CN105344404A - 微流控芯片夹具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微流控芯片夹具，包括对接的第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件和第二夹持件的相对面之间分别凹设形成有第一安装槽和第二安装槽，微流控芯片具有进液口的两端分别插置于所述第一安装槽和第二安装槽内，所述第一夹持件上固定有与所述微流控芯片进液口对应的至少一根进液导管，所述第二夹持件上固定有与所述微流控芯片出液口对应的至少一根出液导管，所述第一夹持件和第二夹持件之间通过固定件可拆卸连接。该通过螺杆连接夹具和芯片，拆卸方便，成本低、夹具整体体积小；两套夹持件通过螺杆连接，且螺杆长度可变，适用不同长度微流控芯片。

Description

微流控芯片夹具

技术领域

本申请属于微流控芯片技术领域，特别是涉及一种微流控芯片夹具，特别应用于硬质微流控芯片。

背景技术

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、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。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。

由于其体积小、试剂消耗量低和高度集成化等特点，越来越多的研究人员开始关注微流控芯片。对于微流控芯片的使用，一个重要的环节就是外部流体和微流控芯片管路的连接。绝大部分微流体芯片使用者仍然采用直接将硬质芯片和流体导管进行胶黏的连接方法。此类连接方法属于不可逆连接，芯片和流体导管无法实现拆解和后续使用，同时此连接方法也在很大程度上影响了芯片的固定和观测。此外，胶黏的方法操作复杂，并且有可能对样品造成污染，因此阻碍了微流控芯片的大规模应用。

适配于硬质微流体芯片的外置夹具能够很好的解决这些问题。但此类芯片夹具的开发进展缓慢，鲜有的夹具类型存在诸多问题，如连接方法繁复，连接方式固定，不具备可调节性，同时，夹具和芯片的连接密闭性差，容易发生失压、漏液，影响芯片的使用效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微流控芯片夹具，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种微流控芯片夹具，包括对接的第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件和第二夹持件的相对面之间分别凹设形成有第一安装槽和第二安装槽，微流控芯片具有进液口的两端分别插置于所述第一安装槽和第二安装槽内，所述第一夹持件上固定有与所述微流控芯片进液口对应的至少一根进液导管，所述第二夹持件上固定有与所述微流控芯片出液口对应的至少一根出液导管，所述第一夹持件和第二夹持件之间通过固定件可拆卸连接。

优选的，在上述的微流控芯片夹具中，

所述第一夹持件具有第一夹持空间，所述第一安装槽与所述第一夹持空间相连通，所述第一夹持空间内固定有第一弹性垫圈，所述第一弹性垫圈两端贯通形成有第一安装孔，所述进液导管对应插置于所述安装孔的一端，所述第一安装孔的另一端凸伸入所述第一安装槽内并与所述微流控芯片的进液口对应；

所述第二夹持件具有第二夹持空间，所述第二安装槽与所述第二夹持空间相连通，所述第二夹持空间内固定有第二弹性垫圈，所述第二弹性垫圈两端贯通形成有第二安装孔，所述出液导管对应插置于所述安装孔的一端，所述第二安装孔的另一端凸伸入所述第二安装槽内并与所述微流控芯片的出液口对应。

优选的，在上述的微流控芯片夹具中，

所述第一夹持件包括上下组装固定的第一上盖板和第一下盖板，所述第一上盖板和第一下盖板之间围成所述第一夹持空间，所述第一夹持空间包括第一垫圈槽和第一导管槽，所述第一垫圈槽和第一导管槽分别用以放置第一弹性垫圈和限位进液导管；

所述第二夹持件包括上下组装固定的第二上盖板和第二下盖板，所述第二上盖板和第二下盖板之间围成所述第二夹持空间，所述第二夹持空间包括第二垫圈槽和第二导管槽，所述第二垫圈槽和第二导管槽分别用以放置第二弹性垫圈和限位出液导管。

优选的，在上述的微流控芯片夹具中，所述第一上盖板和第一下盖板之间通过相配合的螺杆和螺母固定；所述第二上盖板和第二下盖板之间通过相配合的螺杆和螺母固定。

优选的，在上述的微流控芯片夹具中，所述第一夹持空间还包括贯穿所述第一夹持件两端的定位螺杆第一安装孔，所述第二夹持空间还包括贯穿所述第二夹持件两端的定位螺杆第二安装孔，所述定位螺杆第一安装孔和定位螺杆第二安装孔相对应，定位螺杆分别穿过所述定位螺杆第一安装孔和定位螺杆第二安装孔与定位螺母转动固定。

