CN113385242A - 一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备 - Google Patents

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CN113385242A CN202010165154.1A CN202010165154A CN113385242A CN 113385242 A CN113385242 A CN 113385242A CN 202010165154 A CN202010165154 A CN 202010165154A CN 113385242 A CN113385242 A CN 113385242A
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孙杰
杨锋
蒙金妮
王浩宇
刘小娴
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Abstract

本发明公开了一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，属于微流控芯片技术领域，包括壳体、芯片本体和水箱，所述壳体的上表面和下表面均固定连接有水箱，所述壳体正面的上下两侧均开设有通孔，且通孔内设置有芯片本体，且芯片本体的正面固定连接有盖板。本发明中，通过设置水泵、集水盒和喷嘴，喷嘴的数量较少导致水泵输送至集水盒内的水，可以用更强劲的力道被喷嘴喷出，喷嘴喷出的水可以冲洗掉芯片本体流径中的残液，因此紫外线灯工作产生的光线可以透过保护壳并照射在芯片本体上，从而可以对芯片本体进行很好的消毒，且芯片本体在处理时不需要被放置到专用的清洗装置内，从而可以为工人的工作带来了方便。

Description

一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备
技术领域
本发明属于微流控芯片技术领域，尤其涉及一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备。
背景技术
微流控芯片技术是把生物、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，微流控芯片具有消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点,它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析,具有完全自动分析的功能，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，微流控芯片具有多次使用多功能，但是为了避免检测结果出现问题，因此当微流控芯片使用完成后需要进行清洗，现有的清洗方式是将微流控芯片放置清洗装置内进行处理，而清洗装置的放置位置是固定的，因此在清洗时不太方便，同时液体进入芯片内后，由于芯片内流径较多，因此工作人员无法有效的控制液体的流径和流速，为工作人员的操作带来不便，同时芯片的流径裸露在外容易受到空气中微生物的影响。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决芯片清洗不便且芯片的流径容易受到微生物影响的问题，而提出的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，包括壳体、芯片本体和水箱，所述壳体的上表面和下表面均固定连接有水箱，所述壳体正面的上下两侧均开设有通孔，且通孔内设置有芯片本体，且芯片本体的正面固定连接有盖板，且盖板背面的左右两侧均通过电动推杆固定连接有固定片，且两个固定片分别固定连接在壳体的左右两侧面，且两个芯片本体之间设置隔板，且隔板的外表面与壳体的内壁固定连接，所述壳体内壁的正面对应通孔的位置固定连接有保护壳，且保护壳的左右两侧面分别与移动机构的两端固定连接，且移动机构贯穿壳体的背面并固定安装在壳体的背面，所述壳体内设置有集水盒，且集水盒的下表面均匀设置有多个喷嘴，且集水盒上表面的左右两侧均连通有进水管，且进水管的另一端贯穿壳体和水箱的外表面并与水泵的出水口连通，所述水泵固定安装在L形板的上表面，且L形板的外表面与壳体的内壁固定连接，所述保护壳内设置有搅拌叶，且搅拌叶的背面通过固定轴与马达的输出轴固定连接，且固定轴的外表面套接有密封轴承，且密封轴承卡接在保护壳的背面，且马达固定安装在保护壳的背面。
