[实用新型]一种微流控芯片的控制结构

说明书

本实用新型公开了一种微流控芯片的控制结构，包括具有明确NS极的球形磁子、具有明确NS极的长方形磁铁片和驱动线圈；球形磁子设置在流体容腔内，长方形磁铁片和驱动线圈设置在流体容腔外，长方形磁铁片平放在所述驱动线圈的内环面内。本实用新型利用方波电流产生变化磁场来带动强磁性的长方形磁铁片摆动，从而以更强的摆动磁场带动球形磁子振动，通过球形磁子在不同通道条件下的振动，实现流体的不同流向。本实用新型整体尺寸可控制在1cm以内，体积小、成本低，具有可拓展性和可集成性，可广泛应用在化学、生命科学、环境科学、医疗卫生等领域。

技术领域

本实用新型涉及微流控领域，尤其涉及一种微流控芯片的控制结构。

背景技术

微流控，是一种精确控制和操控微尺度流体，尤其特指亚微米结构的技术，微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统，将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上，加载生物样品和反应液后，采用微机械泵、电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动，形成微流路，于芯片上进行一种或连续多种的反应。

微泵的分类方式有很多种：根据有无可动阀片，可分为有阀微泵和无阀微泵；根据驱动方式不同，可分为压电式、静电式、气动式、热驱动式等。有阀微泵一般是利用腔体容积的周期变化和单向阀门工作的，有阀微泵的原理简单，制作工艺较为成熟且易于控制，是目前应用的主流。但由于泵体中存在阀片等机械部件，阀片的疲劳和寿命问题一直是困扰研究者的难题，大大限制了其应用范围；而且这些机械可动部件的加工工艺和加工准确度限制了有阀微泵的进一步小型化，不适应近年来迅速发展的微流体芯片的技术需求。相比有阀微泵，无阀微泵由于其原理新颖、结构相对简单、制造工艺要求不高、适于微型化，因而具有独特的发展优势和广阔的应用前景。

专利201310378611.5，提出了“一种基于旋转微磁阵列协调驱动的行波式无阀微泵”，利用两组微磁阵列的相互作用在管道上产生四个振幅、频率、振动方向相同，而具有90度相位差的驻波，由于四列驻波可以在微流管道上合成行波，使管道内的液体沿行波方向流动。两组微型磁铁阵列，分别由四个环形磁铁和圆柱型磁铁组成，环形磁铁的尺寸为2mm高，直径为1mm，外直径为2.3mm，圆柱型磁铁的尺寸为2mm 高，直径为1mm。电机的尺寸为直径6mm，长度为14mm。整个微流泵的整体尺寸在3cm左右，体积还是偏大，不适用于更细微的微流控领域。

实用新型内容

本实用新型提供一种微流控芯片的控制结构，以实现微流体的最简驱动结构。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种微流控芯片的控制结构，其特征是：包括具有明确NS极的球形磁子、具有明确NS极的长方形磁铁片和驱动线圈；所述球形磁子设置在流体容腔内，所述长方形磁铁片和驱动线圈设置在流体容腔外，所述长方形磁铁片平放在所述驱动线圈的内环面内。

优选的，所述球形磁子放入一带有循环通道的微芯片内，所述驱动线圈和长方形磁铁片设置在循环通道外，所述驱动线圈通过一音频线连接外部音频输出设备，所述音频线输入的音频为方波输入。

本实用新型利用音频方波电流产生变化磁场来带动强磁性的长方形磁铁片摆动，从而以更强的摆动磁场带动球形磁子振动，通过球形磁子在不同通道条件下的振动，实现流体的不同流向。本实用新型整体尺寸可控制在1cm以内，体积小、成本低，具有可拓展性和可集成性，可广泛应用在化学、生命科学、环境科学、医疗卫生等领域。

附图说明

图1是本实用新型的基本组成结构示意图。

图2是磁铁顺时针旋转时，磁子的运动示意图。

图3是磁铁逆时针旋转时，磁子的运动示意图、

图4是方波电流下，磁铁和磁子的运动示意图。

图5是本实用新型实施例1的实体示意图。