优选的，在上述的微流控芯片夹具中，定位螺杆夹持于所述第一上盖板和第一下盖板之间、以及第二上盖板和第二下盖板之间。

优选的，在上述的微流控芯片夹具中，所述第一安装槽与所述第一夹持空间之间形成有台阶部；所述第二安装槽与所述第二夹持空间之间形成有台阶部。

优选的，在上述的微流控芯片夹具中，所述第一弹性垫圈和第二弹性垫圈的材质为聚四氟橡胶。

优选的，在上述的微流控芯片夹具中，所述进液导管和出液导管为PTFE导管。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)、通过螺杆连接夹具和芯片，拆卸方便，成本低、夹具整体体积小；

(2)、采用聚四氟橡胶材质的弹性垫圈，耐压性能强，耐腐蚀性强，弹性垫圈连接芯片和液体进出口管路，密封效果好，不会漏液；通过弹性垫圈使PTFE管路和芯片管路紧密连接；

(3)、根据需要可以设置多个液体进出口，适用于复杂的生化反应；

(4)、本案夹具适用于厚度和宽度固定的玻璃和PMMA等硬质微流控芯片，而且适用于不同长度的硬质微流控芯片；

(5)、芯片中间有观测窗口，夹具和直接配合显微镜观察实验结果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中微流控芯片夹具的立体图；

图2所示为本发明具体实施例中微流控芯片夹具的立体分解图。

具体实施方式

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详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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。

参图1和图2所示，微流控芯片夹具包括对接的第一夹持件100和第二夹持件200，第一夹持件100和第二夹持件200的相对面之间分别凹设形成有第一安装槽101和第二安装槽201，微流控芯片(图未示)具有进液口的两端分别插置于第一安装槽101和第二安装槽201内，第一夹持件上固定有与微流控芯片进液口对应的至少一根进液导管102，第二夹持件上固定有与微流控芯片出液口对应的至少一根出液导管202，第一夹持件和第二夹持件之间通过固定件可拆卸连接。

在该技术方案中，微流控芯片优选为硬质芯片，芯片厚度和宽度固定，和夹持件的夹持空间尺寸一致。微流控芯片进出液口为侧面进出口，单侧可以配置多个进出液口，进出液口并列且均匀分布。硬质微流控芯片键合之后，保证进出液口位于整体芯片中间位置，确保和导管、垫圈位置准确连接。

第一夹持件100具有第一夹持空间103，第一安装槽101与第一夹持空间103相连通，第一夹持空间103内固定有第一弹性垫圈104，第一弹性垫圈两端贯通形成有第一安装孔105，进液导管对应插置于安装孔的一端，第一安装孔的另一端凸伸入第一安装槽101内并与微流控芯片的进液口对应。

第一夹持件100包括上下组装固定的第一上盖板106和第一下盖板107，第一上盖板106和第一下盖板107之间围成第一夹持空间，第一夹持空间包括第一垫圈槽108和第一导管槽109，第一垫圈槽和第一导管槽分别用以放置第一弹性垫圈104和限位进液导管102。

第二夹持件200具有第二夹持空间203，第二安装槽201与第二夹持空间203相连通，第二夹持空间203内固定有第二弹性垫圈204，第二弹性垫圈两端贯通形成有第二安装孔205，出液导管对应插置于安装孔的一端，第二安装孔的另一端凸伸入第二安装槽201内并与微流控芯片的出液口对应。

第二夹持件200包括上下组装固定的第二上盖板206和第二下盖板207，第二上盖板206和第二下盖板207之间围成第二夹持空间，第二夹持空间包括第二垫圈槽208和第二导管槽209，第二垫圈槽和第二导管槽分别用以放置第二弹性垫圈204和限位出液导管202。

进一步地，第一上盖板106和第一下盖板107之间通过相配合的螺杆110和螺母111固定；第二上盖板206和第二下盖板207之间通过相配合的螺杆210和螺母211固定。螺杆和螺母优选为M3螺杆和M3螺母。

在该技术方案中，第一上盖板和第一下盖板、第二上盖板和第二下盖板之间通过相配合的螺杆和螺母实现可拆卸固定，易于想到的是，上盖板和下盖板之间还可以通过螺杆与螺孔配合的方式实现可拆卸固定，还可以采用卡扣等方式实现。

进一步地，第一夹持件和第二夹持件的上下盖板材质优选为铝制。

进一步地，第一夹持空间还包括贯穿第一夹持件两端的定位螺杆第一安装孔112，第二夹持空间还包括贯穿第二夹持件两端的定位螺杆第二安装孔212，定位螺杆第一安装孔112和定位螺杆第二安装孔212相对应，定位螺杆301分别穿过定位螺杆第一安装孔和定位螺杆第二安装孔与定位螺母302转动固定。定位螺杆和定位螺母优选为M3螺杆和M3螺母。

