专利名称：一种微流控芯片气液加压装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微流控芯片气液加压装置，特别是涉及一种XYZ三维可控微流控 芯片气液加压装置，属于微流控芯片接口技术领域。
背景技术：
微流控芯片(Microfluidic chips)以微管道为网络连接微泵、微阀、微储液池、微 电板、微检测单元等具有光、电和流体输送功能的元器件，实现化学分析设备的微型化，最 大限度的将整个生化分析实验室样品的制备、生物与化学反应、分离、检测等基本单元集成 到一块几平方厘米的芯片上，完成不同的生化反应，并对其产物进行分析，最集中地体现了 将分析实验室的功能转移到芯片上的思想。它是20世纪90年代中期以来影响最深远的重 大科技发展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新 技术，也被称为“芯片实验室”(Lab-on-a-chip，L0C)。
微流控芯片功能集成化的趋势，使得芯片结构越来越复杂，对芯片前处理、样品分 离检测和后处理等操作提出了更多挑战，进而需要对满足相应操作功能的芯片配套设备进 行发明和改进。目前微流控芯片的一片芯片包含多个注液口和出液口，其形状和分布多变， 距离接近，这对液体和气体的注入带来很大的问题，传统的气液加压接口装置接口不能根 据需要任意变换位置，只能在一个平面内加注气体和液体，且密封压力较小，不能与检测设 备直接配套连接，因而需要一种可在微流控任意位置，根据芯片注液口和出液口形状大小 随时变换的，密封压力较高的，可方便连接到检测器上的微流控芯片气液加压装置。发明内容
本发明的目的是为了解决目前气液加压接口装置存在接口不能根据需要任意变 换，只能在一个平面内加注气体和液体，密封压力小，且与检测器不兼容等问题，而提供一 种微流控芯片气液加压装置。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明提供一种微流控芯片气液加压装置，包括限位块、限位螺栓、连接杆、压紧 螺母、底盘、压紧螺栓、固定块、连接头、方形定位杆、毛细管、密封接头和内衬管。
限位块与底盘垂直固定，底盘上加工有固定微流控芯片的定位凹台，定位凹台的 凹面经过磨光处理，定位凹台的凹面底部开有检测孔，用于激光诱导荧光检测器物镜的对 准检测，定位凹台侧面开有泄流缺口，引导外溢液体流出，定位凹台的两端通过压紧螺栓拧 紧固定块，用于夹固芯片；限位块上开有限位槽，限位槽上加工有定位通槽，限位槽的开槽 方向与底盘的定位凹台的凹面平行；连接杆一端开有方形连接孔，连接杆另一端开有限位 孔，且限位孔与方形连接孔开孔方向垂直，限位孔中部加工有定位槽，压紧螺母放置在定位 槽上，限位螺栓穿过限位孔并与压紧螺母螺纹连接；限位螺栓上端与密封接头螺纹连接，且 接口处通过锥形定位台结构夹紧密封；限位螺栓下端与连接头螺纹连接，且接口处通过密 封垫圈密封；密封接头、限位螺栓、连接头分别沿中心轴开有通孔，内衬管插入密封接头、限位螺栓、连接头内部组成的通道，毛细管穿过内衬管，毛细管的密封接头一端连接泵源，毛 细管的连接头一端对准微流控芯片的芯片储液池，连接头与芯片储液池之间通过密封垫密 封；方形定位杆的一端插入限位块前端的限位槽，使方形定位杆只能沿限位槽横向滑动，在 限位块后端通过拧紧定位螺栓B使方形定位杆相对限位块固定，方形定位杆的另一端穿过 连接杆的方形连接孔，连接杆的方形连接孔上端安装定位螺栓A，通过拧紧定位螺栓A使方 形定位杆与连接杆固定。
连接头可根据芯片储液池的形状和大小进行更换；根据需要可以在限位块的限位 槽中固定一个或一个以上的方形定位杆，以及在同一个方形定位杆上固定一个或一个以上 带有连接头的连接杆，用以实现同时对芯片不同的部位储液池的加压，施加为0-lOMPa。
