[发明专利]一种多通道微流体自动控制装置

说明书

技术领域

发明涉及一种多通道微流体自动控制装置，该装置通过对输入压力或流速的自动化控制实现微量流体的复杂操作，属微全分析系统自动化控制领域。

背景技术

微全分析系统（miniaturized total analysis system, μTAS）是集成进样、样品处理、生化反应、分离、检测为一体的多功能微型检测和分析系统。微流控芯片（Micro-fluidic chip）是其主要的组成部件，具有微型化、自动化、集成化、便捷和快速等优点，已经在很多领域获得了广泛的应用，例如细胞生物学、分析化学、材料学、组织工程、环境检测、食品安全和医疗诊断等领域。微流控芯片以分析化学和生物化学为基础，利用微机电加工的技术（MEMS），在硅、玻璃、石英、塑料表面加工出1-500微米的微通道网络，通过复杂的设计，实现对目标分析物的采样、稀释、加试剂、富集、萃取、混合、反应、分离、检测等步骤。微流控芯片中微流体的驱动方式主要有内部驱动和外部驱动两种，内部驱动主要以电渗流、电泳流和表面张力为驱动力，通过改变驱动电压和材料性质来控制流体在微通道网络中的流动方向和流速；外部驱动主要是注射泵、蠕动泵和恒压泵。前者成本高，设计复杂，需要昂贵的外置大型设备来实现，后者仅仅能够提供压力源和简单通断的流速控制，无法实现和满足微流控芯片控制复杂流体的需要。

由于微流控芯片分析技术的广阔应用前景，建立一台性能高效、成本低廉、全自动、多功能、操作简便的多通道微流体自动控制装置，是一个迫切需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供高效低廉、全自动、多功能以及操作简便的多通道微流体自动控制装置。

本发明所采用的技术方案是：一种多通道微流体自动控制装置，该装置包括压力源、程序控制装置、压力显示装置、控制程序输入装置、控制程序显示装置、压力调节装置、多通道输出端口、多通道输出指示装置、备用压力源接口、多通路转换和控制装置。

进一步，所述的多通道微流体自动控制装置通过控制程序输入装置向程序控制装置输入指令，后者控制压力源的压力输出方式，输入过程和最终指令可以通过控制程序显示装置可视化；所述的压力源除了该多通道流体自动控制装置自身装配的压力源外，还可以通过用压力源接口接入外置压力源来扩展压力源的数量；通过所述的多通路转换和控制装置可以将压力源人为地分散到多通道输出端口，并且可以通过程序控制装置人为设定控制输出方式；所述的压力调节装置可以调节输入压力源输入的大小和流速，并且可以通过压力显示装置显示压力源的大小和流速；所述的多通道输出端口的输出方式可以通过多通道输出指示装置同步可视化。

进一步，所述的压力源、程序控制装置、压力显示装置、控制程序输入装置、控制程序显示装置、压力调节装置、多通道输出端口、多通道输出指示装置、备用压力源接口和多通路转换和控制装置及其他辅助装置的安装位置和方式可以在在前后左右，上下及内部自由组合。

进一步，所述的压力源可以是气体，也可以是液体，或者同时包含气体和液体两种压力源。

进一步，所述的压力源提供的既可以是恒定的压强，也可以是恒定的流速，或者可变的压强或流速。

进一步，所述的压力源提供的既可以正压，也可以是负压。

进一步，所述的压力源输出或者输入的压强范围可以为0-1Mpa，输出或者输入的流速范围可以为0-1000mL/s。

进一步，所述的程序控制装置既可以是单片机独立控制系统，也可以是通过上位机或者电脑来控制。

进一步，所述的控制程序输入装置既可以输入自动化的控制程序，也可以是手动控制方式。

进一步，所述的控制程序输入装置既可以是按钮面板，也可以是触摸屏面板。

进一步，所述的控制程序显示装置既可以是非触摸显示屏，也可以是触摸显示屏。

进一步，所述的压力调节装置既可以是旋钮式调节方式，也可以是按键调节方式，或者触摸屏调节方式。

进一步，所述的多通道输出端口既可以是快插式，也可以是旋钮式，或者卡扣式等其他接口方式。

进一步，所述的多通道输出端口可以是独立或一体的端口，也可以是独立或一体的包含了电动控制元件的端口。

进一步，所述的多通道输出端口可以是输出气体或液体，也可以是抽取气体或液体，或者同时包含了输出和抽取两种功能。

进一步，所述的多通道输出端口的数量，既可以是1个，也可以是2个，或者是多个。