作为上述技术方案的进一步描述：所述保护壳和壳体均为透明状，且保护壳的上方从左往右均匀排列设置有多个紫外线灯，且紫外线灯固定安装在壳体的内壁，所述保护壳背面的左右两侧均连通有排水管，且排水管的另一端贯穿至壳体的后侧，且排水管内设置有橡胶塞。
作为上述技术方案的进一步描述：所述移动机构主要包括固定杆、限位孔、电磁铁块、滑槽、永磁铁块、固定板、定滑轮、第一弹簧、固定绳、圆盘、第二转轴和双轴电机，所述保护壳内壁的左右两侧面均固定连接有固定板，且两个固定板的相对面均开设有滑槽，且滑槽内滑动连接有永磁铁块，且两个永磁铁块的相对面分别与集水盒的左右两侧面固定连接。
作为上述技术方案的进一步描述：所述保护壳的左右两侧面对应固定板的位置均固定连接有U形板，且U形板内设置有电磁铁块，且两个电磁铁块分别固定连接在两个固定杆的相对面，所述固定杆背面的一端贯穿壳体背面开设的限位孔并固定连接有固定块。
作为上述技术方案的进一步描述：所述固定杆的外表面套接有第一弹簧，且第一弹簧的两端分别与壳体的背面与固定块的正面固定连接，所述固定块正面的左右两侧均固定连接有固定绳，且固定绳的另一端固定连接在第二轴承的外表面。
作为上述技术方案的进一步描述：所述第二轴承套接在第二转轴的外表面，且两个第二转轴分别固定连接有两个圆盘相远离的一侧面，且两个圆盘的相对面均通过第一转轴分别与双轴电机的两个输出轴固定连接，且第一转轴的外表面套接有第一轴承，且第一轴承和双轴电机均固定连接在壳体的背面，所述固定绳绕过定滑轮的外表面，且定滑轮固定安装在壳体的背面。
作为上述技术方案的进一步描述：所述L形板的下方设置有压板，且压板下表面的四角处均固定连接有橡胶块，所述压板的上表面固定连接有U形架，且U形架的上表面卡接有多个滑套，且多个滑套从左往右均匀排列设置，所述滑套内套接有滑杆和第二弹簧，且滑杆的顶端和底端分别固定连接有按压块和活塞，且活塞贯穿压板并延伸至压板的下方，且第二弹簧的两端分别与滑套与压板的相对面固定连接。
作为上述技术方案的进一步描述：所述压板的上表面开设有进液孔和两个排液孔，且两个排液孔和进液孔分别设置在U形架的左右两侧，所述水箱的正面对应压板的位置设置有挡板。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过设置水泵、集水盒和喷嘴，喷嘴的数量较少导致水泵输送至集水盒内的水，可以用更强劲的力道被喷嘴喷出，喷嘴喷出的水可以冲洗掉芯片本体流径中的残液，从而达到清洗芯片本体的目的，通过设置马达和搅拌叶，马达工作时可以带动搅拌叶旋转，搅拌叶可以带动保护壳内的水流进行激烈的流动，从而可以更好的清洗芯片本体的表面，通过设置紫外线灯，并设置保护壳为透明状，因此紫外线灯工作产生的光线可以透过保护壳并照射在芯片本体上，从而可以对芯片本体进行很好的消毒，且芯片本体在处理时不需要被放置到专用的清洗装置内，从而可以为工人的工作带来了方便。
2、本发明中，通过设置压板，压板可以压在芯片本体的表面，从而可以实现对流径的封闭，通过设置进液孔和排液孔，可以通过进液孔向芯片本体内注入检测液，也可以通过排液孔将芯片本体中的废液取出，不会对芯片本体的工作造成影响，封闭流经可以有效的保护芯片本体，避免在检测过程中有空气中的微生物进入芯片本体中对检测造成影响。
3、本发明中，通过设置活塞，活塞可以卡在芯片本体上的流径中，从而可以实现流径中液体的阻断，进而可以选择性控制液体流动，进而可以根据工作人员的意愿调节，为工作人员的操作带来了极大的方便。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备的结构示意图；
图2为本发明提出的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备中壳体正视的剖面结构示意图；
图3为本发明提出的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备中壳体局部右视的剖面结构示意图；
图4为本发明提出的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备中水箱右视的剖面结构示意图；
图5为本发明提出的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备中压板俯视的结构示意图；
图6为本发明提出的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备中双轴电机和圆盘后视的的结构示意图；
图7为本发明提出的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备中A处的放大结构示意图。
图例说明：
