[发明专利]一种气压驱动的微流体进样装置

说明书

本发明涉及一种气压驱动的微流体进样装置，包括壳体、设于壳体内并依次连通的正压打气泵、精密调压阀及样品进液缓冲瓶以及与精密调压阀电连接的控制组件，样品进液缓冲瓶上设有出口管路，并通过出口管路将样品进液缓冲瓶内的实验样液输出。与现有技术相比，本发明采用压力泵来驱动进样，通过电压控制精密调压阀来精准控制样品进液缓冲瓶中的气体压力，从而实现了实验样液的精准稳定输出，有助于后续的微流道中进行细胞分选；本发明通过对样品进液缓冲瓶的瓶身与瓶盖进行优化设计，在确保缓冲瓶密闭性的情况下，使缓冲瓶内实验样液的更换更为便捷，方便实验的进行。

技术领域

本发明属于生物医学工程技术领域，涉及一种气压驱动的微流体进样装置。

背景技术

癌症已经成为世界性的一个公共健康问题，自2010年以来癌症已成为我国居民最主要的致死因素，据统计，癌症患者的死亡率已经超过了60％，据全球癌症研究机构GLOBOCAN的统计结果，2012年全世界范围内新增1410万癌症病例，且有820万人死于癌症。循环肿瘤细胞的检测对于癌症的诊断和后期治疗都具有重要作用。在对循环肿瘤细胞理想的分选则需要精准的控制样液的进液速度，目前的进液驱动都选择了注射泵或蠕动泵，而这两种泵在控制进样时都会出现流量脉动现象，会影响系统的流量精度。压力控制的驱动泵在控制进样时则能够克服这些缺点，其中以美国的Elveflow公司开发的基于压电效应的MKII压力控制器和法国的FLUENT开发的基于传统压力控制元件的MFCS-EZ压力控制器为代表。然而以上的国外产品的不仅价格昂贵，而且在项目开发过程中难以实现二次开发，所以研制一种基于微流体的气压驱动进样装置，来提高肿瘤细胞的分选精度则是非常必要的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种气压驱动的微流体进样装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种气压驱动的微流体进样装置，包括壳体、设于壳体内并依次连通的正压打气泵、精密调压阀及样品进液缓冲瓶以及与精密调压阀电连接的控制组件，所述的样品进液缓冲瓶上设有出口管路，并通过出口管路将样品进液缓冲瓶内的实验样液输出。

所述的正压打气泵用于提供压力波动的气体，控制组件控制精密调压阀将气体压力保持在设定范围内，并使气体压力稳定，该气体随后进入样品进液缓冲瓶中，并将样品进液缓冲瓶内的实验样液稳定推送排出。

所述的正压打气泵采用无刷直流电机，以减少在工作时的噪音，所述的精密调压阀选用通过电压控制的高精度比例阀。

进一步地，所述的控制组件包括设于精密调压阀与样品进液缓冲瓶之间压力传感器、设于出口管路上的流量传感器以及分别与压力传感器、流量传感器及精密调压阀电连接的控制器。

所述的控制器为本领域技术人员的常规技术手段，采用常规方法即能实现。本发明提供了一种控制模块，包括STM32F103ZET6芯片、DAC转换器、电压放大电路及串口转换电路，通过串口转换电路向上位机传输采集到的数据信息并接受上位机的控制信息，通过STM32F103ZET6芯片向DAC转换器传输控制信息，DAC转换器将控制信息的数字信号转化为电压信号，最后通过电压放大电路将电压信号传输至精密调压阀进行控制。

当然，采用其他的控制器也可以实现。

所述的流量传感器用于检测样品进液缓冲瓶的出口流量；所述的压力传感器用于检测精密调压阀的出口压力。

所述的控制器与上位机配合，根据流量传感器反馈的出口流量调控精密调压阀的出口压力，使装置出口流量达到设定值。

进一步地，所述的控制器上设有USB接口，USB接口与串口转换电路电连接，通过USB接口将流量传感器测得的出口流量实时上传至上位机，并将上位机发出的控制信号传输至控制器。