關(guān)控制鍵，通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)動(dòng)作以控制其對(duì)應(yīng)氣路通道的通斷。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多通道流體控制裝置，其特征在于:所述控制面板上還設(shè)置有顯示屏，該顯示屏用以實(shí)時(shí)顯示各氣路通道的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多通道流體控制裝置，其特征在于:所述控制面板上還設(shè)置有工作狀態(tài)指示燈，該工作狀態(tài)指示燈包括與氣路通道數(shù)量對(duì)應(yīng)的LED燈，每一所述LED燈的分別通過(guò)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)其氣路通道的工作狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道流體控制裝置，其特征在于:所述多通道流體控制裝置包括多組氣路通道，每一組氣路通道包括至少一路氣路通道，每一組氣路通道與所述外源氣路接口之間分別設(shè)有一調(diào)壓閥，該調(diào)壓閥用以調(diào)節(jié)其對(duì)應(yīng)的一組氣路通道的壓力值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道流體控制裝置，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)為定時(shí)開(kāi)關(guān)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道流體控制裝置，其特征在于:所述外源氣栗為空氣壓縮機(jī)、負(fù)壓栗或鋼瓶。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多通道流體控制裝置，其特征在于:所述外源氣栗為鋼瓶，所述鋼瓶和所述外源氣路之間設(shè)有水汽干燥管。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道流體控制裝置，其特征在于:所述外源氣栗和所述外源氣路接口之間設(shè)有儲(chǔ)氣罐。
【文檔編號(hào)】F17D3/01GK205447273SQ201620122705
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年2月16日
【發(fā)明人】聶富強(qiáng), 顧志鵬, 竇利燕
【申請(qǐng)人】蘇州汶顥芯片科技有限公司