CN112973820A - 一种微流控芯片的气液加压进样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微流控芯片的气液加压进样装置，包括离心管，离心管开口处可拆卸设置有密封上盖，且离心管顶部与密封上盖的连接处设置有密封垫圈，密封上盖一侧开设有进气孔，进气孔一端可拆卸密封连接有气动快插接头，气动快插接头远离进气孔一端与压力源连接，进气孔另一端与离心管相连通，密封上盖顶部开设有进样孔，进样孔内可拆卸密封设置有液体导出管接头，液体导出管接头内设置有轴向贯通的通孔，液体导出管一端与微流控芯片相连接，液体导出管另一端穿过通孔延伸至离心管内。该装置加压过程中的安全性较高，连接简便，密封性好。

Description

一种微流控芯片的气液加压进样装置

技术领域

本发明涉及生物医疗设备技术领域，具体涉及一种微流控芯片的气液加压进样装置。

背景技术

微流控芯片以微管道为网络连接微泵、微阀、微储液池、微电板、微检测单元等具有光、电和流体输送功能的元器件，实现化学分析设备的微型化，最大限度的将整个生化分析实验室样品的制备、生物与化学反应、分离、检测等基本单元集成到一块几平方厘米的芯片上，完成不同的生化反应，并对其产物进行分析，最集中地体现了将分析实验室的功能转移到芯片上的思想。

在采用微流控芯片进行指标检测时，需要使用到加压储液池，其用来存储需要流入微流控芯片的液体样品，并保证液体样品在外加气体压力的驱动下加入至微流控芯片中。但是现有的加压储液池的结构如图1所示，由玻璃试管1'，橡胶塞2'，气体导入管3'，液体导出管4'组成，在使用过程中，将液体样品从离心管中转移至玻璃试管1'中，玻璃试管1'的开口处使用橡胶塞2'进行密封，橡胶塞2'上插接有气体导入管3'和液体导出管4'，外界气体通过气体导入到玻璃试管1'内，在压力作用下液体样品通过液体导出管4'引入至微流控芯片中。但是上述的加压储液池在使用时存在以下缺陷：(1)加压储液池的结构设计较为简单，其密封性完全取决于橡胶塞与玻璃试管开口处内壁是否压紧，以及橡胶塞与气体导入管和液体导出管之间的连接紧密程度，不同的操作者，不同的操作条件均会造成密封性的差异，进而导致实验的可重复性较差；(2)不同的形状和大小的玻璃试管往往需要与不同直径的气体导入管和液体导出管进行配合使用，这就导致需要对橡胶塞进行更换或在橡胶塞上重新开孔，或者需要在加压储液池与微流控芯片之间连接转接装置，操作比较繁琐；(3)用于盛放液体样品的玻璃管耐压一般不高于0.2Mpa，由于微流控芯片中流道往往比较细小，流动阻力比较大，往往0.2Mpa以上的压力才能驱动液体样品达到需要流速，但是常规玻璃试管无法承受这种压力，因此带来了爆炸等安全隐患。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种微流控芯片的气液加压进样装置，其采用离心管容纳液体样品，操作更加方便快捷，保证了加压过程中的安全性，将其与密封上盖配合使用，连接简便，密封性好，且可与不同的形状和大小的离心管进行配合使用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种微流控芯片的气液加压进样装置，包括离心管、密封垫圈、密封上盖、进样孔、进气孔、液体导出管接头、液体导出管、气动快插接头和压力源，所述离心管开口处可拆卸设置有密封上盖，且所述离心管顶部与所述密封上盖的连接处设置有密封垫圈，所述密封上盖一侧开设有进气孔，所述进气孔一端可拆卸密封连接有气动快插接头，所述气动快插接头远离所述进气孔一端与所述压力源连接，所述进气孔另一端与所述离心管相连通，所述密封上盖顶部开设有进样孔，所述进样孔内可拆卸密封设置有液体导出管接头，所述液体导出管接头内设置有轴向贯通的通孔，所述液体导出管一端与微流控芯片相连接，所述液体导出管另一端穿过所述通孔延伸至所述离心管内。

进一步地改进在于，所述气动快插接头与所述进气孔螺纹连接，所述液体导出管接头与所述进样孔螺纹连接，且所述气动快插接头与所述进气孔连接处及所述所述液体导出管接头与所述进样孔连接处均设置有第一弹性密封件。通过设置，方便的对设备进行组装，且可根据离心管的形状和大小对液体导出管接头进行更换，以便其与不同直径的液体导出管相配合使用，适用性较广，保证了向微流控芯片进样时的稳定性和精确性。

