CN215743558U - 一种装载微流控芯片的托盘和微流控芯片夹具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及微流控技术的领域，尤其涉及一种装载微流控芯片的托盘，包括盘体，所述盘体上开设有容纳槽，所述容纳槽包括相对设置的第一内壁和第二内壁，所述容纳槽内设置有引导组件，所述引导组件包括第一导向结构，所述第一导向结构位于第一内壁或第二内壁上，微流控芯片上设置有与第一导向结构配合的第二导向结构，微流控芯片装载进容纳槽内时，所述第一导向结构与第二导向结构配合以使微流控芯片安装正确。本申请具有微流控芯片安装效率高、不易出错的优点。

Description

一种装载微流控芯片的托盘和微流控芯片夹具

技术领域

本申请涉及微流控技术的领域，尤其涉及一种装载微流控芯片的托盘和微流控芯片夹具。

背景技术

微流控技术是MEMS技术的重要分支之一，也是目前发展较为迅速的多学科交叉科技前沿技术之一，在生命科学、临床医学、化学化工、制药、食品卫生、环境检测与监测、信息科学与信号检测等学科中有重要应用。

液滴微流控是在封闭的微通道中生成和操控纳升至皮升级液滴的科学与技术，由于微液滴之间相互独立，每个液滴都可以提供一个相对封闭的微反应环境，相互之间不会有交叉感染，是一种非常理想的微反应器。微流控法制备液滴是使用不互溶两相流体分别作为连续相和离散相，通过控制微通道的结构和两相流速比来控制液滴生成，连续相和分散相两相的流速的稳定会影响生成液滴稳定性，影响后续的实验。在实验室中常使用注射器通过管路手工连接芯片，再采用高精度的注射泵推动注射器中溶液流动，控制微流控液滴生成。但注射泵价格昂贵，体积庞大，无法直接用在集成化的微流控仪器中，在仪器中，常用高精度的气压驱动微通道的液体，精确控制液体流速，生成微液滴。气体通过管路和气嘴连接到微流控芯片的储液池，驱动液体流动。

现有的仪器中，微流控芯片安装在托盘上时存在安装方向错误的情况，将导致微流控芯片无法正常工作，存在待改进之处。

实用新型内容

为了减少微流控芯片安装方向发生错误的情况，一方面，本申请提供一种装载微流控芯片的托盘。

本申请提供的一种装载微流控芯片的托盘采用如下的技术方案：

包括盘体，所述盘体上开设有容纳槽，所述容纳槽包括相对设置的第一内壁和第二内壁，所述容纳槽内设置有引导组件，所述引导组件包括第一导向结构，所述第一导向结构位于第一内壁或第二内壁上，微流控芯片上设置有与第一导向结构配合的配合结构，微流控芯片装载进容纳槽内时，所述第一导向结构与配合结构配合以使微流控芯片安装正确。

可选的，所述引导组件还包括第二导向结构，第二导向结构与第一导向结构一一对应，第二导向结构位于第一内壁或第二内壁上且与对应的第一导向结构相对设置。

可选的，微流控芯片在所述容纳槽内并排间隔设置有多个，所述引导组件在容纳槽内沿微流控芯片的排列方向设置有多个以使多个微流控芯片均安装正确并沿正确的方向排列。

可选的，所述第一导向结构包括防呆角，所述配合结构包括避让角，微流控芯片安装正确时，所述防呆角与避让角吻合。

可选的，所述第二导向结构包括分隔板，所述分隔板、与分隔板相邻的微流控芯片相互抵接。

可选的，微流控芯片安装正确时，微流控芯片相对的两侧分别抵接在第一内壁和第二内壁上。

另一方面，本申请提供一种微流控芯片夹具，包括上述装载微流控芯片的托盘，还包括一上盖，所述上盖包括盖板及可拆卸固定在盖板上的密封件，所述盖板包括位于气流方向上游的外侧和位于气流方向下游的内侧，所述盖板上开设有从盖板外侧贯穿至盖板内侧的进气孔，所述进气孔位于盖板外侧的开口与进气管道连通，所述进气孔位于盖板内侧的开口与微流控芯片的储液池连通。

