CN102353795A - 一种微流控芯片及其热动力驱动系统 - Google Patents

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张洪朋
李冬青
孙野青
黄文�
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Abstract

本发明提供了一种微流控芯片及其热动力驱动系统。其中的系统包括：供液体流通的流道；产生热量并利用该热量对流道中的液体加热，利用液体的热膨胀驱动液体流动的电感线圈；以及向电感线圈提供可变电压的调压单元。应用本发明提供的微流控芯片的热动力驱动系统，可以通过调压单元控制电感线圈产生的热量，从而对流道中液体实现精确的流动控制，可应用性强。

Description

一种微流控芯片及其热动力驱动系统
技术领域
本发明属于微流体控制技术领域，尤其涉及一种微流控芯片及其热动力驱动系统。
背景技术
微流控芯片(Microfluidics)是指能够将生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程的装置。由于微流控芯片在生物、化学、医药等领域具有的巨大潜能，已经成为当前全微分析系统发展的热点领域。
由于微流控芯片中，供液体流通的流道狭小，常规的动力控制方式无法实现对微流控芯片流道中的流体的精确控制，因此，如何实现对微流控芯片的流道中流体的精确控制已成为微流控芯片技术领域的一大难题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种微流控芯片的热动力驱动系统，以解决现有技术提供的常规动力控制方式无法实现对微流控芯片流道中的流体的精确控制的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种微流控芯片的热动力驱动系统，所述系统包括：
供液体流通的流道；
产生热量并利用所述热量对所述流道中的液体加热，利用所述液体的热膨胀驱动所述液体流动的电感线圈；以及
向所述电感线圈提供可变电压的调压单元。
上述系统中，所述电感线圈可以为所述流道的一部分。
上述系统中，所述电感线圈的两端抽头连接所述调压单元，所述电感线圈可以以螺旋状固定于所述流道的内壁上。
上述系统中，所述电感线圈还可以为一平面电感的电感线圈。
上述系统中，其特征在于，所述流道可以是由绝缘注模材料制成的。
本发明的另一目的在于提供了一种微流控芯片，所述芯片包括：
供液体流通的流道；以及
产生热量并利用所述热量对流道中的液体加热，利用所述液体的热膨胀驱动所述液体流动的电感线圈，所述电感线圈的两端抽头与一外部调压单元连接，所述电感线圈以螺旋状固定于所述流道的内壁上。
上述微流控芯片中，所述流道可以是由绝缘注模材料制成的。
本发明的另一目的在于提供了一种如上所述的微流控芯片的制作方法，所述方法包括以下步骤：
将缠绕有电感线圈的细轴固定于一模具内；
向所述模具注入液态绝缘注模材料，并将所述模具内液态绝缘注模材料固化成型；
将所述模具以及细轴与固化成型后的所述绝缘注模材料分离，所述电感线圈以原状固定于所述绝缘注模材料内壁上。
本发明的另一目的在于提供了一种微流控芯片，所述芯片包括：
供液体流通的流道；以及
产生热量并利用所述热量对流道中的液体加热，利用所述液体的热膨胀驱动所述液体流动的电感线圈，所述电感线圈为一平面电感的电感线圈，所述电感线圈的两端抽头与一外部调压单元连接，所述电感线圈作为所述流道的内壁的一部分。
本发明的另一目的在于提供了一种如上所述的微流控芯片的制作方法，所述方法包括以下步骤：
将一平面电感与一细轴顺次固定于一模具内；
向所述模具注入液态绝缘注模材料，并将所述模具内液态绝缘注模材料固化成型；
将所述模具以及细轴与固化成型后的所述绝缘注模材料分离，所述平面电感的电感线圈作为所述细轴形成的腔体的内壁的一部分。
应用本发明提供的微流控芯片的热动力驱动系统，可以通过调压单元控制电感线圈产生的热量，从而对流道中液体实现精确的流动控制，可应用性强。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的微流控芯片的热动力驱动系统的原理图；
图2是本发明另一个实施例提供的微流控芯片的热动力驱动系统的原理图；
图3是本发明一个实施例提供的微流控芯片的制作方法流程图；
图4是本发明另一个实施例提供的微流控芯片的制作方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了解决现有技术的不足，本发明提供了的微流控芯片的热动力驱动系统
包括：供液体流通的流道、产生热量并利用该热量对流道中的液体加热，利用液体的热膨胀驱动液体流动的电感线圈、以及向电感线圈提供可变电压的调压单元。调压单元通过改变电感线圈的供电电压，即可改变电感线圈的发热量，从而控制流道中的液体以不同的流速流动。
应用本发明提供的微流控芯片的热动力驱动系统，可以通过调压单元控制电感线圈产生的热量，从而对流道中液体实现精确的流动控制，可应用性强。
为了进一步实现对流道中液体流动的精确控制，本发明中，电感线圈作为流道的一部分，以使得电感线圈产生的热量能够实现对液体的迅速制热。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，电感线圈的两端抽头连接调压单元13，电感线圈以螺旋状固定于流道12的内壁上。具体地，流道12的内壁设有呈螺旋状排布的一段凹槽11，电感线圈固定于凹槽11内。此时，由于流道中的液体与电感线圈直接接触，其间的理论间距为0，从而实现对流道中液体流动的精确控制。
