基于磁链接的模块化微流控芯片夹具的制作方法

本发明属于微流控芯片技术领域，具体涉及一种基于磁链接的模块化微流控芯片夹具，可实现多芯片微流控试验平台的快速模块化搭建和调整。

背景技术：

微流控技术是研究、处理和控制纳微米尺寸流体的技术，它可以在最少一维尺度上达到微米甚至纳米的微通道结构中，对体积为皮升乃至纳升的流体进行流动控制和传质。微流控芯片作为微流控技术发展最为活跃的前沿领域之一，可以将采样、分离、检测等分析功能集成到几厘米的芯片上，目前已广泛应用于现代生物化学分析、即时诊断、高通量筛选等领域。

微流控芯片多是根据其特定用途而设计的集成化系统，即包含进样、样品处理、反应、分离等全部过程于同一块芯片中。该种芯片在研发阶段有非常明显的缺点，首先，芯片无法进行调整和修改，如需要调整芯片结构则需要对芯片进行重新设计和加工；其次，多功能集成化的微流控芯片对加工技术具有很高的要求，倘若芯片中某部分结构加工难度较高，该部分的加工失误则会导致整个芯片的加工失败，造成浪费；最后，用于不同用途的微流控芯片材料、芯片结构、加工方法等都有较大的不同，难以标准化的加工方法。

微流控芯片夹具可以将常规芯片与宏观的液体交换标准化和流程化，是实现微流控芯片快速进液的一种专用夹具装置。目前常用的芯片夹具有：(1)硬质芯片夹具，用于封合玻璃芯片、玻璃/pmma芯片、pmma/pmma芯片等硬质芯片，可以直接用于显微镜观察；(2)软质芯片夹具，常用于封合pdms芯片；(3)c型硬质芯片夹具，主要用于连接硬质微流控芯片，无需使用传统的peek接头连接胶水；(4)“芯片-膜-芯片”三明治结构夹具可连接“芯片-过滤膜-芯片”的结构。以上提到的几类芯片夹具多针对某种特定类型的芯片进行设计，通用性较差，无法满足不同材质、不同尺寸芯片的通液要求，且无法实现多个芯片集成化固定。

本次设计的夹具装置可以实现多芯片微流控试验平台的快速模块化搭建和调整，组装过程简单方便，无需使用其他工具，快捷、无污染、密封性好、连接简单、固定牢靠、易调节、发生堵塞替换方便、可实现不同功能模块之间的灵活变换。

技术实现要素：

为了实现多芯片微流控试验平台的快速模块化搭建和调整，本发明提供一种结构简单，便于调整，使用简便的模块化微流控芯片夹具。

本发明采用的技术方案如下：

一种模块化微流控芯片夹具，包括底板、定位模块、盖板、调整板和定位装置；所述底板上布置有两个对称的矩形凹槽，以供芯片插入安装；所述定位模块用于将芯片锁紧并固定于底板上，定位模块上设有若干圆形通孔，所述圆形通孔与微流控芯片上的进液孔相对应；所述盖板与底板内嵌相对应的永磁材料，依靠磁力实现夹具各部分的连接；所述调整板夹于定位模块和底板之间，用于调整夹具支持的夹持厚度；所述定位装置用于夹具各部分装配时的定位。

进一步地，所述底板两侧分别设有相互配合的定位槽和定位凸台，定位凸台插入定位槽以保证多个夹具连接的定位，定位槽底部显露出内嵌永磁材料，夹具通过金属底板与永磁材料的磁力进行链接。

进一步地，所述底板矩形凹槽长度为25.4mm，与标准载玻片宽度相同，宽度为10-30mm。

进一步地，所述底板矩形凹槽底部设置有防滑垫，确保芯片夹持的稳定性。

进一步地，所述底板矩形凹槽底部设置有定位标尺，用于芯片安装的定位及进液孔与定位模块的定位。

进一步地，所述定位模块使用透明pmma材质通过激光雕刻加工而成，定位孔尺寸和数量可根据芯片需求进行定制加工。

进一步地，所述定位装置为圆柱形导柱，通过在底板、定位模块和盖板四角均设置定位孔，保证芯片各部分的安装精度；所述底板两侧分别设有凹槽和凸台，以保证多个夹具连接的定位精度，凹槽底部显露出内嵌永磁材料，多个夹具通过金属底板与永磁材料的磁力进行连接。

