[发明专利]一种离心力微流控芯片

说明书

一种离心力微流控芯片包括液体反应层、加热电阻层、主控电路模块、供电模块。相变阀集成在液体反应层中，在加热电阻层中的加热电阻正上方。液体反应层与加热电阻层之间通过聚二甲基硅氧烷密封，加热电阻层与主控电路模块固定在一起。通过加热电阻层与液体反应层的封装，实现相变阀高度集成的目的。通过主控电路模块中的无线通信芯片，控制加热电阻电流的通断状况来操控相变阀的开关，实现操控的目的；通过将电路和微流控芯片封装在一起，成倍减少了相变阀的开启时间，实现了快速高效的目的。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，特别是涉及一种离心力微流控芯片,其改进之处在于将加热电阻层和液体反应层封装在一起，使用无线供电或导电滑环，电加热控制相变阀，实现离心力微流控芯片上相变阀的高度集成和操控，从而实现对离心力微流控芯片上液体的操控。

背景技术

在微流控芯片系统中，微阀作为能控制微通道闭合和开启状态的部件，能够操控液体的流通状况，影响着芯片的集成度，发挥着及其重要的作用。在各种微生物化学分析与检测系统中，需要精确地控制试样和试剂在系统中的运输、混合以及反应等过程，需要借助大量微阀门，所以微阀的可靠性，集成度，加工成本间接影响着微流控芯片的实现。C.D.Bevan于1995年首次提出了相变阀，在需要关闭阀门时，可以对微流体主动制冷，使得部分微流体在极短的时间内迅速冻结从而堵塞微流道，在需要开启阀门时，则加热已经冻结的微流体使其融化，使得阀门打开。石蜡阀属于相变阀的一种，在相变阀的发展过程中，由于石蜡具有熔点低、易塑形形变等特性，较早出现的是利用石蜡的相变特性设计制造的相变阀，如P.Selvaganaoathy等于2003年设计制造的热电驱动的内嵌石蜡阀，以及Robin.H.Liu等于2004年设计制造的一次性热驱动石蜡阀，韩国三星将石蜡阀集成到离心式微流控中实现商业化应用，另外还有沈阳航空航天大学研究的使用薄膜的可重复性石蜡阀等，虽然这些石蜡阀在一定程度上，弥补了传统机械型微阀门能耗大、不易与微系统结合的特点，但是仍存在制造工艺复杂，操控复杂，集成度低等缺点；而且由于难以解决供电问题，石蜡相变阀在离心力微流控芯片中始终借助外部激光或热源进行加热，难以精确控制，无法在芯片内大量集成，另外开关时间慢长，影响了石蜡相变阀的应用以及其他材质的相变阀的应用。另外还有其他材质如动物油、可融性凝胶等的相变阀，都存在类似的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种离心力微流控芯片。本发明是通过以下技术方案实现的：一种离心力微流控芯片，具体包括液体反应层，相变阀，加热电阻层，主控电路模块，供电模块。从上到下，液体反应层在最上方，相变阀集成在液体反应层内，液体反应层与加热电阻层粘合在一起，加热电阻层与主控电路模块固定在一起，主控电路模块与供电模块相对应或相连接。液体反应层，加热电阻层，主控电路模块固定在离心力平台的转轴上，随转轴转动，供电模块固定在平台上，与电源相连，可为旋转的主控电路模块、加热电阻层供电。

所述的液体反应层、加热电阻层、主控电路模块都跟随离心力微流控平台中的电机转动。

所述的液体反应层上有微结构和相变阀，微结构包括微通道，反应腔，气孔，微阀结构等。

所述的相变阀，主要是指用石蜡或动物油或可融性凝胶等材料制作的相变阀。

所述的相变阀，集成在液体反应层内，在加热电阻层中的加热电阻的正上方。

所述的加热电阻层含有加热电阻、温敏电阻、电源接口等。

所述的加热电阻层与液体反应层密封在一起，并与主控电路模块通过插针等方式固定在一起。

所述的主控电路模块含有无线通信芯片、单片机等。

所述的主控电路模块可为加热电阻层供电。

所述的供电模块与主控电路模块相对应，与电源相连。

所述的供电模块可为跟随离心力平台电机转动的主控电路模块供电。