[实用新型]一种微流控时控阀门

说明书

本实用新型涉及一种微流控时控阀门，其包括至少一条流道，通过所述流道的尺寸、形状、结构中的一种或多种实现时控阀门功能。进一步还可包括与所述流道连接的液池，构成流道‑液池组合流道，并通过流道和液池的尺寸、形状、结构中的一种或多种实现时控阀门功能。本实用新型可通过控制流道的体积控制溶液由一个区域流入另一个区域的时间，实现时控阀门的功能；并可通过调节流道的截面积控制溶液进入特定区域的流量，实现对溶液在所需区域流量的控制；若流道和液池内嵌入微结构又可实现溶液混合等功能。本实用新型的微流控时控阀门无复杂结构、无可动单元，具有制作简单、成本低廉和使用寿命长等优点，在微流控及相关领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本实用新型属于微流控技术领域，具体涉及一种微流控时控阀门。

背景技术

微流控芯片(Microfluidic chip)是指通过微加工技术(MEMS)、注塑技术及其它加工方法将一个生物、化学实验室的基本功能微缩到一块只有几平方厘米大的芯片上面，一般由微通道形成网络，用可控流体贯穿整个系统，用以实现常规化学或生物实验室的各种功能。具体到各种微生物化学分析与检测微流控芯片的功能实现方面，基本均是以试样和试剂在微流控芯片中的运输、混合以及反应等过程得到精确有效的控制为前提。这种控制需要借助高效、精准、稳定且能够与微流控芯片结合的微流控时控阀门来实现。

目前微流控芯片中的时控阀门根据关键时控部件可以分为：可动部件控制和固定部件控制两大类。基于可动部件控制的微流控阀门利用可动单元或材料的热致、电致膨胀系数的不同实现阀门通断的功能，如热敏变形驱动阀和气压驱动阀等；基于固定部件控制的微流控阀门是利用微流体性质实现阀门通断功能，如相变阀(通过调节微流体的温度改变其固、液状态，进而实现溶液通断的功能)。

以上阀门均需要借助于外部控制实现阀门通断功能，如提供可变形材料的温度或电压驱动、微阀门旋转的气压驱动或微流体相变温度驱动等。可动单元控制的微流控阀门还需要考虑芯片使用的耐久度和稳定性等问题。这些问题使得阀门对流体通断控制的精准性、稳定性大打折扣，无疑增加了微流控芯片使用的不确定性，从而影响微流控芯片的分析结果。同时，借助外界控制因素使得芯片的制作难度和使用成本难以降低。

综上所述，如何提供一种高稳定性、低制作难度且制备简单成本低廉的微流控阀门，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对以上微流控阀门的诸多问题，本实用新型的目的是提出一种微流控时控阀门，从而打破传统单纯使用阀门通断的方式实现对微流体到达微流控芯片特定区域的时间控制。该微流控时控阀门不仅能对微流体实现精准、稳定控制；也可以实现对时控阀门两侧的液体流量进行控制；同时具有制作工艺简单、制作难度低且成本低廉等优点。

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种微流控时控阀门，包括至少一条流道，通过所述流道的尺寸、形状、结构中的一种或多种实现时控阀门功能。

进一步地，所述微流控时控阀门还包括与所述流道连接的液池，所述液池和所述流道构成流道-液池组合流道，所述流道-液池组合流道通过流道和液池的尺寸、形状、结构中的一种或多种实现时控阀门功能。流道与液池可以在同一平面内，也可以在不同平面内。

进一步地，所述流道的外形是笔直的或弯曲的；所述流道在同一平面内，或在不同平面内，呈立体结构。弯曲的流道可以是有规律的弯曲，也可以是随意弯曲；流道整体可以呈现一定形状，也可以杂乱无章。流道的长度、宽度、深度可以单独设计尺寸，也可以相互关联，实现对微流体“通”、“断”的控制。

进一步地，所述流道的截面是方形、圆形、梯形、三角形或其他多边形。

进一步地，所述流道内部和/或所述液池内部嵌入微结构，或者不嵌入微结构。即流道、液池内部是否嵌入微结构相互独立，互不影响；也可以为实现一些附加功能，如混合功能，相互关联。嵌入的微结构的密度可以为任意密度。