可选的，所述盖板内侧位于成型有定位管，所述密封件上开设有定位孔，所述定位管贯穿定位孔并与定位孔过盈配合。

可选的，所述盖板上设置有第一连接件、所述盘体上设置有与第一连接件活动配合的第二连接件。

可选的，所述盖板上设置有第一锁闭件、所述盘体上设置有与第一锁闭件可拆卸连接的第二锁闭件。

与现有技术相比，本技术方案至少具有以下优点：

1、通过第一导向结构与配合结构配合将微流控芯片以正确的方向放入容纳槽内，提高了微流控芯片安装的正确率；

2、与现有的先连通气源再进行密封的操作相比，本申请具有连通气源和密封气源的操作简便，有助于提高微流控仪器的工作效率。

以下结合附图及实施例进一步说明本实用新型。

附图说明

图1是本申请实施例用于体现微流控芯片夹具整体结构的示意图；

图2是本申请实施例用于体现盘体结构的示意图；

图3是本申请实施例用于体现盖板结构的示意图；

图4是本申请实施例用于体现延伸板和进气槽结构的示意图；

图5是本申请实施例用于体现活动盖结构的示意图；

图6是本申请实施例用于体现第一连接件、第二连接件及铰接轴结构的示意图。

附图标记：1、上盖；11、盖板；111、内侧；112、外侧；113、进气孔；12、密封件；121、定位孔；13、定位管；2、盘体；21、容纳槽；211、第一内壁；212、第二内壁；213、第一导向结构；2131、防呆角；214、第二导向结构； 2141、分隔板；4、微流控芯片；41、储液池；42、配合结构；421、避让角；5、进气接头；6、活动盖；62、覆盖槽；63、延伸板；64、进气槽；7、第一连接件；71、第二连接件；72、铰接轴；8、第一锁闭件；81、卡爪；811、把手；9、第二锁闭件；91、卡柱；92、卡槽。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种微流控芯片夹具。

参照图1、图2，包括一装载微流控芯片的托盘以及一上盖1。装载微流控芯片的托盘包括盘体2，盘体2上开设有容纳槽21，容纳槽21为长方形槽，容纳槽21包括沿容纳槽21宽度方向相对设置的第一内壁211和第二内壁212，容纳槽21内设置有引导组件，引导组件包括第一导向结构213，第一导向结构 213位于第一内壁211或第二内壁212上，微流控芯片4上设置有与第一导向结构213配合的配合结构42，微流控芯片4装载进容纳槽21内时，第一导向结构213与配合结构42配合以使微流控芯片4安装正确。上盖1包括一盖板 11和一密封件12；盖板11包括位于气流方向上游的外侧112和位于气流方向下游的内侧111，盖板11上开设有从盖板11外侧112贯穿至盖板11内侧111 的进气孔113，进气孔113位于盖板11外侧112的开口与进气管道连通，进气孔113位于盖板11内侧111的开口与微流控芯片4的储液池41连通。

本实施例中微流控芯片4呈长方形板状，微流控芯片4安装正确时，微流控芯片4的长度方向平行于容纳槽21的宽度方向。

运用中，工作人员先通过第一导向结构213与配合结构42配合将微流控芯片4以正确的方向放入容纳槽21内，然后将盖板11与托盘扣合，使得进气孔 113与微流控芯片4的储液池41连通，同时密封件12起到密封效果，最后向进气孔113通气即可。与现有的微流控芯片4安装方向错误后取出重新安装相比，本实施例中，安装微流控芯片4时将微流控芯片4的配合结构42与第一导向结构213配合，提高了微流控芯片4安装的正确率。

参照图1，所述引导组件还包第二导向结构214，第二导向结构214与第一导向结构213一一对应，第二导向结构214与第一内壁211或第二内壁212一体成型且与第一导向结构213相对设置。

参照图1、图2，本实施例中，第一导向结构213采用防呆块，防呆块呈正方体形，防呆块相邻的两侧分别与容纳槽21的底壁和第一内壁211一体成型，防呆块的一角处沿垂直容纳槽21底壁的方向成型一三棱柱形缺口，形成防呆角 2131，防呆角2131朝向容纳槽21的内部。第二导向结构214采用避让角421，避让角421由微流控芯片4的一角处切除呈三角形的一部分形成，微流控芯片 4装载到容纳槽21内时，避让角421的边缘与防呆角2131抵接。防呆角2131 具有指示微流控芯片4摆放方向的作用，有助于提高微流控芯片4的装载正确率和装载效率。第二导向结构214采用分隔板2141，分隔板2141为长方形板，分隔板2141长度方向的一侧与第二内壁212一体成型，宽度方向的一侧与容纳槽21的底壁一体成型，分隔板2141的长度方向平行于容纳槽21的宽度方向，且有长度方向的一端指向防呆块。分隔板2141和与之相邻的微流控芯片4相互抵接。

