[发明专利]一种通过释放磁性回复力实现的一次性微流控制阀门

说明书

本发明公开了一种通过释放磁性回复力实现的一次性微流控制阀门，属于阀门技术领域，包括栓塞物、阻隔物、回复力源和触发部件，所述栓塞物放置于微流通道之中，其大小满足阻隔液体流过的条件，阻隔物位于栓塞物被释放后运动方向的前方，回复力源位于栓塞物的任意一侧，用于固定栓塞物和密封流体的触发部件位于栓塞物和微流管道上的一个附着处中间，本发明提供一种低成本，高可靠性，结构简单的微流控阀门，以实现微流控中的一次性阀门开关功能。

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体是一种通过释放磁性回复力实现的一次性微流控制阀门。

背景技术

微流控芯片是指通过微加工技术制造若干微通道、腔室，进而形成流路，以在几平方厘米内的薄片上完成宏观尺度的生化实验。就目前微流控系统的发展水平看，初期加工技术上的困难已经不存在，有效精确地控制液流成为最主要的需求。而精确有效的控制试样和试剂在微流控芯片中的运输、混合以及反应等过程则需要借助大量微阀门的执行来保证。

目前应用于微流控流路中的微型阀门主要有热敏变形驱动阀、气压驱动单层薄膜阀、基于相变实现的微型阀、基于磁性塞体的微型阀、基于转子型塞体的微型阀等。热敏变形驱动阀是使用具有温控变形特性的热敏材料作为微阀门的运动部件，当低温微流体流过时，运动部件由于温度降低产生变形离开基座，开启微流道; 反之，运动部件恢复原形回到基座，关闭微流道。具有无能耗、无污染等优点，但是响应时间长、不易控制、死角区域大、制作工艺复杂、成本高。

气压驱动单层薄膜阀是通过施加气压，使弹件薄膜变形堵塞微流道或者部分堵塞微流道，以控制微流体的通断以及流量，由于需要气压控制装置和精确控制气压，使得结构复杂，制作工艺复杂，成本高，不易大量应用与微流控芯片。

相变阀的主要工作原理是通过对部分微流体的固态和液态转变来控制微流体通断。在需要关闭微阀门时，可对微流体进行主动制冷，使部分微流体在极短的时间内迅速凝结从而堵塞微流道;在需要开启微阀门时，则加热己冻结的微流体使其融化，即可恢复微流体的流动状态。由于需要对微流体进行冷却加热，使得制作工艺复杂，应用范围较小。

上述各种方案都是为了实现反复开关而设计。而在大量的实际应用场景中，生化检测的特点造成微流系统仅可一次性使用，这类似于宏观实验室中存在大量一次性耗材的应用场景。 在这种实验中，微流控系统中所需要的仅仅是可以一次性打开的微阀，而并不需要可以反复打开的阀门。例如在基于向心力实现微流控的转盘型微流实验室中。在这种场景中，人们希望一次性可打开的微阀所必须具备的特点是：微阀必须具有响应高效、可靠性高、结构简单、成本低廉等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过释放磁性回复力实现的一次性微流控制阀门，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种通过释放磁性回复力实现的一次性微流控制阀门，包括栓塞物、阻隔物、回复力源和触发部件，所述栓塞物放置于微流通道之中，其大小满足阻隔液体流过的条件，阻隔物位于栓塞物被释放后运动方向的前方，回复力源位于栓塞物的任意一侧，用于固定栓塞物和密封流体的触发部件位于栓塞物和微流管道上的一个附着处中间。

作为本发明的进一步技术方案：所述栓塞物的形状需要满足与触发部件一同工作时将液流阻隔，栓塞物采用磁性材料，此时，回复力源与栓塞物之间的回复力为吸引力或排斥力。

作为本发明的进一步技术方案：所述栓塞物采用非磁性材料，此时，回复力将由其他存在于系统中的力来提供。

作为本发明的进一步技术方案：所述阻隔物采用非磁性或磁性材料制成，当其为磁性材料制成时，满足阻隔物同栓塞物之间的磁性作用力不妨碍或者主动使得栓塞物作为阀门去顺利打开。