作为优选的，定位螺杆301夹持于第一上盖板和第一下盖板之间、以及第二上盖板和第二下盖板之间。

在该技术方案中，聚四氟橡胶垫圈优选加工四个通孔，通孔位置和微流控芯片流路位置对应，且通孔直径小于PTFE导管外径。聚四氟橡胶垫圈整体尺寸大于夹持件的垫圈槽，利用螺杆挤压垫圈形变，实现紧密连接。

为了对微流控芯片进行限位，第一安装槽101与第一夹持空间103之间形成有台阶部；第二安装槽201与第二夹持空间202之间形成有台阶部213。

在上述技术方案中，第一弹性垫圈和第二弹性垫圈的材质优选为聚四氟橡胶。但本实施例中的弹性垫圈也可以采用其他弹性材料，比如全氟橡胶等。

在上述技术方案中，进液导管和出液导管优选为PTFE导管。其内径大于微流控芯片管路孔径，外径稍大于聚四氟橡胶弹性垫圈内径，导管壁厚足够支撑导管进入垫圈而不产生形变。导管的材质还可以为FEP,ECTFE,ETFE,PFA或者PEEK导管。

在安装时，将PTFE导管插入到带有导管口的聚四氟橡胶垫圈，将垫圈和导管整体放置到单侧上下盖板之间，通过盖板固定M3螺杆和盖板固定M3螺母，左右两套盖板接连完成，将微流控芯片放置在左右两套盖板之间，通过定位M3螺杆和定位M3螺母固定，进面连接，防止漏液。左右两套盖板通过螺杆连接，且螺杆长度可变，适用不同长度微流控芯片。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种微流控芯片夹具，其特征在于，包括对接的第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件和第二夹持件的相对面之间分别凹设形成有第一安装槽和第二安装槽，微流控芯片具有进液口的两端分别插置于所述第一安装槽和第二安装槽内，所述第一夹持件上固定有与所述微流控芯片进液口对应的至少一根进液导管，所述第二夹持件上固定有与所述微流控芯片出液口对应的至少一根出液导管，所述第一夹持件和第二夹持件之间通过固定件可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片夹具，其特征在于：

所述第一夹持件具有第一夹持空间，所述第一安装槽与所述第一夹持空间相连通，所述第一夹持空间内固定有第一弹性垫圈，所述第一弹性垫圈两端贯通形成有第一安装孔，所述进液导管对应插置于所述安装孔的一端，所述第一安装孔的另一端凸伸入所述第一安装槽内并与所述微流控芯片的进液口对应；

所述第二夹持件具有第二夹持空间，所述第二安装槽与所述第二夹持空间相连通，所述第二夹持空间内固定有第二弹性垫圈，所述第二弹性垫圈两端贯通形成有第二安装孔，所述出液导管对应插置于所述安装孔的一端，所述第二安装孔的另一端凸伸入所述第二安装槽内并与所述微流控芯片的出液口对应。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片夹具，其特征在于：

所述第一夹持件包括上下组装固定的第一上盖板和第一下盖板，所述第一上盖板和第一下盖板之间围成所述第一夹持空间，所述第一夹持空间包括第一垫圈槽和第一导管槽，所述第一垫圈槽和第一导管槽分别用以放置第一弹性垫圈和限位进液导管；

所述第二夹持件包括上下组装固定的第二上盖板和第二下盖板，所述第二上盖板和第二下盖板之间围成所述第二夹持空间，所述第二夹持空间包括第二垫圈槽和第二导管槽，所述第二垫圈槽和第二导管槽分别用以放置第二弹性垫圈和限位出液导管。

4.根据权利要求3所述的微流控芯片夹具，其特征在于：所述第一上盖板和第一下盖板之间通过相配合的螺杆和螺母固定；所述第二上盖板和第二下盖板之间通过相配合的螺杆和螺母固定。

5.根据权利要求3所述的微流控芯片夹具，其特征在于：所述第一夹持空间还包括贯穿所述第一夹持件两端的定位螺杆第一安装孔，所述第二夹持空间还包括贯穿所述第二夹持件两端的定位螺杆第二安装孔，所述定位螺杆第一安装孔和定位螺杆第二安装孔相对应，定位螺杆分别穿过所述定位螺杆第一安装孔和定位螺杆第二安装孔与定位螺母转动固定。

6.根据权利要求5所述的微流控芯片夹具，其特征在于：定位螺杆夹持于所述第一上盖板和第一下盖板之间、以及第二上盖板和第二下盖板之间。

7.根据权利要求2所述的微流控芯片夹具，其特征在于：所述第一安装槽与所述第一夹持空间之间形成有台阶部；所述第二安装槽与所述第二夹持空间之间形成有台阶部。

8.根据权利要求2所述的微流控芯片夹具，其特征在于：所述第一弹性垫圈和第二弹性垫圈的材质为聚四氟橡胶。

9.根据权利要求1所述的微流控芯片夹具，其特征在于：所述进液导管和出液导管为PTFE导管。