参照图1，微流控仪器往往同时装载多个微流控芯片4以提高实验或分析的效率，故微流控芯片4在容纳槽21内并排设置有多个，引导组件在容纳槽 21内沿微流控芯片4的排列方向设置有多个以使多个微流控芯片4均安装容纳槽21的并沿容纳槽21的长度方向排列。

具体的，本实施例中容纳槽21内沿容纳槽21长度方向间隔设置有三组引导组件，使得容纳槽21内可沿容纳槽21长度方向装载四个微流控芯片4。

参照图1、图3，盖板11内侧111位于进气孔113处成型有定位管13，密封件12呈长方形，密封件12上开设有定位孔121，定位管13贯穿定位孔121 并与定位孔121过盈配合，且密封件12依靠定位管13与定位孔121的过盈配合与盖板11可拆卸固定。进气孔113的数量和定位管13的数量均为多个，定位管13与进气孔113一一对应，定位管13的一端与进气孔113连通，另一端与微流控芯片4的储液池41连通。

本实施例中，微流控芯片4上共有四个沿容纳槽21长度方向间隔排列的储液池41，因此定位管13在盖板11每四个为一组共有四组，每一组定位管13 均沿盖板11的宽度方向间隔分布。

由于密封件12依靠依靠定位管13与定位孔121的过盈配合与盖板11可拆卸固定，故密封件12在保证密封性能的同时，还应具有一定的弹性，避免引密封件12的反复拆装导致密封件12发生不可逆的形变进而影响密封件12的密封性能。本实施例中，密封件12采用硅胶垫，且由于密封件12的工作环境不涉及高温和油污，弹性橡胶垫采用硅胶垫，硅胶垫的弹性好，可在反复拆装的情况下保持良好的密封性能。

参照图3，盖板11外侧112设置有至少一进气接头5，进气管道中的气流经进气接头5通入进气孔113内，进气接头5采用标准件，安装和维护较为方便。

运用中，工作人员先根据需要通气的进气孔113的数量选择进气接头5的数量，然后将进气接头5安装在进气孔113上，最后在每个进气接头5上连接进气管道。

参照图2、图6，盖板11上设置有第一连接件7、托盘上设置有与第一连接件7活动配合的第二连接件71。

具体的，第一连接件7可以为第一铰接座，第一铰接座共有两个，两个第一铰接座均位于盖板11宽度方向的一侧上，且分布于该侧的两端。第二连接件 71可以为第二铰接座，第二铰接座共有两个，两个第二铰接座成型于托盘宽度方向的一侧上，且两个第二铰接座均位于两个第一铰接座之间，相邻的第一铰接座和第二铰接座内穿设有铰接轴72。第一铰接座和第二铰接座与其内的铰接轴72转动配合。

参照图4、图5，进气管道通气时，为了防止进气管道受外力导致进气不畅的情况发生，盖板11外侧112转动设置有一活动盖6，活动盖6的横截面呈长方形，活动盖6通过螺栓可拆卸安装在盖板11上，活动盖6靠近上盖1的一侧开设有覆盖槽62，活动盖6处于关闭状态时，活动盖6封闭上盖1外侧112，且进气接头55均位于覆盖槽62内。盘体2宽度方向上靠近铰接轴72的一侧上沿盘体2宽度方向向外延伸形成多个延伸板63，本实施例优选为三个，相邻两延伸板63之间、延伸板63与第二铰接座之间均形成进气槽64，进气槽64与覆盖槽62连通，进气管道经进气槽64引导接入覆盖槽62，进而可与进气接头 5相连接。

参照图1、图3，盖板11上设置有第一锁闭件8、托盘上设置有与第一锁闭件8可拆卸连接的第二锁闭件9。

具体的，第一锁闭件8可以为卡爪81，卡爪81呈C形，卡爪81的一端与盖板11远离第一铰接座的一侧铰接，卡爪81中部成型有长方体形的把手811。第二锁闭件9可以为卡柱91，托盘上侧远离第一铰接座的边缘处开设有卡槽92，所述卡柱91托盘宽度方向固定架设在卡槽92内，盖板11与托盘锁闭时，卡爪 81未与盖板11铰接的一端与卡柱91卡接。

锁闭盖板11与托盘时，工作人员先转动盖板11使盖板11与托盘贴合，然后转动手柄使卡爪81未铰接的一端穿入卡槽92内并与卡柱91卡接。分离盖板 11与托盘时，工作人员件转动手柄使卡爪81未铰接的一端与卡柱91分离，即可打开盖板11。通过卡爪81与卡柱91的卡接锁闭盖板11与托盘，有助于提高盖板11与托盘锁闭和分离操作的便捷性，同时卡爪81与卡柱91卡接时，可增大盖板11与托盘之间的压力，可使密封件12密封的更加紧密。

