[发明专利]一种微流控管道热压拉伸装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种微流控管道热压拉伸装置及其控制方法，装置包括：底座；加压组件，包括顶板、弹性连接件以及负载，顶板的下表面通过弹性连接件连接至底座的上表面，负载设置在顶板的上表面；加热组件，包括上加热板和下加热板，上加热板设置在顶板的下表面，下加热板设置在底座的上表面，上加热板和下加热板内均设置有加热器，下加热板的上表面设置有热压槽；传动组件，包括主动轮、从动轮以及牵引电机，主动轮和从动轮分别靠近热压槽的两端设置，主动轮与牵引电机传动连接；主控制器，加热器和牵引电机均与主控制器电连接。本发明保证了微流控管道拉伸和热压的均匀性，提高了微流控管道的品质，可广泛应用于微流控管道加工技术领域。

技术领域

本发明涉及微流控管道加工技术领域，尤其涉及一种微流控管道热压拉伸装置及其控制方法。

背景技术

制作微流控芯片的主要材料有硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和纸基等。不同的材料特性决定了不同的微加工方法。但是微流控芯片最主要的加工方法是来自于微电子行业的光刻技术和来自于表面图案化的软光刻技术；此外，CNC、激光刻蚀、3D打印、注塑等加工工艺目前也被广泛应用。在上述技术的基础上，为了制作完整的微流控管道，一般还需要对两片材料进行键合。玻璃和硅片等材料通过高温、高压或高电压等方法键合，而PDMS材料通过氧等离子处理进行键合。

在制作微流控芯片的过程中，将表面刻蚀有微通道的芯片键合是重要的一步工艺，键合的主要方法就是热压键合，通过高温和压力将聚合物盖板和芯片紧紧键合在一起，起到密封的作用。在基于微流控的数字PCR中，液滴的扩增反应需要在微通道中进行，微流控芯片本身就具备这个功能，但通常只能在二维平面上进行反应扩增，无法实现复杂的三维拓扑结构，因此可以通过聚合物管道(Teflon、PVC、Silicon等)经过缠绕等方式形成微流控管道来解决这一问题，将高通量的微细聚合物管道缠绕在PDMS加热块上，通过控制加热块的厚度在PDMS块两侧产生温差，液滴通过缠绕在PDMS块上的微管道时便经过了两个不同的温度区域，实现DNA的扩增。

目前商用的聚合物管道内径较大(0.3mm)无法满足微量的微流体的控制与应用，并且目前的管道在同一管道上直径是均一的，无法实现可控的变径管道，无法满足更加复杂的管道设计要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种微流控管道热压拉伸装置及其控制方法，该装置结构简单，可以对微流控管道的拉伸速度和热压温度进行实时控制，保证了微流控管道拉伸和热压的均匀性，提高了微流控管道的品质。

本发明所采用的第一技术方案是：

一种微流控管道热压拉伸装置，包括：

底座；

加压组件，所述加压组件包括顶板、弹性连接件以及负载，所述顶板的下表面通过所述弹性连接件连接至所述底座的上表面，所述负载设置在所述顶板的上表面；

加热组件，所述加热组件包括上加热板和下加热板，所述上加热板设置在所述顶板的下表面，所述下加热板设置在所述底座的上表面，所述上加热板和所述下加热板内均设置有加热器，所述下加热板的上表面设置有热压槽；

传动组件，所述传动组件包括主动轮、从动轮以及牵引电机，所述主动轮和所述从动轮分别靠近所述热压槽的两端设置，所述从动轮用于缠绕设置待加工管道，所述主动轮用于对所述待加工管道施加牵引力，所述主动轮与所述牵引电机传动连接；

主控制器，所述加热器和所述牵引电机均与所述主控制器电连接。

进一步，所述弹性连接件包括导轨和压缩弹簧，所述导轨的下端固定在所述底座的上表面，所述导轨的上端穿出所述顶板，所述顶板可沿所述导轨上下滑动，所述压缩弹簧套设在所述导轨上，所述压缩弹簧的下端固定在所述底座的上表面，所述压缩弹簧的上端固定在所述顶板的下表面。