CN2733393Y - 用于透明微流控芯片装配的显微对准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于透明材料制成的透明微流控芯片装配的显微对准装置。该装置包括体视显微镜和一安装在体视显微镜底座平台上的三自由度平台，安装图像处理软件的计算机与CCD图像采集系统电联接；在体视显微镜物镜下方通过螺纹连接安装一旋转对焦机构，所述的旋转对焦机构由一可装夹在物镜镜筒下端内的固定套筒，固定套筒内设有螺纹；一旋转套筒上部分的外壁设有螺纹，其底面中心开有一凹槽，外壁设有螺纹的部分插入固定套筒内螺合连接，该旋转套筒的凹槽中安放上微流控透明芯片；三维工作台的中央安放下微流控透明芯片。该对准装置结构简单，使用时操作方便。

Description

用于透明微流控芯片装配的显微对准装置

技术领域

本实用新型涉及一种显微装配装置，特别是涉及一种用于透明材料制成的透明微流控芯片装配的显微对准装置。

背景技术

PDMS(透明)材料是微机电系统中应用非常广泛的一种材料，对于微总分析系统及微流控系统具有重要的意义，由于PDMS流道的平面结构限制了它的应用范围，因此，制备多层的PDMS流道具有很大的实际意义。利用这种工艺可以得到很多的相关结构，如微阀、微混合器等。PDMS流道的材料性质是具有非常低的表面能，这也是它被用来制作微结构主要优势，这样可以复制出非常高精度的微结构，最小可达30纳米。但是，与此同时也带来的封装与键和问题，因为没有任何粘接剂可以在不破坏流道结构的前提下实现两层流道之间的紧密结合。通常，氧气等离子处理是常用的表面处理方式之一，通过在氧离子腔中轰击PDMS表面使其基团发生改变，然后迅速接触在一起，保持一定温度可以实现键合。这里存在的关键问题是，环境大气中存在水蒸气及灰尘会迅速的吸附在处理过的PDMS表面，当在环境中暴露时间超过一分钟后氧离子轰击的效果就会大大削弱，而达不到粘接的效果或粘接的效果很差。另外，微机电系统的设计是干差万别的，设计出可以实现快速对中的装置是实验室条件下提高加工成品效率的关键工艺措施。现有的类似的实验装置如文献[1].Rapid prototyping of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane)Duffy DC，McDonald JC，Schueller OJA，Whitesides GM，ANALYTICAL CHEMISTRY 70(23)：4974-4984，1998中所介绍的：是将整个微流控芯片与外围的固定装置一起放入氧粒子腔中进行处理，这样需要很大容腔来放置样品，只有在专门的实验设备才能实现，而且通常在一次处理过程中也只能处理一件样品。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，利用体式显微镜的可调物镜与一物镜外接旋转对焦机构，通过计算机图像处理软件驱动，实现较小范围的、用于透明微流控芯片装配的显微对准装置。

本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型提供的用于透明微流控芯片装配的显微对准装置，包括体视显微镜和一安装在体视显微镜底座平台上的三自由度平台7，安装图像处理软件的计算机与CCD图像采集系统电联接；其特征在于：在体视显微镜物镜1下方通过螺纹连接安装一旋转对焦机构8，所述的旋转对焦机构8由一可装夹在物镜镜筒下端内的固定套筒2，和旋转套筒3组成，其中固定套筒2内设有螺纹；旋转套筒3上部分的外壁设有螺纹，其底面中心开有一凹槽4，外壁设有螺纹的部分插入固定套筒2内螺合连接，该旋转套筒3的凹槽4中安放上微流控透明芯片5；三维工作台7的中央安放下微流控透明芯片6；如图一所示。

所述的旋转套筒3呈倒T字形的套筒(即 形)，如图2所示。

本实用新型的优点：

本实用新型的用于透明微流控芯片装配的显微对准装置，结构简单，使用时操作方便，该对准装置利用体视显微镜物镜结合CCD图像采集系统，经计算机处理可以迅速的得到需要调整的转数和角度。同时对设备的要求比较低，就可以实现对芯片有效地对中，从而实现在不破坏流道结构的前提下实现两层流道之间的紧密结合，并达到良好的粘结效果。

