[发明专利]流体控制装置

说明书

本发明公开一种流体控制装置，其包含流体岐管部、旋转阀定子、旋转阀转子及双驱动单元。流体岐管部包含与样品反应单元连接的微管道及与流体源连接的流体源输入管道。当旋转阀转子转至预设位置时，流体源输入管道经由旋转阀定子的穿孔及旋转阀转子的沟槽而与微管道连接。第一驱动单元驱动旋转阀转子的转动。第二驱动单元驱动旋转阀转子或旋转阀定子的移动，以调整旋转阀转子与旋转阀定子的距离，使得当旋转阀转子转动时，旋转阀转子与旋转阀定子之间具有间隙，且当旋转阀转子转动至预设位置后，旋转阀转子紧贴于旋转阀定子。

技术领域

本发明涉及一种流体控制装置，尤其涉及一种具有内建旋转阀及双驱动单元的流体控制装置。

背景技术

随着科技进步及交通工具便利性，传染性疾病的传播速率也被加速，如SARS、禽流感、登革热等疾病的传染，是现今全球所需面对的挑战。因而，提出有效的防治策略，快速的进行疑似病例的检测与确认，进行早期隔离或确认治疗的方式，是现在检测医学所努力的目标，故研发传染性疾病的“即时就地检测手段”，是相当重要的议题。

而在大部分临床试验及诊断中，例如蛋白纯化及细菌培养等的流体处理及调控过程中，一连串的样品处理步骤，包括组织分离(tissue dissociation)、细菌捕捉(bacteriacapture)、细胞裂解(cell lysis)、核酸萃取(nuclear acid extraction)及清洗等，都是不可避免的。这些处理步骤通常需要复杂的实验流程，且通常由专业研究人员在中心实验室利用试管、吸量管及相关设备进行操作。

“芯片实验室(lab-on-a-chip)”则是近年来被提出的新颖性概念，提出将不同微型元件整合于同一平台，达到现今所提出“即时就地照护(Point of Care,POC)”与“体外诊断(In Vitro Diagnostics,IVD)”的目标，其精髓便是建构“体积小”、“准确性高”、及“即时诊断”的医疗检测平台。这样的平台主要是通过微流体技术来达成，使得各种生物及化学样品或试剂能在名片大小的芯片或卡匣中进行处理。

在典型的微流体装置中，许多实验室功能，例如流体抽送(flow pumping)、阀门控制(valving)、混合、加热、反应等，都被精密地整合在芯片上，且复杂的样品处理过程通常由程式进行控制，以实现自动化操作。然而，大部分在实验室开发的芯片实验室技术并不适用在工业应用。举例来说，在分子诊断时，用于样品测试的微流体芯片必须是低成本、容易量产且为一次性使用产品，因此，利用射出成型或热压成型制造的塑胶芯片或卡匣仍然被普遍使用。由于塑胶微流体芯片或卡匣无法完全实现芯片实验室功能，在大多数这些微流体装置的多槽体间的流体分配及调控必须高度依赖各种外部的帮浦、阀、传感器及致动器。在大部分这些设计中，每一个槽体及微流体通道都是由一或更多独立的阀来调控，因此，对应的流体路径的连接或分离都是通过对应的阀的开启或关闭来控制。

然而，这样的设计虽然能够成功的在系统中输送流体，但是成本相当高且通常会占据大量空间。此外，流体控制阀、帮浦及微流体装置之间大部分皆由塑胶软管连接，然而塑胶软管除了寿命短、占空间之外，在生产线组装时，更有繁复、耗时且易出错的问题，故有不易制造及良率与可靠度低的缺点，因此不适用于量产，且缺乏模块化设计，无法让其他系统在无须重新设计的情况下直接使用。

此外，旋转阀也被广泛应用在多流体系统的流体控制，而为了避免旋转阀操作时产生渗漏，通常会在定子及转子交界面上施加压力以提供较佳密封度。然而，加强密封虽然可以避免渗漏，但也因此产生了现在大部分旋转阀所具有的两个缺点。首先，当旋转阀从一位置转至下一位置时，需要高旋转力矩来克服定子及转子之间的摩擦力，故通常必须采用相当大的马达，也因而使得整个系统的体积、成本及电力消耗增加。另一个缺点则是摩擦力会造成定子及转子的磨损，故会降低装置的使用寿命。

因此，提供一种可改善现有技术缺点的流体控制装置实为本领域的人士需要努力的方向。

发明内容