用于微流控芯片的智能實驗裝置及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微流控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于微流控芯片的智能實驗裝置及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生化檢測微流控芯片為多功能系統(tǒng)芯片，該芯片把生化檢測所涉及的樣品制備、定量進樣、液體混合、生化反應(yīng)、分離檢測等基本操作單元集成或基本集成于幾平方厘米的芯片之上，是用以取代常規(guī)化學(xué)或生物實驗室的各種功能的一種技術(shù)平臺。
[0003]但是傳統(tǒng)的微流控芯片由于無法保存試劑，造成實驗操作步驟復(fù)雜，試劑也容易被污染。
[0004]因此，為了解決上述技術(shù)問題，需要涉及無需人工加樣的智能實驗裝置及其工作方法是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種微流控芯片的智能實驗裝置及其工作方法，該智能實驗裝置減少了加樣步驟，避免了試劑污染，提高了實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種微流控芯片的智能實驗裝置，包括:適于微流控芯片垂直插入的卡槽，用于為微流控芯片加熱的加熱裝置，用于為該加熱裝置提供電源的直流供電模塊，以及位于所述卡槽一側(cè)的擠壓裝置；所述直流供電模塊、擠壓裝置均由處理器模塊控制，所述處理器模塊還與一用于檢測所述加熱裝置溫度的溫度傳感器相連，以當(dāng)微流控芯片加熱到預(yù)設(shè)溫度后，控制擠壓裝置橫向擠壓微流控芯片。
[0007]進一步，所述微流控芯片采用多層垂直設(shè)置，且包括依次設(shè)置的試劑儲液層、中間連接層、混合反應(yīng)層；所述試劑儲液層中分布若干儲液池，各儲液池通過覆蓋于劑儲液層表面的密封膜及中間連接層密封；所述中間連接層上設(shè)有儲液池排液的多個通孔，且各通孔通過石蠟密封，當(dāng)石蠟融化時，儲液池通過至少一通孔與混合反應(yīng)層中的相應(yīng)微通道支路相連，各微通道支路向下傾斜分別連接混合反應(yīng)層中的微通道主路，該微通道主路垂直向下連通位于混合反應(yīng)層底部的反應(yīng)池；以及各儲液池的高度均高于反應(yīng)池。
[0008]進一步，所述中間連接層內(nèi)鑲嵌有呈平面蝸卷彈簧形的加熱絲，加熱絲即為所述加熱裝置，且各加熱絲分別設(shè)在相應(yīng)石蠟密封處；所述直流供電模塊的多路輸出端分別與各加熱絲的供電輸入端相連，且該直流供電模塊由處理器模塊控制多路輸出；通過所述處理器模塊控制加熱絲通電加熱，以融化石蠟。
[0009]進一步，所述擠壓裝置采用風(fēng)幕，且風(fēng)幕中設(shè)有若干噴氣孔，且各噴氣孔分別對準(zhǔn)儲液池位置；各噴氣孔的供氣管道上分別設(shè)有氣閥，且各氣閥的控制端均與處理器模塊相連，通過所述處理器模塊控制相應(yīng)氣閥打開，噴氣孔對準(zhǔn)儲液池位置噴出氣體，以壓迫儲液池，使在該儲液池對應(yīng)的石蠟融化后，儲液池中的試劑快速排入至反應(yīng)池中。
[0010]又一方面，本發(fā)明還提供了一種所述的智能實驗裝置的工作方法，包括如下步驟:
步驟si，對微流控芯片加熱；
步驟S2，控制擠壓裝置橫向擠壓微流控芯片。
[0011]進一步，所述智能實驗裝置包括:適于微流控芯片垂直插入的卡槽，用于微流控芯片加熱的直流供電模塊，以及位于所述卡槽一側(cè)的擠壓裝置；所述直流供電模塊、擠壓裝置均由處理器模塊控制，以及所述處理器模塊還與一用于檢測所述加熱裝置溫度的溫度傳感器相連；所述步驟S1中對微流控芯片加熱的方法包括:通過處理器模塊控制直流供電模塊對微流控芯片加熱。
[0012]進一步，所述微流控芯片采用多層垂直設(shè)置，且包括依次設(shè)置的試劑儲液層、中間連接層、混合反應(yīng)層；所述試劑儲液層中分布若干儲液池，且各儲液池通過覆蓋于劑儲液層表面的密封膜及中間連接層密封；所述中間連接層上設(shè)有儲液池排液的通孔，且通孔通過石蠟密封，當(dāng)石蠟融化時，儲液池通過通孔與混合反應(yīng)層中的各微通道支路相連，各微通道支路向下傾斜分別連接混合反應(yīng)層中的微通道主路，該微通道主路垂直向下連通位于混合反應(yīng)層底部的反應(yīng)池；以及各儲液池的高度均高于反應(yīng)池。
[0013]進一步，所述中間連接層內(nèi)鑲嵌有呈平面蝸卷彈簧形的加熱絲，且各加熱絲分別設(shè)在相應(yīng)石蠟密封處；所述直流供電模塊的多路輸出端分別與各加熱絲的供電輸入端相連，且該直流供電模塊由處理器模塊控制多路輸出；通過處理器模塊控制直流供電模塊對微流控芯片中的所述石蠟加熱，即通過所述處理器模塊控制加熱絲通電加熱，以融化石蠟，使儲液池與反應(yīng)池連通。
