一种基于双微流控芯片夹具的试剂进样分配控制系统及使用方法

本发明涉及微流控芯片，特别是涉及一种基于双微流控芯片夹具的试剂进样分配控制系统及使用方法。

背景技术：

1、微流控芯片技术是一种在微米尺度空间对流体进行操作为主要特征的科学技术，它可以将各种基本操作集成到一块几平方厘米的芯片上，例如细胞培养、分选、裂解、样品制备、反应、分离、检测等。由于这种芯片技术使用安全、价格低廉、集成度高、污染小，微流控芯片技术在微电子、生物医学工程、流体物理、化工领域被人们广泛应用，尤其是在生物医学研究中具有了巨大的发展潜力和广泛的应用前景。流体进样是微流控芯片技术当中的一个重要环节，但是现在大多数的流体进样平台结构复杂，集成化较低，仅能实现单一试剂进样，且只能实现进样功能，难以集成化，且要实现多种功能时需要多个芯片夹具来完成，难以实现便携化且导致成本增加。

2、如专利号cn202210254661公开了一种软质微流控芯片夹具及软质微流控芯片夹具组件，夹具包括第一夹板，芯片适配器，第二夹板，柔性接头和锁紧结构。该夹具当中采用了软质微流控芯片，虽然有效防止了易碎的芯片材质直接接触夹具，但是软质的微流控芯片也增加了成本，且制作工艺要求高，难以集成化和便携化。

3、目前，并没有能够同时实现多个微流控芯片中不同试剂控制切换的进样和分配的进样平台。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于双微流控芯片夹具的试剂进样分配控制系统及使用方法，这种系统能够同时实现多种试剂的分配和自动化控制，提升了在医疗、生物领域的工作效率；而且此系统结构简单，操作方便，具有现实意义和良好的应用前景。

2、为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种基于双微流控芯片夹具的试剂进样分配控制系统，包括用于试剂进样分配的试剂进样分配控制模块；所述试剂进样分配控制模块与双微流控芯片夹具配合相连；所述试剂进样分配控制模块同时与用于控制试样进样过程的液晶屏控制模块相连；

3、所述双微流控芯片夹具包括进样分配控制芯片载台，进样分配控制芯片载台的顶部通过滑槽配合安装有夹具上盖板，夹具上盖板的内部安装有进样压板，进样压板和进样分配控制芯片载台之间设置有能够替换的进样分配控制芯片，并能够实现不同种类的试剂分配和控制，进样分配控制芯片载台的底部通过滑槽配合安装有夹具底座，进样分配控制芯片载台和夹具底座之间设置有微流控检测芯片载台；

4、所述试剂进样分配控制模块包括用于实现正压进样的正压进样装置和用于实现负压进样的负压进样装置；

5、所述液晶屏控制模块包括电路板，电路板与显示屏相连。

6、优选的，所述正压进样装置包括柱塞泵、导流板、电磁阀和试剂管，所述电磁阀排列安装在导流板上，导流板的进气口与柱塞泵连接，导流板的出气孔分别与进气管连接，试剂管排列分别通入出样管和进气管，出样管的另一端分别接于双微流控芯片夹具；

7、所述负压进样装置调压阀、分液瓶和蠕动泵，双微流控芯片夹具的出样孔通过出样管与分液瓶连接，分液瓶另一端通过塑料管连接调压阀，调压阀另一侧通过塑料管连接蠕动泵。

8、优选的，所述双微流控芯片夹具能够实现两种微流控芯片搭配使用，通过进样分配控制芯片载台将进样分配控制芯片和微流控检测芯片搭配来实现两种芯片的密封连接，以同时实现进样分配控制和自动化控制实验流程两种控制模式；

9、所述控制系统能够同时进行6种试剂的精确进样控制，而且能够通过正压进样装置对试剂进行推动和抽取；

10、所述双微流控芯片夹具中可替换的进样分配控制芯片能够选用种类不同的芯片。

11、优选的，接入所述试剂管的进气管和出样管的一端连接金属针头，并且进气管的金属针头位于试剂管管口橡胶部分，出样管的金属针头位于试剂管管底。

12、优选的，夹具底座中间部位开设有下深槽，所述下深槽内部承载微流控检测芯片载台，微流控检测芯片载台通过夹具底座的下弹簧与进样分配控制芯片载台压紧密封；进样分配控制芯片载台通过下插板与夹具底座上的下滑槽固定，进样分配控制芯片载台通过上插板与夹具上盖板固定；夹具上盖板内部开设有上深槽，通过上弹簧连接进样压板，并将进样压板压紧在进样分配控制芯片载台的顶部。

13、优选的，所述夹具底座的两侧对称加工条形下滑槽，所述下滑槽用于和进样分配控制芯片载台插装配合；夹具底座的下深槽处开设有方形孔，方形孔与微流控检测芯片载台的下凸台相适配；