进一步地改进在于，所述通孔内侧壁上设置有第二弹性密封件，所述液体导出管外侧通过第二弹性密封件与通孔胀紧密封固定。通过在液体导出管接头上的通孔与液体导出管外侧之间设置第二弹性密封件，可进一步保证了密封效果。

进一步地改进在于，所述第二弹性密封件的上端面在高度上低于所述液体导出管接头的上端面，且所述第二弹性密封件下部呈倒置漏斗状结构。通过设置，可将第二弹性密封件牢固固定在通孔内侧壁上，避免在离心管内压力作用下第二弹性密封件脱离通孔。

进一步地改进在于，所述密封垫圈为环形结构，所述密封垫圈固定在所述密封上盖上，且所述密封垫圈的内径小于所述离心管开口处的内径，所述密封垫圈的外径大于所述离心管开口处的外径。

进一步地改进在于，所述离心管的体积大于2mL时，所述离心管顶部外侧与所述密封上盖螺纹连接。当离心管的体积大于2mL时，离心管顶部外侧自带有外螺纹，离心管便可直接与密封上盖螺纹连接。

进一步地改进在于，所述离心管的体积小于或等于2mL时，所述离心管顶部外侧固定设置有密封下盖，所述密封下盖外侧与所述密封上盖螺纹连接。当离心管的体积小于或等于2mL 时，由于离心管的体积较小，其外侧部不具有外螺纹，且离心管的直径较小，可通过设置密封下盖，使离心管与密封上盖密封固定。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明中采用市场上通用的离心管容纳液体样品，其不需要额外进行无菌处理，且质量稳定，成本低，爆破压力高，可保证加压过程中整个装置的安全性；通过在离心管顶部设置密封上盖，并在密封上盖上开设进气孔和进样孔，进气孔处通过气动快插接头与压力源相连，进样孔设有液体导出管接头，进气孔和进样孔处均采用了标准螺纹尺寸和快插接头，保证了组装拆卸的方便性，还可根据离心管的大小形状和大小对液体导出管接头进行更换，以便其与不同直径的液体导出管相配合使用，适用性较广；上述设置还保证了装置的气密封，保证了向微流控芯片进样时的稳定性和精确性。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为现有技术中加压储液池的结构示意图；

图2为实施例1中微流控芯片的气液加压进样装置的立体结构图；

图3为实施例1中微流控芯片的气液加压进样装置的剖视图；

图4为实施例2中微流控芯片的气液加压进样装置的立体结构图；

图5为实施例2中微流控芯片的气液加压进样装置的剖视图；

其中，具体附图标记为：玻璃试管1'，橡胶塞2'，气体导入管3'，液体导出管4'，离心管1，密封垫圈2，密封上盖3，进样孔4，进气孔5，液体导出管接头6，第二弹性密封件 8，液体导出管9，气动快插接头10，密封下盖11。

具体实施方式

实施例1

本实施例公开了一种微流控芯片的气液加压进样装置，如图2和图3所示，包括离心管 1、密封垫圈2、密封上盖3、进样孔4、进气孔5、液体导出管接头6、液体导出管9、气动快插接头10和压力源，本实施例中离心管1的体积大于2mL，优选的离心管1的体积为15mL 或50mL，离心管1顶部外侧自带有外螺纹，离心管1顶部外侧与密封上盖3螺纹连接，且离心管1顶部与密封上盖3的连接处设置有密封垫圈2，密封垫圈2为环形结构，密封垫圈2 固定在密封上盖3上，且密封垫圈2的内径小于离心管1开口处的内径，密封垫圈2的外径大于离心管1开口处的外径。密封上盖3由铝合金加工而成，其轮廓为正六边形，密封上盖 3一侧开设有进气孔5，进气孔5一端可拆卸密封连接有气动快插接头10，气动快插接头10 远离进气孔5一端与压力源连接，进气孔5另一端与离心管1相连通，密封上盖3顶部开设有进样孔4，进样孔4内可拆卸密封设置有液体导出管接头6，液体导出管接头6内设置有轴向贯通的通孔，液体导出管9一端与微流控芯片相连接，液体导出管9另一端穿过通孔延伸至离心管1内，液体导出管9为聚四氟乙烯材质，根据实际需要，密封上盖3顶部可开设有多个进样孔4。

其中，气动快插接头10与进气孔5螺纹连接，液体导出管接头6与进样孔4螺纹连接，且气动快插接头10与进气孔5连接处及液体导出管接头6与进样孔4连接处均设置有第一弹性密封件。通过设置，方便的对设备进行组装，且可根据离心管1的形状和大小对液体导出管接头6进行更换，以便其与不同直径的液体导出管9相配合使用，适用性较广，保证了向微流控芯片进样时的稳定性和精确性。