其中，流道12可以是由聚二甲氧基硅烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，当然，还可以是由现有其它的绝缘注模材料制成。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，电感线圈为平面电感21的电感线圈，平面电感21的电感线圈的两端抽头连接检测单元；电感线圈作为流道22的内壁的一部分。同样地，流道22可以是由聚二甲氧基硅烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，当然，还可以是由现有其它的绝缘注模材料制成。
本发明还提供了一种微流控芯片，包括供液体流通的流道、产生热量并利用该热量对流道中的液体加热，利用液体的热膨胀驱动液体流动的电感线圈，该电感线圈的两端抽头与外部调压单元连接。外部调压单元通过改变电感线圈的供电电压，即可改变电感线圈的发热量，从而控制流道中的液体以不同的流速流动。其中，流道可以是由聚二甲氧基硅烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，当然，还可以是由现有其它的绝缘注模材料制成。
为了使得外部调压单元能够实现对流道中液体流动的精确控制，本发明中，电感线圈作为流道的一部分，以使得电感线圈产生的热量能够实现对液体的迅速制热。
在本发明的一个实施例中，电感线圈的两端抽头连接外部调压单元，电感线圈以螺旋状固定于流道的内壁上。具体地，流道的内壁设有呈螺旋状排布的一段凹槽，电感线圈固定于该凹槽内。此时，由于流道中的液体与电感线圈直接接触，其间的理论间距为0，从而实现外部调压单元对流道中液体流动的精确控制。
在本发明的另一个实施例中，电感线圈为一平面电感的电感线圈，该平面电感的电感线圈的两端抽头连接外部调压单元；电感线圈作为流道的内壁的一部分。
本发明还提供了一种如本发明一个实施例所述的微流控芯片的制作方法，如图3示出了本发明一个实施例提供的微流控芯片的制作方法流程。
在步骤S101中，将缠绕有电感线圈的细轴固定于一模具内，该细轴的直径取决于所设计的流道的直径。
在步骤S102中，向该模具注入液态绝缘注模材料，并通过加热等方式，将模具内液态绝缘注模材料固化成型。其中的液态绝缘注模材料优选为聚二甲氧基硅烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
在步骤S103中，将模具以及细轴与固化成型后的绝缘注模材料分离，此时，原缠绕在细轴上的电感线圈将仍以原状固定于绝缘注模材料内壁上，该电感线圈之间的部分成为液体的流道。
本发明还提供了一种如本发明另一个实施例所述的微流控芯片的制作方法，如图4示出了本发明另一个实施例提供的微流控芯片的制作方法流程。
在步骤S201中，将一平面电感与一细轴顺次固定于一模具内，该细轴的直径取决于所设计的流道的直径。
在步骤S202中，向该模具注入液态绝缘注模材料，并通过加热等方式，将模具内液态绝缘注模材料固化成型。其中的液态绝缘注模材料优选为聚二甲氧基硅烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
在步骤S203中，将模具以及细轴与固化成型后的绝缘注模材料分离，此时，平面电感的电感线圈将作为该细轴所形成的腔体的内壁的一部分，该腔体成为液体的流道。
其中的平面电感既可以是市面常用的平面芯片电感器，也可以是自制的平面电感器，当该平面电感是自制的平面电感器时，本发明在步骤S201之前，还可以包括以下步骤：将电感线圈按预设的图形(如：圆形、方形等)布置缠绕到一载玻片上，该缠绕有电感线圈的载玻片即作为如上所述的平面电感。
应用本发明提供的微流控芯片的热动力驱动系统，可以通过调压单元控制电感线圈产生的热量，从而对流道中液体实现精确的流动控制，可应用性强。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微流控芯片的热动力驱动系统，其特征在于，所述系统包括：
供液体流通的流道；
产生热量并利用所述热量对所述流道中的液体加热，利用所述液体的热膨胀驱动所述液体流动的电感线圈；以及
向所述电感线圈提供可变电压的调压单元。
2.如权利要求1所述的微流控芯片的热动力驱动系统，其特征在于，所述电感线圈为所述流道的一部分。
3.如权利要求2所述的微流控芯片的热动力驱动系统，其特征在于，所述电感线圈的两端抽头连接所述调压单元，所述电感线圈以螺旋状固定于所述流道的内壁上。
4.如权利要求2所述的微流控芯片的热动力驱动系统，其特征在于，所述电感线圈为一平面电感的电感线圈。
5.如权利要求3或4所述的微流控芯片的热动力驱动系统，其特征在于，所述流道是由绝缘注模材料制成的。
6.一种微流控芯片，其特征在于，所述芯片包括：
供液体流通的流道；以及
产生热量并利用所述热量对所述流道中的液体加热，利用所述液体的热膨胀驱动所述液体流动的电感线圈，所述电感线圈的两端抽头与一外部调压单元连接，所述电感线圈以螺旋状固定于所述流道的内壁上。
7.如权利要求6所述的微流控芯片，其特征在于，所述流道是由绝缘注模材料制成的。
8.一种如权利要求6或7所述的微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将缠绕有电感线圈的细轴固定于一模具内；
向所述模具注入液态绝缘注模材料，并将所述模具内液态绝缘注模材料固化成型；
将所述模具以及细轴与固化成型后的所述绝缘注模材料分离，所述电感线圈以原状固定于所述绝缘注模材料内壁上。
9.一种微流控芯片，其特征在于，所述芯片包括：
供液体流通的流道；以及
产生热量并利用所述热量对所述流道中的液体加热，利用所述液体的热膨胀驱动所述液体流动的电感线圈，所述电感线圈为一平面电感的电感线圈，所述电感线圈的两端抽头与一外部调压单元连接，所述电感线圈作为所述流道的内壁的一部分。
10.一种如权利要求9所述的微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将一平面电感与一细轴顺次固定于一模具内；
