CN109631618A - 一种基于磁性液体液滴的泵送换热装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于磁性液体液滴的泵送换热装置，适用于各类微流控芯片的恒温控制。该装置包括：传导换热管路(1)，控制线圈(2)，磁性液体液滴(3)，连续相导热溶液(4)，恒温区域(5)，变温区域(6)。控制线圈(2)沿着传导换热管路(1)均匀分布，连续相导热溶液(4)充满传导换热管路(1)，磁性液体液滴(3)悬浮在连续相导热溶液(4)中。传导换热管路(1)包括两部分主要区域，分别是恒温区域(5)和变温区域(6)，恒温区域(5)与微流控芯片相连，实现对各类微流控芯片生物检测过程的精确温度控制；变温区域(6)与外部变温装置相连，实现流经变温区域(6)的连续相导热溶液(4)的升温或降温。

Description

一种基于磁性液体液滴的泵送换热装置
技术领域
本发明属于传导换热领域，适用于各类微流控芯片的恒温控制。
背景技术
目前随着生物测试技术的发展，对测试的精度、速度、准确度提出了更高的要求。由此使得微流控芯片技术迅速发展。
在生物检测过程中，很多生物检材是极其稀有的，宏观的滴定方式对生物检材的消耗量过大，因此不允许采用这种方式进行测定分析，由此提出了微流控芯片的概念。国内对微流控芯片的研究尚处于起步阶段，例如专利《用于碱度分析的芯片上实验室》(专利申请号：201180044579.6)，专利《一种用于生物实验室检测化学成分的实验芯片》(专利申请号：201410812276.X)，专利《实验芯片系统》(专利申请号：201490000623.2)等，都提出了不同的微流控芯片结构，但是已有的各类微流控芯片结构均缺乏对生物检测反应过程的温度控制，而某些生物检测需要在特定温度下进行，由于传统的泵送温度控制系统体积庞大，因此不满足检测系统对小型化和微型化的需求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题：现有的微流控芯片不能够实现生物检测过程温度精确控制的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于磁性液体液滴的泵送换热装置，该装置包括：传导换热管路，控制线圈，磁性液体液滴，连续相导热溶液，恒温区域，变温区域。
该装置各部分之间的连接：
控制线圈沿着传导换热管路均匀分布，连续相导热溶液充满传导换热管路，磁性液体液滴悬浮在连续相导热溶液中。传导换热管路包括两部分主要区域，分别是恒温区域和变温区域，恒温区域与微流控芯片相连，实现对各类微流控芯片生物检测过程的精确温度控制；变温区域与外部变温装置相连，实现流经变温区域的连续相导热溶液的升温或降温。
均匀分布的控制线圈在外部控制电路的控制下，相邻控制线圈交替通电，在通电控制线圈的周围将产生磁场，磁性液体液滴在磁场梯度的作用下，将沿着磁场梯度方向在传导换热管路内移动，当磁性液体液滴移动到通电的控制线圈下方时，改变控制线圈的通电方式，使得磁性液体液滴继续向前移动，如此往复，通过相邻控制线圈交替通电的方式，使得磁性液体液滴在传导换热管路内不停运动，在磁性液体液滴的运动过程中，连续相导热溶液在磁性液体液滴的运动作用下，在传导换热管路内连续流动。
本发明的有益效果：
由于恒温区域与微流控芯片相连，因此能够保证微流控芯片内的生物化学反应在恒温条件下进行，保证反应的准确高效，反应过程中产生或吸收的热量都经过连续相导热溶液传递到变温区域，变温区域的控温单元通过升温或降温使得连续相导热溶液重新回归到恒温区域所需要的反应温度，如此往复，就在不依附于外加泵的情况下，实现了对不同微流控芯片内部生物化学反应的精确温度控制，同时做到了整体控制单元的小型化和微型化。
附图说明
图1一种基于磁性液体液滴的泵送换热装置。
图中：传导换热管路1，控制线圈2，磁性液体液滴3，连续相导热溶液4，恒温区域5，变温区域6。
具体实施方式
以附图1为具体实施方式对本发明作进一步说明：
一种基于磁性液体液滴的泵送换热装置，该装置包括：传导换热管路1，控制线圈2，磁性液体液滴3，连续相导热溶液4，恒温区域5，变温区域6。
该装置各部分之间的连接：
控制线圈2沿着传导换热管路1均匀分布，连续相导热溶液4充满传导换热管路1，磁性液体液滴3悬浮在连续相导热溶液4中。传导换热管路1包括两部分主要区域，分别是恒温区域5和变温区域6，恒温区域5与微流控芯片相连，实现对各类微流控芯片生物检测过程的精确温度控制；变温区域6与外部变温装置相连，实现流经变温区域6的连续相导热溶液4的升温或降温。
均匀分布的控制线圈2在外部控制电路的控制下，相邻控制线圈2交替通电，在通电控制线圈2的周围将产生磁场，磁性液体液滴3在磁场梯度的作用下，将沿着磁场梯度方向在传导换热管路1内移动，当磁性液体液滴3移动到通电的控制线圈2下方时，改变控制线圈2的通电方式，使得磁性液体液滴3继续向前移动，如此往复，通过相邻控制线圈2交替通电的方式，使得磁性液体液滴3在传导换热管路1内不停运动，在磁性液体液滴3的运动过程中，连续相导热溶液4在磁性液体液滴3的运动作用下，在传导换热管路1内连续流动。
由于恒温区域5与微流控芯片相连，因此能够保证微流控芯片内的生物化学反应在恒温条件下进行，保证反应的准确高效，反应过程中产生或吸收的热量都经过连续相导热溶液4传递到变温区域6，变温区域6的控温单元通过升温或降温使得连续相导热溶液4重新回归到恒温区域5所需要的反应温度，如此往复，就在不依附于外加泵的情况下，实现了对不同微流控芯片内部生物化学反应的精确温度控制，同时做到了整体控制单元的小型化和微型化。

Claims (1)

1.一种基于磁性液体液滴的泵送换热装置，其特征在于：
该装置包括：传导换热管路(1)，控制线圈(2)，磁性液体液滴(3)，连续相导热溶液(4)，恒温区域(5)，变温区域(6)；
控制线圈(2)沿着传导换热管路(1)均匀分布，连续相导热溶液(4)充满传导换热管路(1)，磁性液体液滴(3)悬浮在连续相导热溶液(4)中，传导换热管路(1)包括恒温区域(5)和变温区域(6)两部分，恒温区域(5)与微流控芯片相连，变温区域(6)与外部变温装置相连；均匀分布的控制线圈(2)在外部控制电路的控制下，相邻控制线圈(2)交替通电，在通电控制线圈(2)的周围将产生磁场，磁性液体液滴(3)在磁场梯度的作用下，将沿着磁场梯度方向在传导换热管路(1)内移动，当磁性液体液滴(3)移动到通电的控制线圈(2)下方时，改变控制线圈(2)的通电方式，使得磁性液体液滴(3)继续向前移动，如此往复，通过相邻控制线圈(2)交替通电的方式，使得磁性液体液滴(3)在传导换热管路(1)内不停运动，在磁性液体液滴(3)的运动过程中，连续相导热溶液(4)在磁性液体液滴(3)的运动作用下，在传导换热管路(1)内连续流动。
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WO2010146261A2 (fr) * 2009-06-19 2010-12-23 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Systeme microfluidique et procede correspondant pour le transfert d'elements entre phases liquides et utilisation de ce systeme pour extraire ces elements
CN106197117A (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 苏州暖舍节能科技有限公司 一种微通道换热器系统

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