适于远程控制的微流控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实验装置，尤其涉及一种适于远程控制的微流控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]传统的微流控智能实验装置不带有远程控制功能，给实际操作带来诸多不便，为了便于远程控制操作，需要设计一种适于远程控制的微流控智能实验装置。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种适于远程控制的微流控智能实验装置及其工作方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微流控芯片的微流控智能实验装置，适于微流控芯片垂直插入的卡槽，所述卡槽安装在一振动机构上，所述振动机构由处理器模块控制，以及所述微流控智能实验装置还包括适于对微流控芯片中反应液进行取样的取样装置;并且，所述处理器模块与无线模块相连，以接收上位机发送的控制信号。
[0006]进一步，所述微流控智能实验装置还包括:适于微流控芯片垂直插入的卡槽，用于微流控芯片加热的供电模块，以及位于所述卡槽一侧的挤压装置;所述供电模块、挤压装置均由处理器模块控制，所述处理器模块还与一温度传感器相连，以当微流控芯片加热到一定温度后，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，且包括依次排列的试剂储液层、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，即所述反应池位于微流控芯片的底部；
所述混合反应层还设有一适于将微通道主路与外界相通的管路，该管路口覆盖有密封薄膜，在药剂反应完毕后，撕开该密封薄膜，所述取样装置通过插入针管将反应液抽出化验;所述取样装置包括与针管相连的负压腔，即将反应液从反应池中抽入该负压腔。
[0008]进一步，所述中间连接层内镶嵌有加热丝，且各加热丝分别绕设于相应石蜡密封处;所述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，且各喷气孔分别对相应准储液池位置;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]进一步，所述挤压装置包括若干伸缩挤压棒，且各伸缩挤压棒分别对相应准储液池位置;所述各伸缩挤压棒分别由相应的丝杆机构驱动，即伸出压迫储液池，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；所述各丝杆机构的驱动电机均由所述处理器模块控制。
[0011]又一方面，本发明还提供了一种所述微流控智能实验装置的工作方法，包括如下步骤:
步骤S1，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；
步骤S3，启动振动机构，对微流控芯片进行高频振动，使微流控芯片内的试剂反应充分；以及
步骤S4，通过取样装置从微流控芯片中抽取反应液进行化验。
[0012]进一步，所述微流控智能实验装置包括:用于微流控芯片加热的供电模块，以及位于所述卡槽一侧的挤压装置;所述供电模块、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温度传感器相连;所述步骤S1中对微流控芯片加热的方法包括:通过处理器模块控制供电模块对微流控芯片加热。
[0013]进一步，所述微流控芯片采用多层垂直设置，且包括依次排列的试剂储液层、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，即所述反应池位于微流控芯片的底部;所述混合反应层还设有一适于将微通道主路与外界相通的管路，该管路口覆盖有密封薄膜，在药剂反应完毕后，撕开该密封薄膜，所述取样装置通过插入针管将反应液抽出化验;所述取样装置包括与针管相连的负压腔，即将反应液从反应池中抽入该负压腔。
[0014]进一步，所述中间连接层内镶嵌有加热丝，且各加热丝分别绕设于相应石蜡密封处;所述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供电模块对微流控芯片加热，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。
[0015]进一步，所述挤压装置采用风幕，且风幕中设有若干喷气孔，且各喷气孔分别对相应准储液池位置;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；或所述挤压装置包括若干伸缩挤压棒，且各伸缩挤压棒分别对相应准储液池位置;所述各伸缩挤压棒分别由相应的丝杆机构驱动，且各丝杆机构的驱动电机均由所述处理器模块控制；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驱动电机旋转，以通过丝杆机构带动伸缩挤压棒对准储液池位置伸出，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。
[0016]本发明的有益效果是，(1)通过无线模块实现了与上位机互联，接收上位机的控制指令，达到远程控制的目的；(2)通过振动机构，提高了试剂的反应效率，并且可以快速取出反应液，提高了测试效率;(3)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；
(4)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；(5)通过挤压装置，能够促使其快速排液，提高了实验效率;(6)所述挤压装置与电热丝相配合，可以实现试剂的按一定顺序逐一或同时添加，满足特殊生化反应需要。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0018]图1示出了本发明的微流控智能实验装置的结构示意图；
图2示出了本发明的微流控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；
图5示出了一个伸缩挤压棒的结构示意图。
[0019]图中:微流控芯片1、卡槽2、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、加热丝122、通孔123、供电接口 124、微通道支路131、微通道主路132、反应池133、管路134、密封薄膜135、风幕400、喷气孔401、伸缩挤压棒402、丝杆螺母403、丝杆404、驱动电机405。
【具体实施方式】
[0020]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。
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