[实用新型]一种用凸轮轴控制微流控芯片反应的装置

说明书

技术领域

本发明属于微流控芯片领域，特别涉及一种用凸轮轴控制微流控芯片反应的装置。

背景技术

微流控芯片又称为芯片实验室(Lab-on-a-chip)，是指把生物、化学和医学等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到一块具有微米尺度微通道的芯片上，自动完成反应和分析的全过程。基于微流控芯片实现的分析检测装置的优点是：样本用量少，分析速度快，便于制成便携式仪器，非常适用于即时、现场分析。

基于微流控芯片实现的分析检测装置，其核心主要是对微通道内流体的控制，而压力驱动是其中一种重要的驱动控制方式。压力驱动是依靠腔体内部的相对压差来驱动流体(包括液体和气体)。比如，微流控芯片上可包含多个储液腔，用来存储反应所需的不同种液体试剂，这些储液腔中的试剂可通过机械按压的推动力使之释放到微通道中进行反应。或者，在微流控芯片内集成一个储气腔，储气腔顶部用弹性薄膜密封，通过机械按压使薄膜往复运动形成一个气动微泵，驱动芯片内流体的运动。以上这些压力驱动流体的方法一般都需要外部配套电机系统及设计一定的机械结构实现整个驱动控制过程。

一张微流控芯片通常会在几平方厘米的面积上集成多个独立的功能单元，需要对多种不同流体分时操控从而完成整个分析检测过程。如果每个流体的操控都配置一个独立的电机及电机驱动器，会导致控制系统的体积较大，结构复杂，这不利于微流控芯片分析检测装置的小型化和集成化。

发明内容

本发明的目的在于解决微流控芯片操控装置复杂，不易小型化和集成化的问题，而提供了一种用凸轮轴操控微流控芯片反应的装置。

本发明的技术方案如下：

一种用凸轮轴控制微流控芯片反应的装置，其特征在于包括凸轮轴11、电机12、摇臂组13(a-d)和金属弹片14；所述凸轮轴主体是一根圆柱体，上面依次排列两个或两个以上凸轮；凸轮轴一端固定于所述电机输出轴上；凸轮轴两端各装有一个滚动轴承；所述摇臂组由两个或两个以上摇臂组成，摇臂个数等于凸轮个数，与凸轮组成运动副，凸轮轴转动过程中带动不同的摇臂向下运动；所有摇臂的一端通过一根枢轴16连接，另一端安装有不同的压块18，分别作用于微流控芯片上需要控制的不同位置，压块的形状和尺寸根据微流控芯片上需要作用的位置的形状和尺寸而定；摇臂下方还设有一个金属弹片，弹片上有多根齿条，对应地对多个摇臂起到向上支撑和限制作用。

所述的一种用凸轮轴控制微流控芯片反应的装置，其中凸轮轴的凸轮的曲线轮廓根据实际的运动需求而定，凸轮的安装顺序则根据微流控芯片反应所需要的时序而定。

所述的一种用凸轮轴控制微流控芯片反应的装置，其中凸轮轴和摇臂的材料可以为钢、铸铁、铜或铝等具有一定机械强度且耐磨的材料。

所述的一种用凸轮轴控制微流控芯片反应的装置，所述控制微流控芯片反应包括通过凸轮轴转动实现液体试剂的释放和流动、气体的流动控制、芯片锁紧等需要压力驱动的多种功能。

本发明所提供的一种用凸轮轴控制微流控芯片反应的装置，用一个凸轮轴就可以实现对微流控芯片分析过程中需要压力驱动的多个环节进行控制，比如实现芯片内多种液体试剂的分时释放和流动控制、气体的流动控制，以及需要通过机械按压实现的芯片锁定等功能，反应的时序可以通过凸轮的曲线轮廓、安装顺序以及转动速度来自动控制。本发明对微流控芯片分析检测装置的小型化提供了一个切实可行的技术方案，使其更加容易产品化，而具有更加广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明提供的一种用凸轮轴控制微流控芯片反应的装置整体示意图。11-凸轮轴；12-电机；13-摇臂组；14-金属弹片；15-滚动轴承；16-枢轴；17-微流控芯片；18-压块。

图2是本发明所提供装置中凸轮轴的结构示意图。

图3是本发明所提供装置中摇臂的结构示意图。

图4是本发明所提供装置中金属弹片的结构示意图。

图5本发明所提供的一种使用凸轮轴控制反应的微流控芯片的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用凸轮轴控制微流控芯片反应的装置。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合附图对本发明作进一步的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。