工作过程
将微流控芯片放入定位凹槽内，保证定位凹台的凹面水平，压紧螺栓拧紧固定块 夹固芯片；通过调整方形定位杆在限位块的限位槽中的位置，以及连接杆相对方形定位杆 的位置，使连接头对准对准微流控芯片的芯片储液池，然后旋紧定位螺栓B和定位螺栓A连 接头的水平位置，再旋转压紧螺母使连接头在限位螺栓的带动下垂直下移，从而实现了气 液引导装置的CTZ三维定位；通过毛细管的密封接头一端连接的泵源，向芯片储液池内气 液引导，施加为0-lOMPa。
有益效果
本发明有效地解决了微流控芯片与外接管路和泵源的连接问题，可以使气液接入 实现CTZ三维定位，可以根据微流控芯片进出口的特点任意设计更换不同的接头，解决了 微流控芯片气液引导、芯片清洗、试剂注入和流体驱动控制，与检测器兼容等问题，为芯片 的大规模应用提供了很好的连接装置。
图1为本发明的总体结构图2为本发明的后视图3为本发明装置的底盘结构示意图4为本发明气液引导装置剖面图5为本发明多接头同时连接装置示意1-限位块，2-定位螺栓A，3-限位螺栓，4-连接杆，5_压紧螺母，6_底盘，7_压紧 螺栓，8-固定块，9-微流控芯片，10-连接头，11-方形定位杆，14-毛细管，15-密封接头， 16-定位螺栓B，17-密封垫圈，18-密封垫，19-内衬管，20-芯片储液池。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对发明作进一步详细的说明。
实施例
本发明的一种微流控芯片气液加压装置，如图1所示，包括限位块1、限位螺栓3、 连接杆4、压紧螺母5、底盘6、压紧螺栓7、固定块8、连接头10、方形定位杆11、毛细管14、 密封接头15和内衬管19。
限位块1与底盘6垂直固定，如图3所示，底盘6上加工有固定微流控芯片的定位4凹台，定位凹台的凹面经过磨光处理，定位凹台的凹面底部开有检测孔，用于激光诱导荧光 检测器物镜的对准检测，定位凹台侧面开有泄流缺口，引导外溢液体流出，定位凹台的两端 通过压紧螺栓7拧紧固定块8，用于夹固芯片；如图2所示，限位块1上开有限位槽，限位槽 上加工有定位通槽，限位槽的开槽方向与底盘6的定位凹台的凹面平行；连接杆4 一端开有 方形连接孔，连接杆4另一端开有限位孔，且限位孔与方形连接孔开孔方向垂直，限位孔中 部加工有定位槽，压紧螺母5放置在定位槽上，限位螺栓3穿过限位孔并与压紧螺母5螺纹 连接；如图4所示，限位螺栓3上端与密封接头15螺纹连接，且接口处通过锥形定位台结构 夹紧密封；限位螺栓3下端与连接头10螺纹连接，且接口处通过密封垫圈17密封；密封接 头15、限位螺栓3、连接头10分别沿中心轴开有通孔，内衬管19插入密封接头15、限位螺 栓3、连接头10内部组成的通道，毛细管14穿过内衬管19，毛细管14的密封接头15 —端 连接泵源，毛细管14的连接头10 —端对准微流控芯片9的芯片储液池20，连接头10与芯 片储液池20之间通过密封垫18密封；方形定位杆11的一端插入限位块1前端的限位槽， 使方形定位杆11只能沿限位槽横向滑动，在限位块1后端通过拧紧定位螺栓B16使方形定 位杆11相对限位块1固定，方形定位杆11的另一端穿过连接杆4的方形连接孔，连接杆4 的方形连接孔上端安装定位螺栓A2，通过拧紧定位螺栓A2使方形定位杆11与连接杆4固 定。
将微流控芯片9放入定位凹槽内，保证定位凹台的凹面水平，压紧螺栓7拧紧固定 块8夹固芯片；通过调整方形定位杆11在限位块1的限位槽中的位置，以及连接杆4相对 方形定位杆11的位置，使连接头10对准对准微流控芯片9的芯片储液池20，然后旋紧定 位螺栓B16和定位螺栓A2连接头10的水平位置，再旋转压紧螺母5使连接头10在限位螺 栓3的带动下垂直下移，从而实现了气液引导装置的XYZ三维定位；通过毛细管14的密封 接头15 —端连接的泵源，向芯片储液池20内气液引导，施加为O-lOMPa。
