CN105396633A - 软质微流控芯片可逆夹具 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种软质微流控芯片可逆夹具，包括底板，该底板的一侧凹设形成有凹槽，该凹槽的侧壁向四周凹设形成有台阶部，所述凹槽的底部用以放置硬质微流控芯片，所述台阶部上用以支撑软质微流控芯片，所述软质微流控芯片的厚度大于所述台阶部的深度，所述凹槽的顶端开口处遮盖固定有盖板，所述盖板上对应所述软质微流控芯片的进出液口位置开设有通孔，该通孔安装有进出液接头，所述凹槽的底部开设有上下相通的观测窗口。该夹具通过压力贴合PDMS等软质微流控芯片，可以随时更换PDMS芯片，并通过一种通用PEEK接头实现流体的输送，该装置简单易用，操作方便，成本低。

Description

软质微流控芯片可逆夹具
技术领域
本申请属于微流控芯片技术领域，特别涉及一种软质微流控芯片可逆夹具。
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。
以PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)材质为代表的软质微流控芯片，因其成本低，使用简单，而且具有良好的化学惰性等特点，成为一种广泛应用于微流控领域的聚合物材料。
多数微流控芯片功能的发挥要求其具有闭合的管路，因此PDMS芯片在使用时需要和玻璃、PDMS或者PMMA等材质的芯片进行键合，形成封闭的管路，以便于流体样品的连接和操控。该过程通常耗时耗力，而且由于PDMS的透气性、大分子吸附性和容易形变等特点，PDMS芯片的使用寿命较短，需要常常更换，增加了键合成本和人工成本，以及相关的流体连接成本。
为了让微流控芯片发挥特定的功能，一个重要的环节就是将宏观流体注入到微观的芯片管路中去。针对PDMS芯片，常规做法就是利用钢针连接导管和芯片管路，充当宏观流体和微观流体的接口。该方法耐压性差，且钢针的使用容易破坏PDMS的管路结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种软质微流控芯片可逆夹具，该夹具通过压力贴合PDMS等软质微流控芯片，可以随时更换PDMS芯片，并通过一种通用PEEK接头实现流体的输送，该装置简单易用，操作方便，成本低。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种软质微流控芯片可逆夹具，包括底板，该底板的一侧凹设形成有凹槽，该凹槽的侧壁向四周凹设形成有台阶部，所述凹槽的底部用以放置硬质微流控芯片，所述台阶部上用以支撑软质微流控芯片，所述软质微流控芯片的厚度大于所述台阶部的深度，所述凹槽的顶端开口处遮盖固定有盖板，所述盖板上对应所述软质微流控芯片的进出液口位置开设有通孔，该通孔安装有进出液接头，所述凹槽的底部开设有上下相通的观测窗口。
优选的，在上述的软质微流控芯片可逆夹具中，所述凹槽底部至少一个顶角凹设形成有一硬质微流控芯片取置槽。
优选的，在上述的软质微流控芯片可逆夹具中，所述台阶部的至少一个顶角凹设形成有一软质微流控芯片取置槽。
优选的，在上述的软质微流控芯片可逆夹具中，所述通孔具有内螺纹侧壁，所述进出液接头为PEEK接头，其外表面配合所述内螺纹形成有外螺纹。
优选的，在上述的软质微流控芯片可逆夹具中，所述底板的材质为金属。
优选的，在上述的软质微流控芯片可逆夹具中，所述硬质微流控芯片的材质为玻璃或PMMA。
优选的，在上述的软质微流控芯片可逆夹具中，所述软质微流控芯片的材质为PDMS。
优选的，在上述的软质微流控芯片可逆夹具中，所述盖板的边缘与所述底板之间通过螺钉紧固。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.通过压力实现PDMS等软质芯片和硬质芯片的紧密贴合，避免了传统微流控芯片的键合处理，节省时间，降低成本。
2.采用PEEK接头实现导管和软质芯片的可逆连接，操作简单，避免了传统接头粘结胶水的使用。
3.该夹具盖板，上下层芯片局采用透明材质，金属底板加工有通槽，可以配合显微镜观测芯片上面的生化实验过程。
4.夹具加工简单，价格低廉，操作方便，可扩展性强。
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软质微流控芯片可逆夹具的立体结构示意图；
图2所示为本发明具体实施例中软质微流控芯片可逆夹具的分解示意图；
图3所示为本发明具体实施例中底板的结构示意图。
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至图3所示，软质微流控芯片可逆夹具，包括底板1，底板的材质为金属，优选为铝。
底板1的一侧凹设形成有凹槽101，该凹槽101的侧壁向四周凹设形成有台阶部102，凹槽102的底部用以放置硬质微流控芯片5，台阶部102上用以支撑软质微流控芯片6，软质微流控芯片的厚度大于台阶部102的深度(台阶部的深度是指台阶部的顶面与底板上表面之间的距离)，凹槽的顶端开口处遮盖固定有盖板2，盖板上对应软质微流控芯片的进出液口位置开设有通孔201，该通孔安装有进出液接头3，凹槽的底部开设有上下相通的观测窗口103。
在该技术方案中，凹槽通过凹设的台阶部形成两层洗沉结构，其中位于上层的洗沉结构深度在2mm左右，是为了放置软质芯片，同时保证该洗沉深度小于软质芯片厚度。洗位于下层的沉是结构为了放置下层硬质芯片，该洗沉槽外缘尺寸和下层硬质芯片外缘尺寸一致(例如可以是75*25mm，放置常规载玻片)。凹槽的底部开设有上下相通的观测窗口103，便于观测微流控芯片上的生化反应。
进一步地，凹槽101底部至少一个顶角凹设形成有一硬质微流控芯片取置槽1011。台阶部102的至少一个顶角凹设形成有一软质微流控芯片取置槽1021。
在该技术方案中，通过取置槽方便取放硬质芯片或软质芯片。
进一步地，盖板上通孔具有内螺纹侧壁，进出液接头优选为PEEK接头，其外表面配合内螺纹形成有外螺纹。
在该技术方案中，PEEK接头通过转动方式与通孔配合，PEEK接头其头部延伸于盖板下方并与软质微流控芯片上的进出液口连通。
进一步地，硬质微流控芯片的材质优选为玻璃或PMMA等透明聚合物材质。
在该技术方案中，硬质微流控芯片上可以加工微结构，也可以是空白芯片。如果具有微结构，其进出液口需要和上层软质芯片进出液口以及盖板进出液口相对位置保持一致。
进一步地，软质微流控芯片的材质优选为PDMS芯片为代表的软质芯片，该芯片上加工微结构，并在进出液口加工通孔。。
进一步地，盖板材质优选为PMMA等透明聚合物材质，外缘尺寸和金属底板外缘尺寸一致，盖板上与加工内螺纹孔201，螺纹孔位置和软质芯片进出液口的位置对应，盖板厚度小于PEEK接头的螺纹部分高度。盖板四周加工有定位螺纹孔202，这些螺纹孔位置和金属底板定位螺纹孔104位置对应。
在该技术方案中，通过螺钉4来固定盖板和金属底板，从而向上层软质芯片施加压力，使得上层软质芯片和下层硬质芯片通过压力贴合在一起。
安装时，将底层硬质芯片放置于金属底板的下层洗沉槽上，然后将上层软质微流控芯片放置于底层硬质芯片上面，如果底层硬质芯片包含微结构，需要两层芯片位置对应。进一步将盖板放置于芯片和金属底板之上，通过螺钉固定盖板和金属底板，通过压力压紧两层芯片，最后将PEEK接头拧紧到盖板上的内螺纹孔，实现液体连接的目的。
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 (8)

