CN204448038U - 一种微流体芯片固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微流体芯片固定装置，包括载片台，所述的载片台活动式安装在一个固定台中，载片台的顶端安装有透明的盖体，盖体上开设有管孔；固定台上安装有可将载片台沿靠近或远离盖体方向推动的旋台。本实用新型采用面接触的推进结构，使芯片在推进固定过程中，受到的压力更加均匀、分散，不易出现受力不均而使芯片损坏的情况；透明顶盖设计，可实时监测操作过程，可视化程度高；采用旋转的方式控制推进程度、力度，使芯片固定的紧固程度、位置可以进行细微调控，也便于工作人员调整；结构简单，可拆分性强，便于后续的消毒、整理工作。

Description

一种微流体芯片固定装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验设备，具体涉及一种微流体芯片固定装置，用于生物工程实验中对微流体芯片的固定。

背景技术

微流体技术是一种在微观尺寸下控制、操作和检测复杂流体的技术，能够对微流量进行复杂、精确的操作。利用半导体、玻璃等材料制成技术制作的固体元器件作为微流体芯片，结合生物、微电子、微机械等技术，把实验室中许多仪器的功能缩小到芯片上来处理，在芯片上加上微泵和微闸，容易对生物细胞、溶剂、药物等进行各种生物化学和分子生物学研究，可完成细胞筛选、信息核糖核酸的提取和纯化、基因测序、单细胞分析、蛋白质结晶、药物检测等实验。

目前，利用微流体芯片进行特异性细胞的捕获技术得到了国内外的广泛使用，芯片技术具有高效、简便、易于重复等优点。通常采用表面包覆有特定修饰材料的硅芯片，在芯片上设置有流体通道，实验时需要用到辅助的固定器具，即刻有泳槽的硅胶垫，通过与芯片上泳槽贴合形成独立畅通流体通道，将组合后芯片装于固定器具中，调整适宜的施力强度，在保证通道外围贴合严密的同时也能保证流体在通道内的顺畅通过。实验过程中利用自动进样装置，将诸如细胞悬液等流体导入芯片利用不同材料修饰的芯片可完成对专一类型细胞的特异捕获。

目前实验过程中用到的固定器具，是利用在一个固定卡壳中设置的推板来进行芯片固定的，这种推板仅通过中部的推进机构进行施力，而利用推板四角设置的弹簧分散压力，但在使用过程中存在的明显问题是，弹簧容易发生形变，四个弹簧难以平衡导致压力分散不均匀，压力不足导致密封差，易发生漏液；压力过大则改变泳道腔体体积而阻碍流体运动模式。另外，在试验完毕，拆解装置进行推板复位时，由于弹簧长期使用引起回弹形变限制推板回到初始位置，芯片薄弱在取出过程中容易被卡断。

发明内容

针对上述现有技术中提出的问题，本实用新型的目的在于，提供一种微流体芯片固定装置，能有效辅助微流体芯片完成细胞学实验，并且能确保芯片使用过程中的安全性。

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

一种微流体芯片固定装置，包括载片台，所述的载片台活动式安装在一个固定台中，载片台的顶端安装有透明的盖体，盖体上开设有管孔；固定台上安装有可将载片台沿靠近或远离盖体方向推动的旋台。

进一步地，所述的载片台上设置有用于放置微流体芯片的矩形凹槽。

进一步地，所述的固定台包括壳体，壳体内部设置有通孔，所述的旋台安装在通孔上；在壳体顶部固结有凸台，凸台上设置有与载片台大小相适应且与通孔贯通的开口，载片台活动式设置在开口中。

进一步地，所述的凸台外壁上设置有第一外螺纹，盖体上设置有与第一外螺纹配合的第一内螺纹。

进一步地，所述的旋台顶部设置有推柱，推柱顶部固结有推台，在推柱上设置有第二外螺纹，所述的壳体内部通孔中设置有与第二外螺纹配合的第二内螺纹，旋台通过旋转的方式利用推台将载片台沿靠近盖体方向推动。

进一步地，所述的开口为矩形开口，载片台为矩形台。

进一步地，所述的盖体、固定台、旋台均为圆形结构。

进一步地，所述的推台的顶面为平面。

本实用新型与现有技术相比具有以下技术特点：

1.采用透明材料制成的顶板，能在实验过程中观察到芯片上的微流体流动情况，便于可视化操作；

2.采用面接触的推进结构，使芯片在推进固定过程中，受到的压力更加均匀、分散，减少因受力不均而引起芯片漏液或损坏等情况；

3.采用旋转的方式控制推进程度、力度，使芯片固定的紧固程度、位置可以通过缩小螺距来进行细微调控，优化螺纹螺距使紧固程度更精确；

4.组装、使用方便，芯片推进固定的全过程可被直接观察到，利于操作；

5.结构简单，可拆分性强，便于零部件替换及后续的消毒、整理工作。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的部件爆炸图；