1、壳体；2、芯片本体；3、盖板；4、电动推杆；5、水箱；6、挡板；7、保护壳；8、紫外线灯；9、集水盒；10、进水管；11、U形板；12、固定杆；13、限位孔；14、电磁铁块；15、喷嘴；16、滑槽；17、永磁铁块；18、固定板；19、搅拌叶；20、排水管；21、隔板；22、定滑轮；23、第一弹簧；24、固定绳；25、圆盘；26、第二转轴；27、马达；28、压板；29、进液孔；30、按压块；31、U形架；32、排液孔；33、橡胶块；34、水泵；35、L形板；36、双轴电机；37、第一转轴；38、活塞；39、第二弹簧；40、滑杆；41、滑套。
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清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，包括壳体1、芯片本体2和水箱5，所述壳体1的上表面和下表面均固定连接有水箱5，所述壳体1正面的上下两侧均开设有通孔，且通孔内设置有芯片本体2，且芯片本体2的正面固定连接有盖板3，且盖板3背面的左右两侧均通过电动推杆4固定连接有固定片，且两个固定片分别固定连接在壳体1的左右两侧面，且两个芯片本体2之间设置隔板21，且隔板21的外表面与壳体1的内壁固定连接，所述壳体1内壁的正面对应通孔的位置固定连接有保护壳7，且保护壳7的左右两侧面分别与移动机构的两端固定连接，且移动机构贯穿壳体1的背面并固定安装在壳体1的背面，所述壳体1内设置有集水盒9，且集水盒9的下表面均匀设置有多个喷嘴15，且集水盒9上表面的左右两侧均连通有进水管10，且进水管10的另一端贯穿壳体1和水箱5的外表面并与水泵34的出水口连通，所述水泵34固定安装在L形板35的上表面，且L形板35的外表面与壳体1的内壁固定连接，所述保护壳7内设置有搅拌叶19，且搅拌叶19的背面通过固定轴与马达27的输出轴固定连接，且固定轴的外表面套接有密封轴承，且密封轴承卡接在保护壳7的背面，且马达27固定安装在保护壳7的背面；通过设置马达27和搅拌叶19，马达27工作时可以带动搅拌叶19旋转，搅拌叶19可以带动保护壳7内的水流进行激烈的流动，从而可以更好的清洗芯片本体2的表面。
具体的，如2图所示，所述保护壳7为透明状，且保护壳7的上方从左往右均匀排列设置有多个紫外线灯8，且紫外线灯8固定安装在壳体1的内壁，所述保护壳7背面的左右两侧均连通有排水管20，且排水管20的另一端贯穿至壳体1的后侧，且排水管20内设置有橡胶塞；通过设置紫外线灯8，并设置保护壳7为透明状，因此紫外线灯8工作产生的光线可以透过保护壳7并照射在芯片本体2上，从而可以对芯片本体2进行很好的消毒，通过设置排水管20和橡胶塞，可以将橡胶塞从排水管20内取出，此时保护壳7内的废水可以通过排水管20被排出。
具体的，如图2-3所示，所述移动机构主要包括固定杆12、限位孔13、电磁铁块14、滑槽16、永磁铁块17、固定板18、定滑轮22、第一弹簧23、固定绳24、圆盘25、第二转轴26和双轴电机36，所述保护壳7内壁的左右两侧面均固定连接有固定板18，且两个固定板18的相对面均开设有滑槽16，且滑槽16内滑动连接有永磁铁块17，且两个永磁铁块17的相对面分别与集水盒9的左右两侧面固定连接；通过设置移动机构，移动机构工作时可以带动喷嘴15前后移动，进而可以调节喷嘴15的喷水位置。
具体的，如图2-3所示，所述保护壳7的左右两侧面对应固定板18的位置均固定连接有U形板11，且U形板11内设置有电磁铁块14，且两个电磁铁块14分别固定连接在两个固定杆12的相对面，所述固定杆12背面的一端贯穿壳体1背面开设的限位孔13并固定连接有固定块；通过设置电磁铁块14，电磁铁块14通电时可以具有强力吸附永磁铁块17的功能，因此电磁铁块14移动时可以带动永磁铁块17移动，永磁铁块17可以带动集水盒9移动控制喷水位置，且可以设置U形板11和固定板18的材质为金属材质，从而使得电磁铁块14带动永磁铁块17移动的效果更好，通过设置U形板11，电磁铁块14可以被限制在U形板11内，因此电磁铁块14在移动时更加稳定。
具体的，如图3所示，所述固定杆12的外表面套接有第一弹簧23，且第一弹簧23的两端分别与壳体1的背面与固定块的正面固定连接，所述固定块正面的左右两侧均固定连接有固定绳24，且固定绳24的另一端固定连接在第二轴承的外表面；通过设置第一弹簧23，当固定杆12带动电磁铁块14向前移动一定的距离后，第一弹簧23可以通过自身弹力伸长顶动固定块带动电磁铁块14移动至合适的位置。