其中，通孔内侧壁上设置有第二弹性密封件8，液体导出管9外侧通过第二弹性密封件8 与通孔胀紧密封固定。通过在液体导出管接头6上的通孔与液体导出管9外侧之间设置第二弹性密封件8，可进一步保证了密封效果。优选地，第二弹性密封件8的上端面在高度上低于液体导出管接头6的上端面，且第二弹性密封件8下部呈倒置漏斗状结构。通过设置，可将第二弹性密封件8牢固固定在通孔内侧壁上，避免在离心管1内压力作用下第二弹性密封件8脱离通孔。具体使用时，第一弹性密封件和第二弹性密封件8可选用具有优异的密封效果的硅胶密封垫。

使用时：

首先将液体样品加入至离心管1中，然后将密封上盖3与离心管1拧紧，此时密封上盖3处于压紧状态，起到气体密封作用，将气动快插接头10与进气孔5拧紧，压力源通过气管插入气动快插接头10中，随即被锁死，将液体导出管9穿过液体导出管接头6上的通孔，插入至离心管1的液面以下，再将液体导出管接头6旋接至密封上盖3上的进样孔4内并拧紧，通过第一弹性密封件和第二弹性密封件8，一方面可保证密封上盖3与液体导出管接头6的密封性，另一方面还可压紧液体导出管9，保证液体导出管接头6与液体导出管9接触面的密封性。打开压力源，气体可通过气动快插接头10和进气孔5进入到离心管1中，对离心管 1内的液体样品进行加压，离心管1内部的压力不断增大，当对液体样品施加的压力大于液体导出管9出口端的压力时，液体样品可从液体导出管9平稳的流出。

实施例2

本发明的实施例2公开了一种微流控芯片的气液加压进样装置，实施例2与实施例1的基本特征相同，两者具有如下区别技术特征：如图4和图5所示，本实施例中离心管1 的体积小于或等于2mL，离心管1顶部外侧固定设置有密封下盖11，密封下盖11同样由铝合金加工而成，密封下盖11外侧与密封上盖3螺纹连接。当离心管1的体积小于或等于2mL时，由于离心管1的体积较小，其外侧部不具有外螺纹，且离心管1的直径较小，可通过设置密封下盖11，使离心管1与密封上盖3密封固定。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种微流控芯片的气液加压进样装置，其特征在于，包括离心管、密封垫圈、密封上盖、进样孔、进气孔、液体导出管接头、液体导出管、气动快插接头和压力源，所述离心管开口处可拆卸设置有密封上盖，且所述离心管顶部与所述密封上盖的连接处设置有密封垫圈，所述密封上盖一侧开设有进气孔，所述进气孔一端可拆卸密封连接有气动快插接头，所述气动快插接头远离所述进气孔一端与所述压力源连接，所述进气孔另一端与所述离心管相连通，所述密封上盖顶部开设有进样孔，所述进样孔内可拆卸密封设置有液体导出管接头，所述液体导出管接头内设置有轴向贯通的通孔，所述液体导出管一端与微流控芯片相连接，所述液体导出管另一端穿过所述通孔延伸至所述离心管内。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片的气液加压进样装置，其特征在于，所述气动快插接头与所述进气孔螺纹连接，所述液体导出管接头与所述进样孔螺纹连接，且所述气动快插接头与所述进气孔连接处及所述所述液体导出管接头与所述进样孔连接处均设置有第一弹性密封件。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片的气液加压进样装置，其特征在于，所述通孔内侧壁上设置有第二弹性密封件，所述液体导出管外侧通过第二弹性密封件与通孔胀紧密封固定。

4.根据权利要求3所述的微流控芯片的气液加压进样装置，其特征在于，所述第二弹性密封件的上端面在高度上低于所述液体导出管接头的上端面，且所述第二弹性密封件下部呈倒置漏斗状结构。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的微流控芯片的气液加压进样装置，其特征在于，所述密封垫圈为环形结构，所述密封垫圈固定在所述密封上盖上，且所述密封垫圈的内径小于所述离心管开口处的内径，所述密封垫圈的外径大于所述离心管开口处的外径。

6.根据权利要求5所述的微流控芯片的气液加压进样装置，其特征在于，所述离心管的体积大于2mL时，所述离心管顶部外侧与所述密封上盖螺纹连接。

7.根据权利要求5所述的微流控芯片的气液加压进样装置，其特征在于，所述离心管的体积小于或等于2mL时，所述离心管顶部外侧固定设置有密封下盖，所述密封下盖外侧与所述密封上盖螺纹连接。

Images