[0014]進一步，所述擠壓裝置采用風(fēng)幕，且風(fēng)幕中設(shè)有若干噴氣孔，且各噴氣孔分別對準(zhǔn)儲液池位置；各噴氣孔的供氣管道上分別設(shè)有氣閥，且各氣閥的控制端均與處理器模塊相連；步驟S2，控制擠壓裝置橫向擠壓微流控芯片的方法包括:通過所述處理器模塊控制相應(yīng)氣閥打開，噴氣孔對準(zhǔn)儲液池位置噴出氣體，以壓迫儲液池，使在該儲液池對應(yīng)的石蠟融化后，儲液池中的試劑快速排入至反應(yīng)池中。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，(1)將反應(yīng)試劑預(yù)封裝在微流控芯片中，減少了操作者加樣步驟；(2)通過本智能實驗裝置實現(xiàn)試劑自動化移動到混合反應(yīng)層的反應(yīng)池中；(3)通過風(fēng)幕，能夠十分柔和的對儲液池進行壓迫，促使其快速排液，提高了實驗效率；(4)所述風(fēng)幕中各噴氣孔與電熱絲相配合能實現(xiàn)試劑的逐一或同時添加，滿足特殊實驗需要。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0017]圖1示出了本發(fā)明的智能實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2示出了本發(fā)明的智能實驗裝置的控制原理框圖；
圖3示出了本發(fā)明的微流控芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4示出了本發(fā)明的中間連接層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:微流控芯片1、卡槽2、直流供電模塊3、擠壓裝置4、密封膜100、儲液層110、中間連接層120、混合反應(yīng)層130、儲液池111、石蠟121、微通道支路131、微通道主路132、反應(yīng)池133、加熱絲122、通孔123、供電接口 124、風(fēng)幕400、噴氣孔401。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0020]實施例1
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種微流控芯片1的智能實驗裝置，包括:適于微流控芯片1垂直插入的卡槽2，用于通過加熱裝置給微流控芯片1加熱的直流供電模塊3 (直流電壓為5-15V)，以及位于所述卡槽2 —側(cè)的擠壓裝置4 ;所述直流供電模塊3、擠壓裝置4均由處理器模塊控制，所述處理器模塊還與一用于檢測加熱裝置溫度的溫度傳感器相連，以當(dāng)微流控芯片1加熱到預(yù)設(shè)溫度(即:石蠟的熔點)后，控制擠壓裝置4橫向擠壓微流控芯片1。期間，控制加熱裝置繼續(xù)加熱，防止石蠟?zāi)獭?br>[0021]具體的，所述微流控芯片1采用多層垂直設(shè)置(采用立式)，且包括依次設(shè)置的試劑儲液層110、中間連接層120、混合反應(yīng)層130 ;所述試劑儲液層110中分布若干儲液池111，各儲液池111通過覆蓋于劑儲液層110表面的密封膜100及中間連接層120密封；所述中間連接層120上設(shè)有儲液池111排液的通孔123，且通孔123通過石蠟121密封(使通孔123相當(dāng)于一個閥門)，當(dāng)石蠟121融化時(相當(dāng)于閥門打開)，儲液池111通過通孔123與混合反應(yīng)層130中的各微通道支路131相連，各微通道支路131向下傾斜分別連接混合反應(yīng)層130中的微通道主路132，該微通道主路132垂直向下連通位于混合反應(yīng)層130底部的反應(yīng)池133 ;以及各儲液池111的高度均高于反應(yīng)池133。
[0022]所述儲液池111與反應(yīng)池133之間存在落差，便于已流入反應(yīng)池133的試劑不會倒灌到儲液池111中。
[0023]其中，所述密封膜100采用彈性薄膜，進一步，所述混合反應(yīng)層130的背面也覆蓋有密封膜100。所述試劑儲液層110、中間連接層120、混合反應(yīng)層130的基材例如但不限于塑料片、玻璃片、石英片、PVC或硅片。
[0024]并且，所述中間連接層120內(nèi)鑲嵌有加熱絲122，且各加熱絲122分別繞設(shè)相應(yīng)石蠟121密封處；所述直流供電模塊3的多路輸出端分別與各加熱絲122的供電輸入端(即供電接口 124)相連，且該直流供電模塊3由處理器模塊控制多路輸出；通過所述處理器模塊控制加熱絲122通電加熱，以融化石蠟121。
[0025]其中，所述直流供電模塊3的多路輸出端的各路可以分別連接三極管，且三極管的控制端(基極)分別與處理器模塊的各控制端相連，通過處理器給出三極管導(dǎo)通電平或者關(guān)斷電平實現(xiàn)多路輸出端的分別控制，進而選擇相應(yīng)的儲液池111打開。
[0026]優(yōu)選的，所述擠壓裝置4采用風(fēng)幕400，且風(fēng)幕400中設(shè)有若干噴氣孔401，且各噴氣孔401分別對準(zhǔn)儲液池111位置；各噴氣孔401的供氣管道上分別設(shè)有氣閥，且各氣閥的控制端均與處理器模塊相連，通過所述處理器模塊控制相應(yīng)氣閥打開，噴氣孔401對準(zhǔn)儲液池111位置噴出氣體，以壓迫儲液池111，使在該儲液池111對應(yīng)的石蠟121融化后，儲液