一种用于微流控芯片的智能实验装置及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微流控技术领域，尤其涉及一种用于微流控芯片的智能实验装置及其工作方法。
【背景技术】
[0002]生化检测微流控芯片为多功能系统芯片，该芯片把生化检测所涉及的样品制备、定量进样、液体混合、生化反应、分离检测等基本操作单元集成或基本集成于几平方厘米的芯片之上，是用以取代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术平台。
[0003]但是传统的微流控芯片由于无法保存试剂，造成实验操作步骤复杂，试剂也容易被污染。
[0004]因此，为了解决上述技术问题，需要涉及无需人工加样的智能实验装置及其工作方法是本领域的技术难题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种微流控芯片的智能实验装置及其工作方法，该智能实验装置减少了加样步骤，避免了试剂污染，提高了实验数据的准确性。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微流控芯片的智能实验装置，包括:适于微流控芯片垂直插入的卡槽，用于为微流控芯片加热的加热装置，用于为该加热装置提供电源的交流供电模块，以及位于所述卡槽一侧的挤压装置；所述交流供电模块、挤压装置均由处理器模块控制，所述处理器模块还与一用于检测所述加热装置温度的温度传感器相连，以当加热到预设温度后，控制挤压装置横向挤压微流控芯片。
[0007]进一步，所述微流控芯片采用多层垂直设置，且包括依次设置的试剂储液层、中间连接层、混合反应层；所述试剂储液层中分布若干储液池，各储液池通过覆盖于剂储液层表面的密封膜及中间连接层密封；所述中间连接层上设有储液池排液的多个通孔，且各通孔通过石蜡密封，当石蜡融化时，储液池通过至少一通孔与混合反应层中的相应微通道支路相连，各微通道支路向下倾斜分别连接混合反应层中的微通道主路，该微通道主路垂直向下连通位于混合反应层底部的反应池；以及各储液池的高度均高于反应池。
[0008]进一步，所述中间连接层内镶嵌有呈截锥涡卷弹簧形的加热丝，加热丝即为所述加热装置，且各加热丝分别设在相应石蜡密封处；所述交流供电模块的多路输出端分别与各加热丝的供电输入端相连，且该交流供电模块由处理器模块控制多路输出；通过所述处理器模块控制加热丝通电加热，以融化石蜡。
[0009]进一步，所述挤压装置采用风幕，且风幕中设有若干喷气孔，且各喷气孔分别对准储液池位置；各喷气孔的供气管道上分别设有气阀，且各气阀的控制端均与处理器模块相连，通过所述处理器模块控制相应气阀打开，喷气孔对准储液池位置喷出气体，以压迫储液池，使在该储液池对应的石蜡融化后，储液池中的试剂快速排入至反应池中。
[0010]又一方面，本发明还提供了一种所述的智能实验装置的工作方法，包括如下步骤:
步骤SI，对微流控芯片加热；
步骤S2，控制挤压装置横向挤压微流控芯片。
[0011]进一步，所述智能实验装置包括:适于微流控芯片垂直插入的卡槽，用于微流控芯片加热的交流供电模块，以及位于所述卡槽一侧的挤压装置；所述交流供电模块、挤压装置均由处理器模块控制，以及所述处理器模块还与一用于检测所述加热装置温度的温度传感器相连；所述步骤SI中对微流控芯片加热的方法包括:通过处理器模块控制交流供电模块对微流控芯片加热。
[0012]进一步，所述微流控芯片采用多层垂直设置，且包括依次设置的试剂储液层、中间连接层、混合反应层；所述试剂储液层中分布若干储液池，且各储液池通过覆盖于剂储液层表面的密封膜及中间连接层密封；所述中间连接层上设有储液池排液的通孔，且通孔通过石蜡密封，当石蜡融化时，储液池通过通孔与混合反应层中的各微通道支路相连，各微通道支路向下倾斜分别连接混合反应层中的微通道主路，该微通道主路垂直向下连通位于混合反应层底部的反应池；以及各储液池的高度均高于反应池。
[0013]进一步，所述中间连接层内镶嵌有呈截锥涡卷弹簧形的加热丝，且各加热丝分别设在相应石蜡密封处；所述交流供电模块的多路输出端分别与各加热丝的供电输入端相连，且该交流供电模块由处理器模块控制多路输出；通过处理器模块控制交流供电模块对微流控芯片中的所述石蜡加热，即通过所述处理器模块控制加热丝通电加热，以融化石蜡，使储液池与反应池连通。
