[实用新型]一种相变型阀及其微流量定量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种相变型阀及其微流量定量装置，特别涉及微流控领域使用的相变型阀及其采用这种相变型阀构成的微流量定量装置类。

背景技术

按行业的一般定义，对1fL（一立方微米）到1μL（一立方毫米）的流体进行控制和分析的设备叫做微流控设备。对微量流体的控制如定量控制是微流控设备中最为核心的技术，也一直是这个行业中主要的技术挑战和难点。通常对流体运动的控制都是采用在流体所经过的管道中嵌入阀来实现的。如果流体管道直径在几个毫米以上，在所述流体通道中嵌入阀是非常容易实现的，但是，在微流控领域通常所见流体通道直径或宽度都在微米值，小的只有几个微米，最大的也就几百个微米，在如此小的微通道中嵌入一个带机械运动部件的微型阀，显然制造和装配上都会遇到巨大的困难。为了解决前述的问题，多年来众多科技人员付出了艰辛的劳动，提出了多种各式各样的微型阀解决方案，内容涉及微型阀的原理、结构和材料，其中也包括利用自然磁场、电磁效应、温度、光线等能量来控制弹性体、水凝胶、石蜡、磁性体、感光材料、高分子材料等相变材料的形变，进而阻挡或导通一段微通道中的流体，从而控制流体的运动的所谓相变型阀，目前已有一些前述的相变型阀在一些特定的领域得到了应用。在现有技术中，对流体定量的控制，通常的做法是对一段流体的两个端面都进行控制，而对一段流体的两个端面进行控制的手段显然可以采用在该段流体的两个端面位置处分别设置阀来加以解决。现有技术的相变型阀以及采用相变型阀对流体进行定量控制存在的问题在于，由于相变型阀需要在流体通道中嵌入相变材料，在工作时样本流体与内嵌的相变材料混杂在一起而不可避免地会产生的相变型阀渗漏和死体积，再者相变材料样本流体溶液之间容易产生交叉污染，甚至还会有生物兼容性等一系列出现，这些大大局限了在微通道嵌入相变材料形成的相变型阀以及采用这种相变型阀形成的流体定量装置的应用，显然现有技术有进一步改进的必要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种相变型阀，同时提供一种采用该相变型阀形成的微流量定量装置，以解决现有技术存在的问题。

本实用新型的一种相变型阀，包括样本液体流通通道，其特征在于所述样本液体流通通道上形成有相变段，所述相变段位置处对应设置有能使样本液体形成相变物理条件的相变器。

作为优选，所述相变器至少包括二种相异的物理条件生成装置，且包括使样本液体从非液相转变为液相的物理条件生成装置。

一种微流量定量装置，包括前述的相变型阀，其特征在于还包括样本定量通道，所述样本定量通道的横截面积为微米级，所述样本定量通道的一端连通到储液池，另一端连通到推进物入口，所述储液池和推进物入口具有的横截面积大于样本定量通道的横截面积，所述相变型阀的样本液体流通通道一端与样本液体入口连通，另一端与样本定量通道连通。

作为优选，所述样本液体流通通道与样本定量通道连通的一段呈弧状，这样可以在本实用新型的这种微流量定量装置尺寸较小的情况下仍能使得从样本液体流通通道的相变段到样本定量通道间保有一定的长度，以防止相变段的物理条件变化影响到样本定量通道。

本实用新型的这种相变型阀，直接得用样本液体的相变来实现样本液体流通通道的打开和关闭，与现有技术相比，不会发生相变材料与样本流体溶液之间产生交叉污染，以及产生生物兼容性等问题，也不会发生相变材料与样本流体混杂而形成渗漏的情况，显然有着积极的效果。

采用本实用新型的这种采用相变型阀形成的微流量定量装置，当样本液体流通通道处于打开状态时，样本液体将流入样本定量通道，由于样本定量通道为微米级，同时分别位于其两端的储液池和推进物入口具有的横截面积要大于样本定量通道的横截面积，为此只要从样本液体入口处流入的样本液体的压力控制在一定的范围内，进入样本定量通道的样本液体流到样本定量通道的两端后，在表面张力的作用下将不会流出，而且每次停止的位置都较一致，即进入样本定量通道中的样本液体的量是一定的，这时如果相变器作用形成样本液体相变的条件，比如形成使样本液体发生凝胶相变或固态相变的条件，则该相变发生时，样本液体流通通道将关闭，这时从推进物入口03注入的推进物，将样本定量通道中的样本液体推入到储液池中，即完成一定量的样本液体的采集。所述推进物显然可以是液体、气体、固体、弹性体、胶状物、粉末或颗粒等。采用本实用新型的这种相变型阀形成的微流量定量装置显然能对微流量进行定量控制，同时显然亦不会发生相变材料与样本流体溶液之间产生交叉污染，以及产生生物兼容性等问题，也不会发生相变材料与样本流体混杂而形成渗漏导致定量不准备的情况。

依以上所述，显然本实用新型的目的得以实现。

附图说明