图中标号代表：1—盖体，11—管孔，12—第一内螺纹，2—载片台，21—凹槽，22—固定孔，3—固定台，31—第一外螺纹，32—凸台，33—开口，34—第二内螺纹，35—通孔，4—旋台，41—第二外螺纹，42—推柱，43—推台；

具体实施方式

微流体芯片在使用时，需要首先进行有效的固定，使芯片上的流体通道独立出来，便于通过细胞悬液，以捕获特定细胞。芯片上回文式连续泳道设计增加流体通过面积，保证对特异性细胞的充分捕获。鱼骨型通道表层设计进一步增加流体中细胞与表层修饰材料间的相互作用。首先用胶带清洁硅胶套表面，将芯片与硅胶套对应泳槽真空贴合。取下顶盖，将载片台旋起突出固定器表面。将组合好的硅胶及芯片放置于载片台的卡槽内，转动底部螺旋将载片台整体降下。拧紧顶部透明盖子，再通过旋转底部螺旋推进载片台整体上升，待硅胶面与透明盖子接近接触，暂停螺旋旋转。微调顶盖螺旋，使顶盖上开口与硅胶垫管口位置相对应。最后细调底部螺旋待硅胶垫与顶盖发生贴合时停止。在通道的两端分别连接细导管方便流体进出，进口端细管进一步与自动进样针配合，由自动进样器精确控制流体上样体积及运行速度，出口端细管接废液回收装置，已收集多余流体。固定设备组装要保证细胞悬液在泳道内的通畅运动并且不能进入到芯片上除了流体通道之外的其他部分。

根据上述要求，本方案中提供了一种微流体芯片固定装置，如图1、图2所示，该固定装置包括载片台2，所述的载片台2活动式安装在一个固定台3中，载片台2的顶端安装有透明的盖体1，盖体1上开设有管孔11；固定台3上安装有可将载片台2沿靠近或远离盖体1方向推动的旋台4。

为了使芯片上的流体通道单独暴露出来，需要将芯片整体推进贴附至一个平板上，本方案中的盖体1承担了平板的功能，而盖体1的内壁是平面。在盖体1上对应流体通道两端的部分开孔，即本方案中在盖体1上设置的管孔11，一般管孔11设置一对，与自动进样针配合，从自动进样针上连接一个软管，接在上端管孔11上，一个软管进液而另一个软管出液；两个管孔11的下端分别对应芯片上流体通道的两端，这样就为细胞悬液的运动提供了有力条件。

本方案中设置透明盖体1的目的是，传统的这类装置结构都比较简单，设计时没有考虑到实际使用时内部情况的观察因素，在操作过程中容易出现问题。本方案中设置的盖体1是透明的，无论是安放芯片过程还是实验过程，均能观察到芯片上的实际情况，例如芯片位置是否对准，细胞悬液是否有渗漏等，方便了实验操作。

载片台2设置在固定台3中，将盖体1扣合好之后，利用固定台3上安装的旋台4，以旋转行进的方式推动载片台2靠近盖体1方向运动。

在实际使用过程中，往往还需要用到TOP压片，这是一种硅胶材料制成的矩形块体，其上开设有与微流体芯片上流体通道对应的通道，而在压片上也设置有与管孔11对应的进液孔，使用时先将微流体芯片放在载片台2上，将压片以通道相对应的方式放在芯片上，然后扣合盖体1并使盖体1上的管孔11对准进液孔。这样在操作时，细胞悬液依次从管孔11、进液孔被导流到通道中，而压片上的通道与芯片上的流体通道在真空贴合后，形成一个相对独立的、供细胞悬液通过的管道，则细胞悬液在流动过程中，特异细胞被流体通道上的修饰材料捕获，同时细胞悬液也不会流出通道之外。

使用时，应利用旋台4将安装有芯片和压片的载片台2推进至尽可能靠近盖体1，保持一定的压力，然后再进行操作，但压力不能过大，并且载片台2、盖体1内表面要相对平整，防止表面不平导致芯片出现弯折或断裂。

在本方案中：

载片台2上设置有用于放置微流体芯片的矩形凹槽21。

由于此类实验大多数采用的微流体芯片为矩形芯片，为保持芯片安装的稳定，同时防止芯片出现转动而改变位置，本方案中在载片台2上设置了矩形凹槽21，其大小正好能放下芯片，芯片放入后，芯片的上表面与载片台2的上表面齐平。这样在推进过程中，芯片的位置不会发生改变；而在凹槽的底部还可以设置有固定孔22，固定孔22也可以辅助用于配合固定芯片。

