一种微流控芯片磁珠混匀装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微流控芯片领域，具体涉及一种微流控芯片磁珠混匀装置及方法。
【背景技术】
[0002]磁珠混匀是一个物理过程，在微流控芯片中进行磁珠反应混匀是必需的步骤，其混匀效果取决于使用的装置和方法。微流控芯片作为化学和生物反应的载体，在这些领域中大量应用。更多的成熟技术被集成其中，磁珠技术对分析过程的高灵敏度贡献已经成为化学和生物反应必不可少的过程，但随着功能模块的增加，集成化程度也越来越高，流体在芯片中的空间日渐缩小，传统需要独立几步完成的微流体试验，现在根据试验需要集成在一个芯片上完成。传统依靠液流运动促进扩散的混匀方式，也已经无法满足在微流控芯片中磁珠快速高效混勾的要求。
[0003]目前，广泛应用的微流控芯片混匀装置主要分为被动混匀和主动混匀两类。被动混匀主要依赖液流自身的动力形成的自然扩散实现混匀，例如:振荡器混匀等，无法满足集成化需要；主动混匀多采用有源磁铁吸附方式，主要依赖外部磁体磁力的位置变化来引导磁珠混匀过程。这种方式可以达到比较理想的混匀效果，并且可以控制磁珠运动，但是有源电磁铁体积较大，并且需要在多个位置布置磁体，占用大量空间，不利于集成化，芯片化的实现，另外由于磁珠的移动需要通过调整不同方位的磁力来实现，需要花费大量的时间。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种微流控芯片磁珠混匀装置及方法，实现在较小的空间内磁珠溶液中磁珠的快速混匀。
[0005]第一方面，本发明提出一种微流控芯片磁珠混勾装置，包括:第一容器、第二容器、底座、进气孔、凹槽和膜片；
[0006]所述底座包括第一表面、第二表面和第一通孔、第二通孔，所述第一容器靠近所述底座的表面设有第一开口，所述第一通孔与所述第一开口形状一致；所述第二容器靠近所述底座的表面设有第二开口，所述第二通孔与所述第二开口形状一致；所述凹槽设置在所述底座的第二表面上且位于所述底座的中心，所述底座上设有连通所述凹槽与所述第一通孔的第一通道、连通所述凹槽与所述第二通孔的第二通道，连通所述进气孔和所述第一通孔的第三通道；所述膜片覆盖所述凹槽、第一通孔、第二通孔和底座的第二表面。
[0007]优选的，所述装置还包括永磁体。
[0008]优选的，所述装置还包括透气不透水的滤膜，所述滤膜设置在所述第三通道内。
[0009]优选的，所述装置还包括吹气阀，所述吹气阀设置在所述第三通道与所述第一通孔连接的位置上，用于控制所述第三通道的打开与关闭。
[0010]优选的，所述装置还包括清洗液池所述清洗液池与所述底座之间设置有第三通孔。
[0011]优选的，所述装置还包括废液池，所述废液池与所述底座之间设置有第四通孔。
[0012]优选的，所述清洗液池和所述废液池之间设有隔板。
[0013]优选的，所述装置包括一个或多个第二容器。
[0014]第二方面，本发明还提供了一种微流控芯片磁珠混匀方法，包括:
[0015]第二容器中的溶液经第二通孔和第二通道流入凹槽后，覆盖在第二通孔上的膜片接收正气压，膜片鼓起，堵塞第二通道；
[0016]覆盖在凹槽中的膜片接收到正气压，迫使凹槽中的溶液经第一通道流入第一容器后，膜片鼓起，堵塞第一通道；
[0017]通过进气孔和第三通道向第一容器中引入正压气流，以根据所述正压气流混匀所述第一容器中的磁珠溶液。
[0018]优选的，在通过进气孔和第三通道向第一容器中引入正压气流之后，所述方法还包括:
[0019]通过改变永磁体与第一容器之间的距离，聚集和打散所述第一容器的溶液中的磁珠。
[0020]本发明提供了一种微流控芯片磁珠混匀装置及方法，将溶液通过第二容器流入到凹槽内，通过膜片的鼓起关闭第二通道，通过凹槽下膜片的鼓起迫使凹槽内的溶液流入第一容器，在第一容器经过上述步骤包含了磁珠溶液和样本溶液后，向进气孔通入正压气流，通过控制正压气流的压力和流量，推动第一容器溶液内磁珠的快速运动，实现磁珠链在反应杯中的溶液不断的混匀和扩散运动，从而在较小的空间内实现磁珠溶液中磁珠的快速混匀。
【附图说明】
[0021]图1为本发明一实施例提供的微流控芯片磁珠混匀装置示意图；
[0022]图2为本发明一实施例提供的图1中A-A’方向的剖视图；
[0023]图3示为本发明另一实施例提供的微流控芯片磁珠混匀装置示意图；
[0024]图4为本发明一实施例中气动混匀波形图；
[0025]图5为本发明一实施例中气动清洗波形图；
[0026]附图标记说明:
[0027]1、清洗液池；2、样本杯；3、标记杯；4、底物杯；5、包被杯；6、磁珠杯；7、废液池；8、凹槽；9、反应杯；10、第一通孔；11、进气孔；12、吹气阀；13、第二通孔；14、膜片；15、永磁体；16、底座；17、第一通道；18、第二通道；19、第三通道。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]本发明提供了一种微流控芯片磁珠混匀装置，将有磁珠的磁珠溶液，通过主膜栗从磁珠杯通过杯下膜片和主膜栗配合传送到反应杯中；同时包含有样本的样本溶液，通过主膜栗从样本杯通过杯下膜片和主膜栗配合也传送到反应杯中；这时两种溶液同时进入反应杯中。正压气流通过进气孔吹气阀连接到反应杯中，通过对外部正压气流的压力和流量程控调整，气流以脉动方式由反应杯底部侧面推动磁珠液体快速运动，实现磁珠链在反应杯中的溶液中作不断混匀和扩散运动。这时驱动反应杯附近的永磁体靠近磁珠溶液，会吸附磁珠链在永磁体附近的反应杯中聚集；驱动反应杯附近的永磁体离开反应杯，则会重新进行磁珠链的混匀和扩散运动。在气流动力的推动下通过重复磁珠链在微流控溶液中从聚集到扩散的次数可以保证溶液快速混合完全。
[0030]图1和图2示出了本发明一实施例提供的微流控芯片磁珠混匀装置示意图，如图1和图2所示，微流控芯片磁珠混匀装置包括:样本杯2、标记杯3、底物杯4、显色杯5、磁珠杯6、反应杯9、底座16、进气孔11、凹槽8和膜片14，底座16包括第一表面、第二表面和第一通孔、第二通孔，反应杯9靠近底座16的表面设有第一开口，第一通孔与所述第一开口形状保持一致，样品杯2靠近底座16的表面设有第二开口，第二通孔与所述第二开口形状一致；凹槽8设置在底座16的第二表面上且位于底座16的中心，底座16上设有连通凹槽8与第一通孔的第一通道、连通凹槽8与第二通孔的第二通道，连通进气孔11和第一通孔的第三通道，膜片14覆盖凹槽8、第一通孔、第二通孔和底座16的第二表面；标记杯3、底物杯
4、显色杯5、磁珠杯6结构与样品杯2结构类似；
[0031]可以理解的是，这里的反应杯9为第一容器，样品杯2、标记