进一步地，还包括微流道磁接头，微流道接头使用中部带有通孔的圆柱形永磁接头和与永磁材料内孔内径尺寸匹配的进液软管组合而成，通过磁接头与金属底板的磁力进行连接。

进一步地，所述微流道接头上设有o型密封圈，利用密封圈和微流道接头的配合保证进液时不发生漏液现象。

进一步地，所述永磁材料为永磁材料，包括铷铁硼永磁材料，钐钴永磁材料，铝镍钴永磁材料，铁氧体永磁材料。

与现有技术相比，本发明的装置所带来的有益效果是：

(1)本发明中的装置可以实现多芯片微流控试验平台的快速模块化搭建和调整，适用于各类不同材质和厚度的微流控芯片。

(2)本发明结构简单，易于拆装和调整，无需使用任何工具，可逆性好。

附图说明

图1装置的立体结构示意图。

图2装置的立体分解示意图。

图3磁接头的立体分解示意图。

图4单个微流控芯片夹持示意图。

图5多个微流控芯片组合夹持示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图，对本发明做进一步说明。

本实施例提供一种结构简单，便于调整，使用简便的模块化微流控芯片夹具。图1是夹具整体的装配图。如图1所示，该夹具包含底板1、调整板2、定位模块3、盖板4、圆形导柱5、矩形永磁材料6、o型密封圈7、圆柱形永磁接头8、进液导管9。图中10为微流控芯片。

在底板1中嵌入矩形永磁材料6，通过磁力实现夹具各部分的连接；底板1上加工两个对称的矩形凹槽，长度为25.4mm，与标准载玻片宽度相同，宽度为10-30mm，用于芯片的插入安装，并在对称凹槽上安装防滑垫，确保微流控芯片10夹持的稳定性，在凹槽底部标明定位标尺，以便于微流控芯片10的安装定位及进液孔与定位模块的定位；在底板1两侧加工四个定位槽，用于圆形导柱5插入定位槽以保证多个夹具连接的定位；

将调整板2夹于定位模块3和底板1之间，用以调整夹具支持的夹持厚度，在调整板2两侧加工四个定位槽用于圆形导柱5插入进行多个夹具连接的定位，如微流控芯片10无需增加加持厚度，可将调整板2拆卸；

如果使用调整板2，则将定位模块3放置在调整板2上，如果不使用调整板2，则将定位模块3直接置于底板1上，定位模块3用于将芯片锁紧；在定位模块3上加工若干圆形通孔，用于与微流控芯片10上的进液孔相对应，；在定位模块3的两侧加工四个定位槽，用于多个夹具连接的定位；

在盖板4内嵌与底板1相对应的矩形永磁材料6，用于配合底板1实现夹具各部分的连接；

使用圆柱形导柱5插入底板1、定位模块3和盖板4上加工的定位孔将夹具各部分进行连接，保证芯片各部分的安装精度；

将微流控芯片10插入底板1的对称矩形凹槽中，并通过定位模块3上的圆形通孔找到合适的进液孔；

在中部带有通孔的圆柱形永磁接头8上安装o型密封圈7，防止进液时发生漏液现象，在组装接头上插入进液导管9形成组装进液接头，将组装进液接头插入与永磁材料内孔内径尺寸匹配的定位模块3的定位孔中，通过磁力实现于底板1的连接；

拆解时只需要拔出导柱5拔出，两手分别握住底板和盖板，沿垂直于磁铁磁力方向扭转，即可完成夹具的拆解。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明，对这些实施例的修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的范围的情况下在其它实施例中实现，因此符合本发明所公开的原理和新颖特点相一致的实施例都应受到本专利保护，而不被限制于本发明所示的实施例。