固定台3包括壳体，壳体内部设置有通孔35，所述的旋台4安装在通孔35上；在壳体顶部固结有凸台32，凸台32上设置有与载片台2大小相适应且与通孔35贯通的开口33，载片台2活动式设置在开口33中。

本方案中提供了一种固定台3结构，如图1、图2所示，固定台3外形为圆饼状，包括空心的壳体，壳体中部为通孔35，壳体顶面固结有凸台32，凸台32上有开口33。开口33中用来放置载片台2，开口33大小与载片台2外形尺寸相仿；载片台2是单独的，可放入到开口33中。使用时，利用旋台4将载片台2从开口33中推向开口33之外，以靠近盖体1。

凸台32外壁上设置有第一外螺纹31，盖体1上设置有与第一外螺纹31配合的第一内螺纹12。

盖体1是以旋转的方式扣合在固定台3上的，这种方式非常简便，并且能进行有效的紧固，具体的设置方式是通过螺纹进行配合。

旋台4顶部设置有推柱42，推柱42顶部固结有推台43，在推柱42上设置有第二外螺纹41，所述的壳体内部通孔35中设置有与第二外螺纹41配合的第二内螺纹34，旋台4通过旋转的方式利用推台43将载片台2沿靠近盖体1方向推动。

推柱42的设置是为了与固定台3安装配合，推柱42外壁上设置的外螺纹与壳体内部通孔35上的内螺纹配合，能以旋转的方式不断将推台43向前推进。推台43是固结在推柱42上凸起的部分，当旋台4与固定台3配合时，推台43伸入到通孔35中，推台43顶部与设置在开口33中的载片台2底部接触。当以旋转的方式向前拧动旋台4时，推台43推动载片台2向着靠近盖体1内壁的方向运动，并最终推动载片台2贴紧盖体1内壁。而反向旋转旋台4时，旋台4向下运动，则载片台2失去贴附的动力，在重力作用下原理盖体1内壁，回落到开口33中。采用这种旋转的方式推进载片台2，易于控制载片台2的推进距离，便于调整芯片与盖体1内壁的贴附力度，并且推进的过程是推台43与载片台2底部的面接触，使推力更加分散，有效防止了芯片损坏的情况；最好将推台43顶部以及载物台底部设置为平面，使推进过程更加稳定。

固定台3上的开口33为矩形开口，载片台2为矩形台，这样的配合方式，使载片台2在被推进的过程中不会发生转动的情况，能保证其位置的准确性。

盖体1、固定台3、旋台4均为圆形结构，方便操作、拆分，整体结构占用的空间小，也便于收纳。

Claims (8)

1.一种微流体芯片固定装置，包括载片台(2)，其特征在于，所述的载片台(2)活动式安装在一个固定台(3)中，载片台(2)的顶端安装有透明的盖体(1)，盖体(1)上开设有管孔(11)；固定台(3)上安装有可将载片台(2)沿靠近或远离盖体(1)方向推动的旋台(4)。

2.如权利要求1所述的微流体芯片固定装置，其特征在于，所述的载片台(2)上设置有用于放置微流体芯片的矩形凹槽(21)。

3.如权利要求1所述的微流体芯片固定装置，其特征在于，所述的固定台(3)包括壳体，壳体内部设置有通孔(35)，所述的旋台(4)安装在通孔(35)上；在壳体顶部固结有凸台(32)，凸台(32)上设置有与载片台(2)大小相适应且与通孔(35)贯通的开口(33)，载片台(2)活动式设置在开口(33)中。

4.如权利要求3所述的微流体芯片固定装置，其特征在于，所述的凸台(32)外壁上设置有第一外螺纹(31)，盖体(1)上设置有与第一外螺纹(31)配合的第一内螺纹(12)。

5.如权利要求3所述的微流体芯片固定装置，其特征在于，所述的旋台(4)顶部设置有推柱(42)，推柱(42)顶部固结有推台(43)，在推柱(42)上设置有第二外螺纹(41)，所述的壳体内部通孔(35)中设置有与第二外螺纹(41)配合的第二内螺纹(34)，旋台(4)通过旋转的方式利用推台(43)将载片台(2)沿靠近盖体(1)方向推动。

6.如权利要求3所述的微流体芯片固定装置，其特征在于，所述的开口(33)为矩形开口，载片台(2)为矩形台。

7.如权利要求1所述的微流体芯片固定装置，其特征在于，所述的盖体(1)、固定台(3)、旋台(4)均为圆形结构。

8.如权利要求5所述的微流体芯片固定装置，其特征在于，所述的推台(43)的顶面为平面。