14、夹具底座和微流控检测芯片载台相配合的相对面都分别设置有均匀分布并且相对应的下弹簧孔，夹具底座与微流控检测芯片载台之间通过下弹簧连接，按压微流控检测芯片载台压缩下弹簧后会向下移动；夹具底座前后中间对称加工第一方形凹槽，所述第一方形凹槽用于微流控检测芯片载台的滑动限位，第一方形凹槽位于夹具底座外壁的两侧设置有第一耳板，两侧第一耳板正中间分别加工直径不相同的第一通孔，所述第一通孔同于穿过第一插销，并将微流控检测芯片载台固定到夹具底座上。

15、优选的，所述微流控检测芯片载台前后两侧设置有用于和第一方形凹槽相配合的第一耳座，第一耳座上加工有第一插销孔，所述第一插销孔用于穿过第一插销；微流控检测芯片载台底部中间设置下凸台，下凸台底部设有出样孔，出样孔贯穿下凸台和微流控检测芯片载台，下凸台底部出样孔安装有第一固定栓，微流控检测芯片载台顶部开孔设有第一真空吸盘，第一真空吸盘与第一固定栓之间通过塑料管进行连接。

16、优选的，所述进样分配控制芯片载台中间部位开设有进样分配控制芯片载台槽，所述进样分配控制芯片载台槽中间开设有贯穿进样分配控制芯片载台的孔，孔上下方均设有第二真空吸盘，第二真空吸盘之间通过塑料管进行连接；进样分配控制芯片载台上下两侧呈左右对称设置上插板和下插板，上插板和下插板分别用于与夹具上盖板和夹具底座插装配合固定；进样分配控制芯片载台前后正中间设有矩形凹槽，用于进样压板的限位移动。

17、优选的，所述夹具上盖板中设有上深槽，上深槽左右上方设有方形口，方形口与进样压板上的上凸台相适配；夹具上盖板两侧对称加工上滑槽，所述上滑槽用于和进样分配控制芯片载台固定；夹具上盖板的上深槽处和进样压板上方还设有均匀分布并且相对应的上弹簧孔，夹具上盖板和进样压板之间通过上弹簧连接，按压微流控检测芯片载台会向下移动，夹具上盖板前后中间对称加工第二方形凹槽，所述第二方形凹槽用于进样压板的滑动限位，前后第二方形凹槽底部两侧设置第二耳板，两侧第二耳板正中间分别加工直径不相同的第二通孔，所述第二通孔用于穿过第二插销，并将进样压板固定到夹具上盖板上；

18、所述进样压板前后两侧设置规格相同的第二耳座，第二耳座两侧对称加工第二插销孔，所述第二插销孔用于穿过第二插销；进样压板上方左右分别设有相同规格上凸台，上凸台上设有三个均匀分布的进样孔，进样孔贯穿上凸台和进样压板，上凸台顶部的进样孔处安装有第二固定栓，进样压板底部进样孔处设有第三真空吸盘，第三真空吸盘与第二固定栓之间通过塑料管进行连接。

19、一种基于双微流控芯片夹具的试剂进样分配控制系统的使用方法，包括以下步骤：

20、步骤一，将微流控检测芯片载台两侧第一耳座往下按，微流控检测芯片载台将下弹簧压紧，微流控检测芯片载台到达最底部后将两个第一插销分别插入到夹具底座两侧的第一通孔中，固定住微流控检测芯片载台，然后，将微流控检测芯片放到微流控检测芯片载台与夹具底座形成的芯片槽中，芯片槽起到限位作用，此时，微流控检测芯片只能上下移动，不能四周活动；

21、步骤二，将进样分配控制芯片载台通过下插板与夹具底座的下滑槽进行固定，然后，将夹具底座两侧的第一插销移出，此时，下弹簧的弹力对微流控检测芯片载台产生向上的作用力，微流控检测芯片载台在该作用力下压紧微流控检测芯片，并通过第一真空吸盘使三者密封配合，再将进样分配控制芯片芯片按出样孔对应放置到分配控制芯片芯片槽中，分配控制芯片槽起到限位作用，此时，进样分配控制芯片芯片只能上下移动，不能四周活动；

22、步骤三，进样压板两侧第二耳座往上按，进样压板将上弹簧压紧，进样压板到达最顶部后将两个第二插销分别插入到夹具上盖板的第二通孔中，固定住进样压板，再将分配控制芯片载台通过上插板与夹具上盖板的上滑槽进行固定，然后，将夹具上盖板两侧的第二插销移出，此时，上弹簧的弹力对进样压板产生向下的作用力，进样压板在该作用力下压紧进样分配控制芯片芯片，并通过第三真空吸盘使三者密封配合；

23、步骤四，开启电源，根据实验要求在显示屏上按下试剂进量以及进样顺序。

24、本发明有如下有益效果：

25、1.本发明系统配了两种不同功能的微流控芯片，有效的集成了试剂进样分配控制和实验检测流程两种功能，有利于自动化和便携化设备的开发。

26、2. 本发明系统的结构简单，体积较小，占地面积小，适合在生物及医疗机构大面积推广应用。

27、3. 本发明系统集成化较高，在使用过程中仅需要根据实验要求在液晶屏上按下相应按键，就能实现相应试剂的精准进样，人工操作少，因此实验结果精准可靠，外部干扰少。

28、4. 本发明系统可以根据实验要求，替换不同的芯片来实现不同类型的试剂分配切换和自动化控制。