如图5所示，本实施例中在限位块1的限位槽中固定两个方形定位杆，且其中一个 方形定位杆上固定一个带有连接头的连接杆，另一个方形定位杆上固定两个带有连接头的 连接杆，用以实现同时对芯片不同的部位储液池的加压。
权利要求
1.一种微流控芯片气液加压装置，其特征在于包括限位块(1)、限位螺栓(3)、连接杆 (4)、压紧螺母(5)、底盘(6)、压紧螺栓(7)、固定块(8)、连接头(10)、方形定位杆(11)、毛 细管(14)、密封接头(15)和内衬管(19)；限位块(1)与底盘(6)垂直固定，底盘(6)上加工有固定微流控芯片的定位凹台，定位 凹台的凹面经过磨光处理，定位凹台的凹面底部开有检测孔，定位凹台侧面开有泄流缺口， 定位凹台的两端通过压紧螺栓(7)拧紧固定块(8)；限位块(1)上开有限位槽，限位槽上加 工有定位通槽，限位槽的开槽方向与底盘(6)的定位凹台的凹面平行；连接杆(4) 一端开 有方形连接孔，连接杆⑷另一端开有限位孔，且限位孔与方形连接孔开孔方向垂直，限位 孔中部加工有定位槽，压紧螺母( 放置在定位槽上，限位螺栓C3)穿过限位孔并与压紧螺 母(5)螺纹连接；限位螺栓C3)上端与密封接头(1 螺纹连接，且接口处通过锥形定位台 结构夹紧密封；限位螺栓C3)下端与连接头(10)螺纹连接，且接口处通过密封垫圈(17)密 封；密封接头(15)、限位螺栓C3)、连接头(10)分别沿中心轴开有通孔，内衬管(19)插入密 封接头(15)、限位螺栓(3)、连接头(10)内部组成的通道，毛细管(14)穿过内衬管(19)， 毛细管(14)的密封接头(1 一端连接泵源，毛细管(14)的连接头(10) —端对准微流控 芯片(9)的芯片储液池(20)，连接头(10)与芯片储液池00)之间通过密封垫(18)密封； 方形定位杆(11)的一端插入限位块(1)前端的限位槽，使方形定位杆(11只能沿限位槽横 向滑动，在限位块(1)后端通过拧紧定位螺栓B(16)使方形定位杆(11)相对限位块(1)固 定，方形定位杆(U)的另一端穿过连接杆的方形连接孔，连接杆的方形连接孔上 端安装定位螺栓AO)，通过拧紧定位螺栓A(2)使方形定位杆(11)与连接杆固定。
2.一种微流控芯片气液加压装置，其特征在于连接头(10)可根据芯片储液池的形状 和大小进行更换。
3.一种微流控芯片气液加压装置，其特征在于根据需要可以在限位块(1)的限位槽 中固定一个或一个以上的方形定位杆(11)，以及在同一个方形定位杆(11)上固定一个或 一个以上带有连接头(10)的连接杆。
全文摘要
本发明为一种微流控芯片气液加压装置，属于微流控芯片接口领域。本发明包括限位块、限位螺栓、连接杆、压紧螺母、底盘、压紧螺栓、连接头、方形定位杆、毛细管。限位块与底盘垂直固定，底盘上加工有定位凹台；限位螺栓穿过限位孔并与压紧螺母螺纹连接；限位螺栓上端连接密封接头；限位螺栓下端与连接头连接；毛细管穿过密封接头、限位螺栓、连接头内部组成的通道，毛细管一端连接泵源；方形定位杆的一端插入限位块前端的限位槽，通过定位螺栓固定，方形定位杆的另一端穿过连接杆的方形连接孔，通过定位螺栓固定。本发明实现了对微流控芯片气液接入的XYZ三维定位，可根据需要更换接头，且与检测器兼容，可广泛应用于微流控芯片气液接入。
文档编号G01N35/10GK102043062SQ20101053664
公开日2011年5月4日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者丁惠, 吕雪飞, 徐建栋, 李勤, 邓玉林 申请人:北京理工大学