[发明专利]一种用于离心式微流体系统的水压驱动的弹性膜片微阀及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于离心式微流体系统的水压驱动的弹性膜片微阀及其制备方法，采用样品层和控制层分离的膜片微阀，控制层内液体为普通去离子水，利用毛细和离心力驱动，通过控制微阀膜片两侧液压来开关微阀。本发明的有益效果在于：微阀不打开时，样品层内通道封闭，不会造成样品泄露；利用微阀两侧的液压控制微阀的开关，利用转台自身和液体毛细力驱动整个装置，不需要额外提供动力；控制层内的控制液体和样品层内的样品液体完全分离，控制液体使用普通的去离子水，使用毛细被动阀控制流动，制造难度低，控制层可实现反复使用，降低了制造和使用成本；解决这种强亲水性液体的流动控制问题，适用于亲水性和疏水性样品液体的检测。

技术领域

本发明属于生化检测设备技术领域，涉及一种使用微流体系统进行生化检测设备中控制控制流体流动的微阀，具体涉及一种用于离心式微流体系统的水压驱动的弹性膜片微阀及其制备方法。

背景技术

离心式微流控系统属于医疗耗材，广泛应用于生化检测，可以实现即时诊断，能够方便快速的输出反应结果。其特点在于将微流控结构集成到圆片状的芯片上，以离心力驱动微流体的流动，从而实现对样品检测分析。离心系统能够完成样品预处理、混合、精确体积的分离和检测等操作。近年来，离心式微流控系统以其高通量、高集成化、多重平行分析、便携、低成本、自动化、样品和试剂消耗量小等优点获得了快速发展，已经广泛应用于生化检测、免疫分析、核酸扩增、环境监测、细胞分选和食品安全等领域。

离心式微流体系统是通过转动产生的离心力作为驱动力，在一个盘状转台上完成样品准备、检测等功能。

微流体系统的工作过程中需要相应的微阀控制流体流动。微阀分为两类，一是主动阀，它需要外界动力源驱动膜片运动来开关微阀；二是被动阀，它没有活动部件，是利用通道尺寸突然扩张时液面弯曲，用产生的毛细力阻止液体流动。

现有技术中一般采用离心式微流体系统使用毛细被动阀控制流体流动。这主要是因为：毛细被动阀没有活动部件，制作和集成方便；外界动力源很难在旋转平台上集成。

但是，在生化检测时，很多生物样品和试剂具有较强的亲水性，这就使得液体液面不会在管道扩张段停下，进而导致被动阀失效。

目前针对这一问题的解决方案主要包括有以下几种：

方案一：使用石蜡封闭管道，利用外界光源融化石蜡，打开微阀。

方案二：使用石蜡封闭管道，利用外界热源融化石蜡，打开微阀。

方案三：使用膜片阀，利用气压或压电效应驱动膜片开关。

但是这几种方案都具有一定的局限性，比如方案一和二都需要外加动力源，不利于系统集成；需要精确定位和控制放热，不适用于对热敏感的生物样品和试剂。方案三在转台上集成外界气源和电路过程中存在大量困难。

因此，急需开发一种新型的离心式微流体平台，解决这种强亲水性液体的流动控制问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种用于离心式微流体系统的水压驱动的弹性膜片微阀及其制备方法，采用样品层和控制层分离的膜片微阀，控制层内液体为普通去离子水，利用毛细和离心力驱动，通过控制微阀膜片两侧液压来开关微阀。

本发明提供了一种用于离心式微流体系统的水压驱动的弹性膜片微阀，所述弹性膜片微阀为样品层和控制层分离的膜片微阀；所述控制层内液体为去离子水，利用毛细和离心力驱动，通过所述控制层两侧的液压来开关微阀；