CN2896284Y - 连续流型pcr微流控芯片的简易气动进样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续流型PCR微流控芯片简易气动进样装置，用于基因诊断、基因识别以及新药物开发等生物化学领域。该装置包括有真空泵(1)、吸气气路、排气气路、第三三通接头(10)、吸针(13)。真空泵(1)吸气端依次连接第一换向阀(2)、吸气节流阀(3)、第一三通接头(4)，组成吸气气路；真空泵(1)排气端依次连接第二换向阀(6)、排气节流阀(7)、第二三通接头(8)，组成排气气路；吸气气路和排气气路末端通过第三三通接头(10)连接于吸针(13)。本实用新型适用于少量的试样进样要求，不存在死体积，可以调节微流体流动速度，使生物试样的流动更好的满足PCR反应的要求。

Description

连续流型PCR微流控芯片的简易气动进样装置

技术领域

本实用新型涉及一种连续流型聚合酶链式反应(PCR)微流控芯片简易气动进样装置，主要用于基因诊断、基因识别、药物筛选以及新药物开发等生物化学领域。

背景技术

目前，连续流型PCR微流控芯片常采用以精密注射泵作为驱动动力的进样装置进行进样，精密注射泵是一种广泛应用于临床医学和分析化学等领域的注射仪器，属于液体泵的范畴，虽然其注入精度高，可自动化操作，但将其应用于连续流型PCR微流控芯片的进样时，通常需要较多的试样量，而且试样必须以连续不断的形式进样，不能实现类似于液滴式的间断进样方式，另外还存在试样流速过快且采用恒定速度进样不能对速度进行调节，有死体积等缺点，难以较好的满足连续流型PCR微流控芯片对进样的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种能完全满足连续流型PCR微流控芯片进样要求的简易气动进样装置。本实用新型不仅可以适用于更少量的试样进样要求，能够实现类似于液滴式的间断进样方式，不存在死体积，而且可以根据要求调节微流体的流动速度，使生物试样的流动更好的满足PCR反应的要求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案，具体参见图1～4：在真空泵1的吸气端，第一换向阀2、吸气节流阀3、第一三通接头4依次用管路连接，设置一条吸气气路；在真空泵1的排气端，第二换向阀6、排气节流阀7、第二三通接头8依次用管路连接，设置一条排气气路；吸气气路和排气气路的末端并联于第三三通接头10，然后用管路共同连接到吸针13，在第三三通接头10和吸针13之间形成吸气气路和排气气路共用的一条公共管路；在第一三通接头4、第二三通接头8的第三端上分别设置吸气阀5和排气阀9；在第一换向阀2的第三端连接节流阀14，节流阀14的另一端与大气相通；第二换向阀6的第三端与大气直接连通；在吸针13和第三三通接头10之间设置第四三通接头11，第四三通接头11的第三端接真空压力表12。

本装置的工作过程，具体参见图1～4，开启真空泵1，关闭排气气路，仅吸气气路工作，此时进样装置工作在吸液模式，利用吸气气路中形成的真空可将试样经吸针吸入吸气气路和排气气路的公共管路；试样吸入完成之后，关闭吸气气路，开启排气气路，进样装置工作在进样模式，利用排气气路中的排气压力，可驱动已吸入的试样液体流动，经吸针与PCR微流控芯片的接口注入芯片之中，从而实现试样进样的目的。

由于本装置以空气作为动力工质间接驱动流体流动，空气不仅可以驱动试样进入PCR芯片内部的微流路，空气本身也可以被泵源提供的气压推入PCR芯片内部的微流路，因此，无论试样量的大小如何，试样总可以全部被注入PCR芯片内部，而且，当试样被全部注入之后，空气将随之进入PCR芯片内部的微流路，继续在微流路中驱动试样连续流动直至试样流完整个芯片，从而实现对更少量试样的进样操作，同时不存在有死体积的现象。

吸液模式下，如果以空气间隔法吸液，即每吸一滴试样，中间吸少量空气，然后再吸一滴试样，再吸少量空气，如此反复，那么在进样时试样将以液滴形式间断进样，从而可以实现液滴式的间断进样方式。

在进样装置工作时，无论工作在吸液模式或进样模式，均可通过调节气路上设置的各个阀门来调节气路中的压力或真空度的大小，或者通过调节节流阀调节空气的流速，从而实现控制进样液体流速的目的。

本实用新型的有益效果是，进样装置系统价格便宜，易于实现，不仅可以实现较小试样进样和类似于液滴式的间断进样方式，没有死体积，而且可以方便的控制进样速度。

附图说明

图1是本实用新型的一种连续流型PCR微流控芯片用试样进样装置的结构示意图。

图2是图1中各气动元件的连接示意图。

图3是吸液模式下图1的各工作组件的连接示意图。

图4是进样模式下图1的各工作组件的连接示意图。图中：1、真空泵，2、第一换向阀，3、吸气节流阀、4、第一三通接头，5、吸气阀，6、第二换向阀，7、排气节流阀，8、第二三通接头，9、排气阀，10、第三三通接头，11、第四三通接头，12、真空压力表，13、吸针，14、节流阀，15、壳体，16、样品，17、PCR微流控芯片