本申请实施例的实施原理为：

锁闭盖板11与托盘前，工作人员先通过防呆角2131与避让角421吻合将一个或多个微流控芯片4以正确的方向放入容纳槽21内微流控芯片4装入容纳槽21内，再根据需要通气的进气孔113的数量选择进气接头5的数量，并将进气接头5安装在进气孔113上，然后在每个进气接头5的进气嘴52上连接进气管道，最后盖上活动盖6。防呆角2131与避让角421可显著提高微流控芯片4 装载的正确率和效率。

锁闭盖板11与托盘时，工作人员先转动盖板11使盖板11与托盘贴合，然后转动手柄使卡爪81未铰接的一端穿入卡槽92内并与卡柱91卡接，实现气流向微流控芯片4的导通，同时实现了定位管13与微流控芯片4储液池41之间的密封。分离盖板11与托盘时，工作人员件转动手柄使卡爪81未铰接的一端与卡柱91分离，即可打开盖板11。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其他实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种装载微流控芯片的托盘，包括盘体(2)，所述盘体(2)上开设有容纳槽(21)，其特征在于：

所述容纳槽(21)包括相对设置的第一内壁(211)和第二内壁(212)，所述容纳槽(21)内设置有引导组件，所述引导组件包括第一导向结构(213)，所述第一导向结构(213)位于第一内壁(211)或第二内壁(212)上，微流控芯片(4)上设置有与第一导向结构(213)配合的配合结构(42)，微流控芯片(4)装载进容纳槽(21)内时，所述第一导向结构(213)与配合结构(42)配合以使微流控芯片(4)安装正确。

2.根据权利要求1所述的装载微流控芯片的托盘，其特征在于：所述引导组件还包括第二导向结构(214)，第二导向结构(214)与第一导向结构(213)一一对应，所述第二导向结构(214)位于第一内壁(211)或第二内壁(212)上且与对应的第一导向结构(213)相对设置。

3.根据权利要求2所述的装载微流控芯片的托盘，其特征在于：微流控芯片(4)在所述容纳槽(21)内并排间隔设置有多个，所述引导组件在容纳槽(21)内沿微流控芯片(4)的排列方向设置有多个以使多个微流控芯片(4)均安装正确并沿正确的方向排列。

4.根据权利要求1所述的装载微流控芯片的托盘，其特征在于：所述第一导向结构(213)包括防呆角(2131)，所述配合结构(42)包括避让角(421)，微流控芯片(4)安装正确时，所述防呆角(2131)与避让角(421)吻合。

5.根据权利要求2所述的装载微流控芯片的托盘，其特征在于：所述第二导向结构(214)包括分隔板(2141)，所述分隔板(2141)、与分隔板(2141)相邻的微流控芯片(4)相互抵接。

6.根据权利要求1所述的装载微流控芯片的托盘，其特征在于：微流控芯片(4)安装正确时，微流控芯片(4)相对的两侧分别抵接在第一内壁(211)和第二内壁(212)上。

7.一种微流控芯片夹具，其特征在于：包括如权利要求1-6任意一项所述的装载微流控芯片的托盘，还包括一上盖(1)，所述上盖(1)包括盖板(11)及可拆卸固定在盖板(11)上的密封件(12)，所述盖板(11)包括位于气流方向上游的外侧(112)和位于气流方向下游的内侧(111)，所述盖板(11)上开设有从盖板(11)外侧(112)贯穿至盖板(11)内侧(111)的进气孔(113)，所述进气孔(113)位于盖板(11)外侧(112)的开口与进气管道连通，所述进气孔(113)位于盖板(11)内侧(111)的开口与微流控芯片(4)的储液池(41)连通。

8.根据权利要求7所述的微流控芯片夹具，其特征在于：所述盖板(11)内侧(111)位于成型有定位管(13)，所述密封件(12)上开设有定位孔(121)，所述定位管(13)贯穿定位孔(121)并与定位孔(121)过盈配合。

9.根据权利要求7所述的微流控芯片夹具，其特征在于：所述盖板(11)上设置有第一连接件(7)、所述盘体(2)上设置有与第一连接件(7)活动配合的第二连接件(71)。

10.根据权利要求7所述的微流控芯片夹具，其特征在于：所述盖板(11)上设置有第一锁闭件(8)、所述盘体(2)上设置有与第一锁闭件(8)可拆卸连接的第二锁闭件(9)。

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