[发明专利]一种完全集成于微流控芯片的储液池微泵

说明书

技术领域：

本发明涉及微流控芯片流体驱动设备，特别提供了一种完全集成于微 流控芯片的储液池微泵。

背景技术：

微流控芯片(Microfluidics，Lab-on-a-chip)是一个跨学科的新领域， 指的是把生化领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单 元集成或基本集成到一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上，由微通道形成网 络，以可控流体贯穿整个系统，用以取代常规生物或化学实验室的各种功 能的一种技术。它是微纳米技术的重要组成部分，也是系统生物学研究的 主要技术平台之一。

芯片实验室技术所涉及到的微通道的宽度一般介于几十至几百微米， 尺寸与人类毛发相若，如此小的尺寸不仅保证了微流控芯片实验室技术极 小的试剂消耗量(～10^-9升)，还使在小面积芯片上集成高密度流路成为可能。 微消耗对结构生物学、组合化学、药物筛选等诸多学科意义重大，而高集 成化流路则可将整个样品处理流程微缩到一块芯片上，实现理想化的“原始 样品入，结果报告出”，这种傻瓜型样品处理的直接好处是样品处理时间的 大幅缩短，检测分辨率/灵敏度的显著提高和成本的大幅降低，更为深远的 意义则在于，它极有可能使疾病诊断设备小型化，家庭化，从而大幅提高 人类的健康水平，改善生活质量。

芯片实验室技术的核心和精髓是芯片上微小通道内流体的控制，它通 常涉及三个大的方面—流体驱动泵的选择，微阀和微通道网络的设计和芯 片材料的选择。本发明涉及其中的流体驱动泵。

可用于芯片实验室流体驱动的泵多种多样，包括电渗泵，注射泵，表 面张力泵，重力泵，离心泵，气动微泵和光致泵等。但这些流体驱动泵均 不同时具有以下两个性质：(1)完全集成于微流控芯片上；(2)持续、稳 定和自动地驱动流体；导致目前基于微流控芯片的即时现场检测设备或诊 断设备的研制滞后。因此，市场上急需一种具备上述两种优点的新型微流 体驱动泵。

发明内容：

本发明的目的是提供一种完全集成于微流控芯片的储液池微泵。

本发明提供一种完全集成于微流控芯片上的储液池微泵，该储液池微 泵由集成于微流控芯片上的密闭过滤储液池(1)，泵储液池(2)，微通道 (3)组成；密闭过滤储液池(1)和泵储液池(2)之间由微通道(3)连 接。传统的过滤储液池是开放的，而本发明的过滤储液池是密闭的，可以 持续、稳定、自动地驱动流体。

本发明提供的完全集成于微流控芯片的储液池微泵，密闭过滤储液池 (1)由以下一种或多种材料封闭而成：PDMS膜；胶带；胶粘剂；压力作 用下的弹性体，压力为0.01～1000pa。

本发明提供的完全集成于微流控芯片的储液池微泵，微通道(3)的长 度为10×10^-6～0.5mm，截面积为10^-16～10^-8m²。

本发明提供的完全集成于微流控芯片的储液池微泵，密闭过滤储液池 (1)为圆柱形或长方体形；长度为2～40mm，截面积为2×10^-6～2×10^-3m²。

本发明提供的完全集成于微流控芯片的储液池微泵，密闭过滤储液池 (1)内有固态过滤装置和/或液态过滤相；固态过滤装置为整体柱、填充 柱或分子筛；液态过滤相为水或乙醇等极性挥发性有机溶剂。

本发明提供的完全集成于微流控芯片的储液池微泵，泵储液池(2)的 材质为玻璃、石英、亲水性塑料或亲乙醇等极性挥发性有机溶剂的塑料， 它们的表面可以浸润水或乙醇等极性挥发性有机溶剂；泵储液池(2)为圆 柱形或长方体形；圆柱形泵储液池的半径为0.5～100mm，高度为 0.5～100mm；长方体形泵储液池的体积为0.1～1000μl。