[发明专利]一种微流控进样系统

说明书

本发明公开了一种微流控进样系统，包括定量取样模块、气压驱动和控制模块、负压生成器；定量取样模块包括试样池、入口工作通道、第一单向阀、第一疏水阀、定量取样腔室、第二疏水阀、第三疏水阀、第二单向阀、入口工作通道；进口工作通道上设有第一单向阀；出口工作通道上设有第二单向阀；定量取样腔室进口端和出口端分别是第一疏水阀和第二疏水阀；第二疏水阀与第二单向阀之间设有第三疏水阀；气压驱动和控制模块包括微型气泵、微型电磁阀和控制器，气泵是提供驱动压力的气源，电磁阀和控制器组成控制单元，控制驱动压力的通断。本系统能够提高定量试样进样的精度，以及进样时能够根据脉冲调制原理控制试样的流率和流量，并且能够节约进样成本。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，特别是一种微流控进样系统。

背景技术

微流控是一项涉及到流体力学、精密机械、生物医学、化学等多个领域的交叉性科学技术，在生化分析、医疗诊断、药物筛选等方面存在广泛应用，并具有效率高、所需试样/试剂少、仪器设备便于小型化设计等优点，因而在近年获得了较快发展。流体进样是微流控技术工程应用中的一个关键环节，涉及定量取样，流体驱动和进样流速控制等内容。这一操作可利用内置集成式微泵来完成，但结构复杂、成本高，不适用于一次性微流控芯片。如采用外置注射泵、压力泵等给样方式，则容易受水容效应影响，在进样体积较小时产生较大误差。采用压力泵驱动时，除需要稳定压力源外，还需要精密压力调节计对驱动气压和流速进行调节，成本较高。例如Jessica MelinStephen R.Quake,Microfluidic Large-ScaleIntegration:The Evolution of Design Rules for Biological Automation(J),Annu.Rev.Biomol.Struct.2007.36:213-231.发表的一种在芯片内利用多个微阀控制通道通断完成微量样品定量进样的方法，该方法为实现在线定量取样，通常需要多个控制微阀，结构较为复杂，并且微阀内流动死区容易造成液体残留，影响取样精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微流控进样系统，对微量液体进行定量取样，并控制进样时液体流速，以提高进样精度。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种微流控进样系统，包括气压驱动和控制模块、定量取样模块、负压生成器；所述定量取样模块包括试样池、入口工作通道、第一单向阀、第一疏水阀、定量取样腔室、第二疏水阀、第三疏水阀、第二单向阀、出口工作通道；

所述试样池通过入口工作通道与定量取样腔室进口端相连，所述入口工作通道上设有第一单向阀；所述定量取样腔室出口端与试样出口工作通道相连，所述出口工作通道上设有第二单向阀；所述定量取样腔室进口端和出口端分别设有第一疏水阀和第二疏水阀；所述第二疏水阀与第二单向阀之间设有第三疏水阀；

所述气压驱动和控制模块通过第一控制通道与第一疏水阀相连，通过第二控制通道与第三疏水阀相连，通过第三控制通道与负压生成器气体入口相连，所述负压生成器负压出口与第二控制通道相连，气体出口与外界大气连通；所述第一疏水阀用于取样时，避免入口工作通道的液体进入第一控制通道；所述第三疏水阀用于进样时，避免液体流入第二控制通道，所述第一单向阀、第二单向阀的正向流向均为取样流动方向。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)在负压驱动下通过疏水阀结合定量取样腔室实现对微量液体的定量取样，结构相对简单，且疏水阀减少了流动死区和残留液体，能够提高取样精度。

(2)流体驱动压力由微型气泵提供，通过外置电磁阀控制进样系统的控制通道，可重复使用，降低制作成本。

(3)结合脉宽调制技术，通过控制器控制电磁阀的开关时间与循环次数，改变驱动时间和驱动时间的占空比，能够对进样过程中试样的流量及流率进行精确控制。

附图说明

图1为本发明的微流控进样系统结构示意图。