附图说明

图1本实用新型的用于透明微流控芯片装配的显微对准装置

图2本实用新型的显微对准装置中的旋转对准机构

图3使用本实用新型的装置进行对准的流程图

图面说明

1一物镜      2-国定套筒           3-旋转套筒

4-凹槽       5-上微流控透明芯片

6-下微流控透明芯片7-三维工作台    8-旋转对焦机构

具体实施方式

参考图1，利用一台市场上购买的体视显微镜，在体视显微镜底座平台上安装一三自由度平台7，计算机内安装图像处理软件，并且计算机与CCD图像采集系统电联接。

参考图2，在体视显微镜物镜1下方通过螺纹连接安装一旋转对焦机构8，所述的旋转对焦机构8由一金属固定套筒2和金属旋转套筒3组成，该固定套筒2外壁设有螺纹，该固定套筒2与物镜1的镜筒下端内的螺纹螺合固定，固定套筒2内筒壁设有螺纹，一呈

字形的旋转套

筒3外壁的上部设有螺纹，旋转套筒3上部设有螺纹部分插入固定套筒2内与其螺合，可以通过调节螺纹达到调节焦距的目的；旋转套筒3的底面中心开有一凹槽4，凹槽4中可安放上微流控透明芯片5；三维工作台7的中央安放下微流控透明芯片6旋转套筒3。

安装工作结束以后，具体对中由以下过程实现：

1.首先通过调整旋转套筒(3)使得上部微流控芯片的微结构在体视显微镜的最大物镜倍数下聚焦清晰，然后调整三维工作台实现将未经氧等离子处理的两部分芯片在体视显微镜下粗略的对中；

2.调整体视显微镜抬高旋转对焦装置，取下上下两片芯片；

3.在氧等离子腔中处理后迅速取出，仍然近似安装在初始的位置处；

4.通过调节体视显微镜使上下两部分芯片之间的距离约在一毫米，由于过程1之后，没有再调整旋转套筒，所以此时仍然可以得到清晰的上部芯片图像，采集下该状态图像；

5.通过调整体视显微镜在较小物镜倍数下计算机的监视器中得到下部微流控芯片的清晰聚焦图像并采集；

6.通过计算机相关的软件处理得到需要调整的角度及水平方向的位移；

7.按照上一步计算的结果调整后，就可以调整体视显微镜使得上下两部分紧密结合，实现微结构的对中要求。

在精度要求不是很高的前提下，仅仅依靠肉眼从目镜处可以粗略的判断对准的效果，而当对中的精度要求较高在10微米或更小情况下，这种方法则不可行，需要借助计算机图像处理功能，首先，可以利用计算机的监视器将图像放大，得到更好得分辨率与视觉效果；第二，预先在需要对中的芯片上制作标志，利用图像处理功能结合物镜的放大倍数，针对芯片上的标志可以迅速的得到所需要平移的XY方向的距离及旋转的角度，将上述过程得到的距离和角度分别转化为XY方向和角度的转数，更加方便调节。同时，利用计算机图像处理功能可以将对中系统不同部件的误差作为一个整体的系统误差在调整初期进行考虑，这样可以大大的节约计算的时间，为调整对中创造时间。

Claims (2)

1.一种用于透明微流控芯片装配的显微对准装置，包括体视显微镜和一安装在体视显微镜底座平台上的三自由度平台(7)，安装图像处理软件的计算机与CCD图像采集系统电联接；其特征在于：

在体视显微镜物镜(1)下方通过螺纹连接安装一旋转对焦机构(8)，所述的旋转对焦机构(8)由一可装夹在物镜镜筒下端内的固定套筒(2)，和旋转套筒(3)组成，其中固定套筒(2)内设有螺纹；旋转套筒(3)上部分的外壁设有螺纹，其底面中心开有一凹槽(4)，外壁设有螺纹的部分插入固定套筒(2)内螺合连接，该旋转套筒(3)的凹槽(4)中安放上微流控透明芯片(5)；三维工作台(7)的中央安放下微流控透明芯片(6)。

2.按权利要求1所述的用于透明微流控芯片装配的显微对准装置，其特征在于：所述的旋转套筒(3)是呈 形的套筒。

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