具体的，如图6所示，所述第二轴承套接在第二转轴26的外表面，且两个第二转轴26分别固定连接有两个圆盘25相远离的一侧面，且两个圆盘25的相对面均通过第一转轴37分别与双轴电机36的两个输出轴固定连接，且第一转轴37的外表面套接有第一轴承，且第一轴承和双轴电机36均固定连接在壳体1的背面，所述固定绳24绕过定滑轮22的外表面，且定滑轮22固定安装在壳体1的背面；通过设置双轴电机36、圆盘25、第二转轴26和第二轴承，双轴电机36工作时可以带动圆盘25旋转，圆盘25可以带动第二轴承移动，第二轴承可以拉动固定绳24的一端移动，由于第二轴承可以在第二转轴26的外表面旋转，因此固定绳24不会缠绕在第二轴承的外表面，且第二轴承可以有效的拉动固定绳24一端反复移动，通过设置定滑轮22，定滑轮22可以改变固定绳24的移动轨迹，因此固定绳24可以拉动固定杆12反复前后移动。
具体的，如图4、图5和图7所示，所述L形板35的下方设置有压板28，且压板28下表面的四角处均固定连接有橡胶块33，所述压板28的上表面固定连接有U形架31，且U形架31的上表面卡接有多个滑套41，且多个滑套41从左往右均匀排列设置，所述滑套41内套接有滑杆40和第二弹簧39，且滑杆40的顶端和底端分别固定连接有按压块30和活塞38，且活塞38贯穿压板28并延伸至压板28的下方，且第二弹簧39的两端分别与滑套41与压板28的相对面固定连接，所述压板28的上表面开设有进液孔29和两个排液孔32，且两个排液孔32和进液孔29分别设置在U形架31的左右两侧，所述水箱5的正面对应压板28的位置设置有挡板6；通过设置第二弹簧39，第二弹簧39可以通过自身弹力收缩，使得滑杆40可以拉动活塞38保持向上的位置，避免活塞38卡入芯片本体2内的流径中，通过设置压板28，压板28可以压在芯片本体2的表面，从而可以实现对流径的封闭，通过设置进液孔29和排液孔32，可以通过进液孔29向芯片本体2内注入检测液，也可以通过排液孔32将芯片本体2中的废液取出，不会对芯片本体2的工作造成影响，封闭流经可以有效的保护芯片本体2，避免在检测过程中有空气中的微生物进入芯片本体2中对检测造成影响，通过设置活塞38，活塞38可以卡在芯片本体2上的流径中，从而可以实现流径中液体的阻断，进而可以选择性控制液体流动，进而可以根据工作人员的意愿调节，为工作人员的操作带来了极大的方便。
工作原理：使用时，如果需要进行细胞检测，控制电动推杆4伸长带动盖板3向前移动，盖板3可以带动芯片本体2向前移动，此时芯片本体2可以从壳体1内伸出，打开挡板6将压板28取出，可以在芯片本体2的表面开设卡槽，然后将橡胶块33卡在卡槽内让压板28可以被固定在芯片本体2上，控制通过进液孔29向芯片本体2内注入检测溶液，最后通过排液孔32收集废液，在检测溶液流动的过程中，可以选择性通过按压块30控制滑杆40带动活塞38向下堵住芯片本体2上的流径，为工作人员的操作提供方便，当芯片本体2使用完成后，将压板28从芯片本体2上分离并塞入至保护壳7内，可以在挡板6的靠近通孔的一侧面设置密封材料，这样当挡板6堵住通孔时，保护壳7内的水无法流出，控制水泵34工作将集水盒9内输送清水，喷嘴15可以将水喷出对芯片本体2进行清洗，同时控制双轴电机36工作带动两个圆盘25旋转，在第一弹簧23和固定绳24的作用下固定杆12可以带动电磁铁块14前后移动，电磁铁块14可以带动永磁铁块17前后移动，因此喷嘴15可以前后移动对芯片本体2进行全面的冲洗，当在保护壳7内观察到有一定量的水后，控制马达27工作带动搅拌叶19旋转，搅拌叶19可以带动保护壳7内的水流进行激烈的流动，从而可以更好的清洗芯片本体2的表面，当清洗完成后控制水泵34、马达27和双轴电机36停止工作，然后打开橡胶塞排出废水，打开紫外线灯8对保护壳7内的芯片本体2消毒，最后可以翻转壳体1旋转使用另一个芯片本体2，因为当其中一个本体2被使用后进行清洗时，可以翻转整个装置使用另一个芯片本体2，因此为两个本体2是安装在一个装置上的，便于携带也便于循环使用，避免出现一个本体2在清洗时出现使用空档期影响接下来的工作。
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 (8)

1.一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，包括壳体（1）、芯片本体（2）和水箱（5），其特征在于，所述壳体（1）的上表面和下表面均固定连接有水箱（5），所述壳体（1）正面的上下两侧均开设有通孔，且通孔内设置有芯片本体（2），且芯片本体（2）的正面固定连接有盖板（3），且盖板（3）背面的左右两侧均通过电动推杆（4）固定连接有固定片，且两个固定片分别固定连接在壳体（1）的左右两侧面，且两个芯片本体（2）之间设置隔板（21），且隔板（21）的外表面与壳体（1）的内壁固定连接，所述壳体（1）内壁的正面对应通孔的位置固定连接有保护壳（7），且保护壳（7）的左右两侧面分别与移动机构的两端固定