[0014]进一步，所述挤压装置采用风幕，且风幕中设有若干喷气孔，且各喷气孔分别对准储液池位置；各喷气孔的供气管道上分别设有气阀，且各气阀的控制端均与处理器模块相连；步骤S2，控制挤压装置横向挤压微流控芯片的方法包括:通过所述处理器模块控制相应气阀打开，喷气孔对准储液池位置喷出气体，以压迫储液池，使在该储液池对应的石蜡融化后，储液池中的试剂快速排入至反应池中。
[0015]本发明的有益效果是，(I)将反应试剂预封装在微流控芯片中，减少了操作者加样步骤；(2)通过本智能实验装置实现试剂自动化移动到混合反应层的反应池中；(3)通过风幕，能够十分柔和的对储液池进行压迫，促使其快速排液，提高了实验效率；(4)所述风幕中各喷气孔与电热丝相配合能实现试剂的逐一或同时添加，满足特殊实验需要。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0017]图1示出了本发明的智能实验装置的结构示意图；
图2示出了本发明的智能实验装置的控制原理框图；
图3示出了本发明的微流控芯片的结构示意图；
图4示出了本发明的中间连接层的结构示意图。
[0018]图中:微流控芯片1、卡槽2、交流供电模块3、挤压装置4、密封膜100、储液层110、中间连接层120、混合反应层130、储液池111、石蜡121、微通道支路131、微通道主路132、反应池133、加热丝122、通孔123、供电接口 124、风幕400、喷气孔401。
【具体实施方式】
[0019]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0020]实施例1
如图1所示，本发明提供了一种微流控芯片I的智能实验装置，包括:适于微流控芯片I垂直插入的卡槽2，用于通过加热装置给微流控芯片I加热的交流供电模块3 (输出电压优选10-20V)，以及位于所述卡槽2 —侧的挤压装置4 ;所述交流供电模块3、挤压装置4均由处理器模块控制，所述处理器模块还与一用于检测加热装置温度的温度传感器相连，以当加热到预设温度(即:石蜡的熔点)后，控制挤压装置4横向挤压微流控芯片I。期间，控制加热装置继续加热，防止石蜡凝固。
[0021]具体的，所述微流控芯片I采用多层垂直设置(采用立式)，且包括依次设置的试剂储液层110、中间连接层120、混合反应层130 ;所述试剂储液层110中分布若干储液池111，各储液池111通过覆盖于剂储液层110表面的密封膜100及中间连接层120密封；所述中间连接层120上设有储液池111排液的通孔123，且通孔123通过石蜡121密封(使通孔123相当于一个阀门)，当石蜡121融化时(相当于阀门打开)，储液池111通过通孔123与混合反应层130中的各微通道支路131相连，各微通道支路131向下倾斜分别连接混合反应层130中的微通道主路132，该微通道主路132垂直向下连通位于混合反应层130底部的反应池133 ;以及各储液池111的高度均高于反应池133。
[0022]所述储液池111与反应池133之间存在落差，便于已流入反应池133的试剂不会倒灌到储液池111中。
[0023]其中，所述密封膜100采用弹性薄膜，进一步，所述混合反应层130的背面也覆盖有密封膜100。所述试剂储液层110、中间连接层120、混合反应层130的基材例如但不限于塑料片、玻璃片、石英片、PVC或硅片。
[0024]并且，所述中间连接层120内镶嵌有加热丝122，且各加热丝122分别绕设相应石蜡121密封处；所述交流供电模块3的多路输出端分别与各加热丝122的供电输入端(即供电接口 124)相连，且该交流供电模块3由处理器模块控制多路输出；通过所述处理器模块控制加热丝122通电加热，以融化石蜡121。
[0025]其中，所述交流供电模块3的多路输出端的各路可以分别连接三极管，且三极管的控制端(基极)分别与处理器模块的各控制端相连，通过处理器给出三极管导通电平或者关断电平实现多路输出端的分别控制，进而选择相应的储液池111打开。
[0026]优选的，所述挤压装置4采用风幕400，且风幕400中设有若干喷气孔401，且各喷气孔401分别对准储液池111位置；各喷气孔401的供气管道上分别设有气阀，且各气阀的控制端均与处理器模块相连，通过所述处理器模块控制相应气阀打开，喷气孔401对准储液池111位置喷出气体，以压迫储液池111，使在该储液池111对应的石蜡121融化后，储液池111