1.一种软质微流控芯片可逆夹具，其特征在于，包括底板，该底板的一侧凹设形成有凹槽，该凹槽的侧壁向四周凹设形成有台阶部，所述凹槽的底部用以放置硬质微流控芯片，所述台阶部上用以支撑软质微流控芯片，所述软质微流控芯片的厚度大于所述台阶部的深度，所述凹槽的顶端开口处遮盖固定有盖板，所述盖板上对应所述软质微流控芯片的进出液口位置开设有通孔，该通孔安装有进出液接头，所述凹槽的底部开设有上下相通的观测窗口。
2.根据权利要求1所述的软质微流控芯片可逆夹具，其特征在于：所述凹槽底部至少一个顶角凹设形成有一硬质微流控芯片取置槽。
3.根据权利要求1所述的软质微流控芯片可逆夹具，其特征在于：所述台阶部的至少一个顶角凹设形成有一软质微流控芯片取置槽。
4.根据权利要求1所述的软质微流控芯片可逆夹具，其特征在于：所述通孔具有内螺纹侧壁，所述进出液接头为PEEK接头，其外表面配合所述内螺纹形成有外螺纹。
5.根据权利要求1所述的软质微流控芯片可逆夹具，其特征在于：所述底板的材质为金属。
6.根据权利要求1所述的软质微流控芯片可逆夹具，其特征在于：所述硬质微流控芯片的材质为玻璃或PMMA。
7.根据权利要求1所述的软质微流控芯片可逆夹具，其特征在于：所述软质微流控芯片的材质为PDMS。
8.根据权利要求1所述的软质微流控芯片可逆夹具，其特征在于：所述盖板的边缘与所述底板之间通过螺钉紧固。
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