连接，且移动机构贯穿壳体（1）的背面并固定安装在壳体（1）的背面，所述壳体（1）内设置有集水盒（9），且集水盒（9）的下表面均匀设置有多个喷嘴（15），且集水盒（9）上表面的左右两侧均连通有进水管（10），且进水管（10）的另一端贯穿壳体（1）和水箱（5）的外表面并与水泵（34）的出水口连通，所述水泵（34）固定安装在L形板（35）的上表面，且L形板（35）的外表面与壳体（1）的内壁固定连接，所述保护壳（7）内设置有搅拌叶（19），且搅拌叶（19）的背面通过固定轴与马达（27）的输出轴固定连接，且固定轴的外表面套接有密封轴承，且密封轴承卡接在保护壳（7）的背面，且马达（27）固定安装在保护壳（7）的背面。
2.根据权利要求1所述的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，其特征在于，所述保护壳（7）和壳体（1）均为透明状，且保护壳（7）的上方从左往右均匀排列设置有多个紫外线灯（8），且紫外线灯（8）固定安装在壳体（1）的内壁，所述保护壳（7）背面的左右两侧均连通有排水管（20），且排水管（20）的另一端贯穿至壳体（1）的后侧，且排水管（20）内设置有橡胶塞。
3.根据权利要求1所述的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，其特征在于，所述移动机构主要包括固定杆（12）、限位孔（13）、电磁铁块（14）、滑槽（16）、永磁铁块（17）、固定板（18）、定滑轮（22）、第一弹簧（23）、固定绳（24）、圆盘（25）、第二转轴（26）和双轴电机（36），所述保护壳（7）内壁的左右两侧面均固定连接有固定板（18），且两个固定板（18）的相对面均开设有滑槽（16），且滑槽（16）内滑动连接有永磁铁块（17），且两个永磁铁块（17）的相对面分别与集水盒（9）的左右两侧面固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，其特征在于，所述保护壳（7）的左右两侧面对应固定板（18）的位置均固定连接有U形板（11），且U形板（11）内设置有电磁铁块（14），且两个电磁铁块（14）分别固定连接在两个固定杆（12）的相对面，所述固定杆（12）背面的一端贯穿壳体（1）背面开设的限位孔（13）并固定连接有固定块。
5.根据权利要求4所述的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，其特征在于，所述固定杆（12）的外表面套接有第一弹簧（23），且第一弹簧（23）的两端分别与壳体（1）的背面与固定块的正面固定连接，所述固定块正面的左右两侧均固定连接有固定绳（24），且固定绳（24）的另一端固定连接在第二轴承的外表面。
6.根据权利要求5所述的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，其特征在于，所述第二轴承套接在第二转轴（26）的外表面，且两个第二转轴（26）分别固定连接有两个圆盘（25）相远离的一侧面，且两个圆盘（25）的相对面均通过第一转轴（37）分别与双轴电机（36）的两个输出轴固定连接，且第一转轴（37）的外表面套接有第一轴承，且第一轴承和双轴电机（36）均固定连接在壳体（1）的背面，所述固定绳（24）绕过定滑轮（22）的外表面，且定滑轮（22）固定安装在壳体（1）的背面。
7.根据权利要求1所述的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，其特征在于，所述L形板（35）的下方设置有压板（28），且压板（28）下表面的四角处均固定连接有橡胶块（33），所述压板（28）的上表面固定连接有U形架（31），且U形架（31）的上表面卡接有多个滑套（41），且多个滑套（41）从左往右均匀排列设置，所述滑套（41）内套接有滑杆（40）和第二弹簧（39），且滑杆（40）的顶端和底端分别固定连接有按压块（30）和活塞（38），且活塞（38）贯穿压板（28）并延伸至压板（28）的下方，且第二弹簧（39）的两端分别与滑套（41）与压板（28）的相对面固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种具有芯片自清洗功能的微流控芯片设备，其特征在于，所述压板（28）的上表面开设有进液孔（29）和两个排液孔（32），且两个排液孔（32）和进液孔（29）分别设置在U形架（31）的左右两侧，所述水箱（5）的正面对应压板（28）的位置设置有挡板（6）。
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