具体实施方式：

本实用新型的一种连续流型PCR微流控芯片用试样进样装置，具体结构参见图1～3。本进样装置有通常结构的容装各组件的壳体15。壳体15的内部安装有本进样装置的各主要元件：在真空泵1的吸气端，第一换向阀2、吸气节流阀3、第一三通接头4依次用管路连接，设置一条吸气气路；在真空泵1的排气端，第二换向阀6、排气节流阀7、第二三通接头8依次用管路连接，设置一条排气气路；吸气气路和排气气路的末端并联于第三三通接头10，然后用管路共同连接到吸针13，在第三三通接头10和吸针13之间形成吸气气路和排气气路共用的一条公共管路；在第一三通接头4、第二三通接头8的第三端上分别设置吸气阀5和排气阀9，在第一换向阀2的第三端连接节流阀14，节流阀14的另一端与大气相通，第二换向阀6的第三端与大气直接连通，在吸针13和第三三通接头10之间设置第四三通接头11，第四三通接头11的第三端接真空压力表12。其中，真空泵1固定安装于壳体15内部底面，第一换向阀2、第二换向阀6、吸气节流阀3、排气节流阀7、节流阀14、吸气阀5和排气阀9等气动元件的阀体部分均被固定安装于壳体15的上表面内部，而各元件的开关或旋钮则穿出上表面以便从外部直接操控，真空压力表12安装在壳体15的上表面，其管路接口则穿过上表面与内部的第四三通接头11用管路连接，以上各元件的安装位置排列顺序与图1中所示相符。壳体的上表面同时是一个操作指示面板，可方便的操控各阀体开关，并阅读真空压力表的读数。

开启真空泵1，开启吸气节流阀3，将第一换向阀2设置成真空泵1与吸气节流阀3之间导通，关闭排气节流阀7，置第二换向阀6状态为真空泵1与大气导通，这样就形成一条可由吸针13吸入空气，且吸入的空气经过前述吸气气路被真空泵吸入，最后由第二换向阀6排出至大气中的通路。确保吸气阀5和排气阀9处于关闭状态，此时进样装置工作于吸液模式，如图3所示。当进样装置工作于吸液模式时，可将吸针浸入待进样试样液体中，吸气气路内部由于真空泵的作用而形成真空，试样液体因此被导入前述吸气气路和排气气路的公共管路之中。在吸液模式中，可通过适当开启吸气阀5和调节吸气节流阀3来控制吸气气路内部的真空度和空气的吸入速度，从而控制样品吸入的速度。

完成样品的吸入以后，关闭吸气节流阀3，将吸针13插入其与PCR微流控芯片的接口，然后开启节流阀14，将第一换向阀2设置成真空泵1与大气经第一换向阀2、节流阀14后导通，置第二换向阀6状态为真空泵1经换向阀6与排气节流阀7导通，开启排气节流阀7，确保吸气阀5和排气阀10处于关闭状态，此时进样装置工作于进样模式，如图4所示，在吸液模式下吸入的试样液体由于排气气路内部的排气压力而被注入PCR芯片中。在进样模式中，可通过适当开启排气阀10和调节排气节流阀7来控制吸气气路内部的压力和空气的排出速度，从而控制试样的进样速度。

在吸液模式中，试样吸入的流速大致与真空压力表12所测得的真空度成比例关系；在进样模式，试样进入PCR芯片内部微流路后的流速大致与真空压力表12所测得的排气气路中的空气压力值成比例关系；可通过实验测定压力与流速之间的对应关系，从而通过控制压力来准确控制吸液尤其是进样的流速，更好的满足PCR芯片对于进样的要求。

Claims (2)

1、一种连续流型PCR微流控芯片简易气动进样装置，其特征在于：该装置主要由真空泵(1)、吸气气路、排气气路、第三三通接头(10)、吸针(13)组成，吸气气路主要包括有第一换向阀(2)、吸气节流阀(3)、第一三通接头(4)、节流阀(14)、吸气阀(5)，排气气路主要包括有第二换向阀(6)、排气节流阀(7)、第二三通接头(8)、排气阀(9)；其中，真空泵(1)吸气端用管路依次连接第一换向阀(2)、吸气节流阀(3)、第一三通接头(4)，真空泵(1)排气端用管路依次连接第二换向阀(6)、排气节流阀(7)、第二三通接头(8)，吸气气路和排气气路末端并联于第三三通接头(10)，第三三通接头(10)通过管路连接于吸针(13)，第一三通接头(4)、第二三通接头(8)的第三端分别设置有吸气阀(5)和排气阀(9)，第一换向阀(2)的第三端设置有节流阀(14)，节流阀(14)的另一端与大气相通，第二换向阀(6)的第三端与大气相通。

2、根据权利要求1所述的连续流型PCR微流控芯片简易气动进样装置，其特征在于：所述的吸针(13)和第三三通接头(10)之间还设置有第四三通接头(11)，第四三通接头(11)的第三端连接有真空压力表(12)。

Images