[实用新型]一种多腔磁控微输送与混合芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及实验用品领域，具体地说是一种用于微全分析的芯片，是采用微加工技术在几平方厘米大小的芯片上刻蚀出微管道网络和其它功能单元，形成进样、反应、分离、检测于一体的微型分析装置。

背景技术

自从20世纪90年代初，瑞士的Manz与Widmer提出了微全分析系统(Micro Total Analysis System，μ-TAS)的概念以来，由于芯片分析本身具有试样消耗少、分析时间短、效率高、尺寸小、集成度高和便携等优点，在短短的10余年中就已经发展成为当前世界上最前沿的科技领域之一。微流控芯片(Micro fluidic chip)技术是微全分析系统(μ-TAS)的重要组成部分，是以分析化学和生物化学及生物技术为基础，以微机电系统(MEMS)技术为依托，以微管道网络为结构特征，以生命科学为目前主要应用对象的全新技术，是采用微加工技术在几平方厘米大小的芯片上刻蚀出微管道网络和其它功能单元，形成进样、反应、分离、检测于一体的快速、高效、低耗的微型分析装置。但同时，系统微型化也带来了一些负面影响，由于通道长度和孔径小，雷诺数较小，流体在通道式混合器中实现均匀混合难度较高、耗时较长，如何实现微升级液体的定量输送与快速均匀混合就成为了一个技术难题。

在《用于生化分析的聚二甲基硅氧烷微混合器》(吉林大学学报(工学版).2006，36(SI)：110-115)一文中，长春光机所相关技术人员(李淑娴、吴一辉等)采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)制作了微混合器，兼作比色器，其可简化为周向固定、底部可上下振动的物理模型。在混合器底部粘贴一块永磁体，混合时采用手工将样品与试剂注入微混合器后，给微混合器下部的平面线圈通入一定频率和电流大小的交流电，通过产生的交变磁场，从而带动混合器底部产生上下往复振动以实现样品与试剂的充分混合。虽然该混合器实现了主动式非接触混合，但并没有实现输送与混合的集成。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种成本低、制作方便的将输送与混合集成在一起的多腔磁控微输送与混合芯片。

本实用新型是这样实现的：

一种多腔磁控微输送与混合芯片，包括芯片主体、设置在芯片主体下方支撑芯片主体的支撑板，

所述芯片主体上设置样品腔、试剂腔和混合腔，各腔之间通过折线微管道相连通；

所述支撑板上表面设置用于输送液滴的平面输送线圈绕组；

所述支撑板下部为PCB板(印刷电路板)，在PCB板上对应混合腔位置处安装有平面混合线圈与混合用永磁体。

作为本实用新型的一种改进方案：所述样品腔、试剂腔和混合腔沿圆周周向排列在芯片主体上，

支撑板上设置两组用于输送液滴的平面输送线圈绕组，两组线圈沿圆周周向排列在支撑板上，第一组线圈绕组所在的圆周的直径小于第二组线圈绕组所在圆周的直径，第二组线圈绕组中各线圈的位置与各腔室的位置对应，第一组线圈绕组中各线圈与相邻的第二组线圈之间成三角形排列。

本实用新型还可以做如下改进：所述混合线圈采用层叠式平面线圈结构，三个平面线圈叠置在一起，相邻的平面线圈之间成60度夹角，线圈下部安装铝柱，铝柱下方粘贴永磁体。

可选的，所述芯片主体采用聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯或硅玻璃制作。

本实用新型提供的磁控微输送与混合芯片具有如下优点：

(1)该输送与混合芯片采用磁珠技术实现液滴的输送与混合，而传统技术是采用手工将混合样品和试剂注入混合器内，大大简化了微输送与混合芯片的结构，并且成本低，制作方便，易于与系统的其它部分集成；

(2)采用微腔内主动式非接触混合，可以避免传统技术中在微管道内混合时产生的气泡对混合效果产生影响，具有混合速度快，效率高的特点；

(3)由于该微输送与混合芯片采用平面线圈，实现了试样与试剂的输送与混合，辅助设备简单，磁场强度大小便于控制，功耗低，便于实现生化分析系统微小型化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的多腔磁控微输送与混合芯片的结构示意图；

图2为实施例中芯片主体的结构示意图；

图3为实施例中输送线圈绕组的排布示意图；

图4为实施例中平面混合线圈与永磁体的布置示意图；

图5为实施例中平面混合线圈的结构示意图。

具体实施方式