[发明专利]一种以声表面波为能量源的纸基微流开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片中的微流开关，尤其是涉及一种以声表面波为能量源的纸基微流开关。

背景技术

微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，自动完成分析全过程，用以代替传统的实验室工作。微流控芯片具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度大幅度提高等优点，它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析，并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。由于微流控芯片在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，因此其已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。鉴于微流控芯片所具有的广泛功能与用途，可以开发出生物计算机、基因与蛋白质测序、质谱和色谱等分析系统，成为系统生物学尤其系统遗传学的极为重要的技术基础。近年来，压电微流控芯片得到了快速发展，已经在其压电基片上实现了微流体输运、分离、富集等一系列的微流操作。目前，压电微流芯片已经发展成为微流控学研究的一个重要分支。

微流开关是微流控芯片中的重要组成部分，它可以对微流体的流向沿微通道进行定向分割，可以由用户编程确定微流体在什么时间，在哪些微通道中输运，实现微流分析。现有的以玻璃、硅片、PDMS（polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷）等为基底材料制作的微流控芯片，其微流开关主要通过微阀和微泵来实现微流控制，不仅增加了实验设备，而且外围设备体积较大不利于携带。纸基微流器件可克服这些缺点，它通过纸基片的毛细管力实现微流体输运。为了实现用户现场可编程纸基微流器件的功能，纸基微流开关是不可缺少的组成单元。期刊《片上实验室》2010年2499-2504页（Lab Chip, 2010, 10, 2499–2504）公开了《基于纸和胶带的可编程诊断器件》（《Programmable diagnostic devices made from paper and tape》），该论文公开的可编程微流开关工作时，用笔尖按住上面的第一纸基微通道并与下面的第二纸基微通道接触，微流体通过上面的第一纸基微通道流入下面的第二纸基微通道，微流体基于纸毛细管力使其定向流动，再用笔尖按住上面的第三纸基微通道并与下面的第二纸基微通道接触，微流体便可以从下面的第二纸基微通道流动到上面的第三纸基微通道上，如此反复，用笔尖的按压作为微流体输运的开关特性。这种可编程微流开关操作简单，制作成本低，无需外围气泵等设备，因而，便于携带。但由于它需要外加机械力来控制开关的闭合，不利于微流自动分析。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，且易于编程控制和利于集成化的纸基微流开关，它由声表面波来控制开关功能。