向所述模具注入液态绝缘注模材料，并将所述模具内液态绝缘注模材料固化成型；
将所述模具以及细轴与固化成型后的所述绝缘注模材料分离，所述平面电感的电感线圈作为所述细轴形成的腔体的内壁的一部分。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103285462A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 苏州扬清芯片科技有限公司 一种恒温输液芯片
CN109022246A (zh) * 2018-09-07 2018-12-18 西安交通大学 真三维高集成度温控微反应器及其加工方法
CN109261234A (zh) * 2018-11-23 2019-01-25 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片和分析装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020141903A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-03 Gene Parunak Methods and systems for processing microfluidic samples of particle containing fluids
CN1464303A (zh) * 2002-06-20 2003-12-31 中国科学院理化技术研究所 高聚物微流控芯片的制备方法
CN1837808A (zh) * 2006-04-22 2006-09-27 福州大学 电化学检测用微流控芯片电极及微流控芯片的制造方法
CN1898016A (zh) * 2003-11-21 2007-01-17 株式会社荏原制作所 采用液体的微芯片装置
US20080022927A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Sean Xiao-An Zhang Microfluidic device for controlled movement of material
CN101216458A (zh) * 2008-01-09 2008-07-09 浙江大学 可控制进样体积的微流控芯片筛分电泳分析方法
CN102006936A (zh) * 2007-11-22 2011-04-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于微流体系统的阀
CN202093032U (zh) * 2011-06-03 2011-12-28 大连海事大学 一种微流控芯片及其热动力驱动系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020141903A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-03 Gene Parunak Methods and systems for processing microfluidic samples of particle containing fluids
CN1464303A (zh) * 2002-06-20 2003-12-31 中国科学院理化技术研究所 高聚物微流控芯片的制备方法
CN1898016A (zh) * 2003-11-21 2007-01-17 株式会社荏原制作所 采用液体的微芯片装置
CN1837808A (zh) * 2006-04-22 2006-09-27 福州大学 电化学检测用微流控芯片电极及微流控芯片的制造方法
US20080022927A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Sean Xiao-An Zhang Microfluidic device for controlled movement of material
CN102006936A (zh) * 2007-11-22 2011-04-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于微流体系统的阀
CN101216458A (zh) * 2008-01-09 2008-07-09 浙江大学 可控制进样体积的微流控芯片筛分电泳分析方法
CN202093032U (zh) * 2011-06-03 2011-12-28 大连海事大学 一种微流控芯片及其热动力驱动系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103285462A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 苏州扬清芯片科技有限公司 一种恒温输液芯片
CN109022246A (zh) * 2018-09-07 2018-12-18 西安交通大学 真三维高集成度温控微反应器及其加工方法
CN109022246B (zh) * 2018-09-07 2021-02-26 西安交通大学 真三维高集成度温控微反应器及其加工方法
CN109261234A (zh) * 2018-11-23 2019-01-25 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片和分析装置
CN109261234B (zh) * 2018-11-23 2021-03-23 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片和分析装置

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