[发明专利]一种控制阀及离心微流控芯片

说明书

本发明属于微流控芯片技术领域，公开一种控制阀，设置在微流控芯片的微流通道(2)上，所述微流控芯片包括芯片本体(1)，所述控制阀包括阀腔体(3)、可逆吸水机构(4)，所述可逆吸水机构(4)设置在所述阀腔体(3)内。还公开了一种离心微流控芯片，包括芯片本体(1)、进液口(7)、反应腔(8)、微流通道(2)，还包括设置在所述进液口(7)与所述反应腔(8)之间的控制阀，所述控制阀为上述的控制阀。本发明提供一种控制阀及离心微流控芯片，加工简单，无需复杂处理，可通过改变离心转速实现溶液的逐级释放，使用方便。

技术领域

本发明涉及微流控芯片技术领域，尤其涉及一种控制阀及离心微流控芯片。

背景技术

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。由于微流控芯片样本用量少，反应时间快，检测通量高和集成性能好等优势，越来越多的被应用于便携检测等领域。

离心式微流控芯片，即通过离心力作为动力，实现芯片上的流体流动和单元操作，从而完成各种生化反应和检测过程，是目前比较受欢迎的产品形式。其优势在于通过离心机控制芯片转动，避免了平面式芯片需要注射泵等大型驱动装置，设备简单便携，满足目前检测设备小型化的趋势。

常规的生化反应通常涉及到多种流体以及多个反应步骤，流体的加入和反应都需要有严格的顺序和时间，因此需要在离心芯片上搭建控制阀，从而完成上述功能。

目前离心芯片上的控制阀主要分为主动式和被动式，其中主动式需要在离心力以外增加控制装置，被动式则无需增加额外的控制装置，仅仅依靠离心力。由于主动式控制阀需要增加控制装置，例如加热、制冷、光照等，增加了设备的复杂程度和成本。多数商业化产品和学术研究选择被动式控制阀，目前被动式控制阀主要包括毛细阀、亲疏水阀、结构突破阀和部分气压阀，上述各种控制阀需要较高的加工精度(毛细阀、气压突破阀)或者额外的处理手段(亲疏水阀、结构突破阀)。针对复杂的生化反应，涉及到多种流体或者多个反应步骤，上述控制阀难以实现多个控制阀在同一芯片上集成，例如毛细阀，随着毛细阀远离芯片中心，如果需要使用毛细阀，需要毛细结构尺寸大幅降低，已经超过了常规的加工极限。亲疏水阀加工过程难以精确控制，因此需要转速控制留有较大的余量，例如两个疏水阀之间要保证1500rpm的差别，才能保证顺序反应顺利实现，极大地提高了对离心机的要求，此外亲疏水试剂的引入可能会生化反应的试剂体系产生影响。总之，现有离心芯片上的控制阀不能够快捷和简单的实现多个控制阀的集成，不能够满足复杂的生化反应过程，需要开发新的控制阀进行补充。

基于上述情况，我们有必要设计一种能够解决上述问题的离心式微流控芯片的控制阀。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种控制阀，加工简单，无需复杂处理，可通过改变离心转速实现溶液的逐级释放，使用方便。

本发明的另一个目的在于：提供一种离心微流控芯片，加工简单，无需复杂处理，可通过改变离心转速实现溶液的逐级释放，使用方便。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种控制阀，设置在微流控芯片的微流通道上，所述微流控芯片包括芯片本体，所述控制阀包括阀腔体、可逆吸水机构，所述可逆吸水机构设置在所述阀腔体内。

具体地，所述可逆吸水机构为具有吸水和放水功能的多孔材料制成，所述可逆吸水机构填充在所述阀腔体内，可逆吸水机构在吸水后，通过离心力的作用，溶液可以再次释放，而且通过改变离心转速，可以实现溶液的逐级释放，起到控制阀的作用。

作为一种优选的技术方案，所述可逆吸水机构封装于防变形包装薄膜内。