本發(fā)明涉及生物醫(yī)療檢測領(lǐng)域，進(jìn)一步涉及一種模塊化微流控芯片夾具。

背景技術(shù)：

近年來，即時檢測(point-of-caretesting，poct)系統(tǒng)開始應(yīng)用于生物醫(yī)療領(lǐng)域。其主要通過精簡檢測裝置與操作流程，降低檢測成本，實(shí)現(xiàn)由非專業(yè)人員完成就地檢測，對完善偏遠(yuǎn)地區(qū)醫(yī)療建設(shè)，推動個性化醫(yī)療具有重要意義。上世紀(jì)九十年代興起的微流控芯片技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)將采樣、分離、檢測等實(shí)驗(yàn)流程和生化反應(yīng)等集成到一個微小芯片上，從而減少樣品消耗，提高檢測靈敏度，縮短反應(yīng)時間，并可實(shí)現(xiàn)檢測流程的自動化和檢測結(jié)果的信息化。上述微流控芯片的優(yōu)點(diǎn)高度契合poct的發(fā)展需求，對推動臨床檢測的發(fā)展具有重要意義。

在微流控芯片的實(shí)際應(yīng)用中，外部宏觀流體如何進(jìn)入芯片內(nèi)的微小流路是關(guān)鍵。在科研領(lǐng)域，對于硬質(zhì)塑料，聚合物或者玻璃芯片，常采用導(dǎo)管膠黏于芯片流體進(jìn)出口的方式來進(jìn)液，僅能一次性使用，不可逆，且在粘接過程中，有污染樣品的風(fēng)險(xiǎn)；對于軟質(zhì)的聚二甲基硅氧烷(pdms)芯片，多采用芯片樣品孔直插硬質(zhì)導(dǎo)管的方式來進(jìn)液，操作繁瑣，樣品口處的pdms碎末易進(jìn)入流路使其堵塞，且多次插拔管路會使軟質(zhì)芯片接口損壞。上述方法準(zhǔn)確度差，不易承受較高的進(jìn)液壓力與進(jìn)液速度，易漏液。

在工程產(chǎn)品領(lǐng)域，現(xiàn)有的夾具設(shè)計(jì)多用螺栓連接上下蓋板提供壓力使接口密封，雖然密封效果良好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆卸繁瑣，需額外使用工具。另外，夾具部分多為一體化設(shè)計(jì)與制造，尺寸固定，只能適用于同一規(guī)格的微流控芯片。且每次更換芯片，夾具流路部分必須仔細(xì)清洗以避免污染新的芯片，這大大限制了此類夾具在微流控芯片中的應(yīng)用與普及。特別是針對poct設(shè)計(jì)并應(yīng)用的微流控芯片，此類芯片系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)簡單，非專業(yè)人員無需工具即可操作，目前的夾具設(shè)計(jì)無法滿足該要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種模塊化微流控芯片夾具，以至少部分解決以上所述的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種模塊化微流控芯片夾具，包括上板組件和下板組件，上板組件和下板組件之間具有容置微流控芯片的空間，其中，

所述上板組件包括夾具蓋板和進(jìn)液模塊，所述進(jìn)液模塊可拆卸式連接于所述夾具蓋板，進(jìn)液模塊上設(shè)有與所述空間連通的進(jìn)液管路。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)液模塊可拆卸式連接于所述夾具蓋板，具體為：所述進(jìn)液模塊兩側(cè)設(shè)有進(jìn)液模塊卡口，所述夾具蓋板上開設(shè)有供進(jìn)液模塊卡口插入的進(jìn)液模塊卡槽。

進(jìn)一步的，所述夾具蓋板上進(jìn)液模塊卡槽開設(shè)于一側(cè)端，使所述進(jìn)液模塊從夾具蓋板側(cè)面插入或取出。

進(jìn)一步的，所述下板組件包括夾具底座和芯片底座，所述芯片底座可拆卸式連接于夾具底座，所述芯片底座用于定位和容置所述微流控芯片。

進(jìn)一步的，所述芯片底座可拆卸式連接于夾具底座，具體為：所述芯片底座兩側(cè)設(shè)有芯片底座卡口，所述夾具底座上上開設(shè)有供所述芯片底座卡口插入的芯片底座卡槽。

進(jìn)一步的，所述夾具底座所述夾具底座上的芯片底座卡槽開設(shè)于一側(cè)使所述芯片底座能從夾具底座側(cè)面插入或取出。

進(jìn)一步的，模塊化微流控芯片夾具還包括活動夾，下板組件設(shè)有支桿，上板組件上設(shè)有供所述支桿穿出的通孔，支桿通過所述通孔穿過上板組件，在上板組件上部，所述活動夾固定于所述支桿上，該活動夾通過向不同方向轉(zhuǎn)動，與上板組件抵壓或松動，使上板組件與下板組件之間處于鎖定狀態(tài)或解鎖狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述芯片底座遠(yuǎn)離底座卡槽的一側(cè)具有取片槽；且所述芯片底座遠(yuǎn)離底座卡槽的一側(cè)具有底座推取槽，與底座推取槽相鄰的任意一個或兩個側(cè)邊上開設(shè)取片槽。

進(jìn)一步的，所述芯片底座材料為透明材料，或者所述芯片底座設(shè)有鏤空觀察口。

進(jìn)一步的，所述上板組件和下板組件各有兩個，且下板組件包括兩個夾具底座和一個芯片底座，所述芯片底座的兩端分別插至于兩個夾具底座的底座卡槽內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述活動夾通過螺栓和螺母鉚接固定于所述支桿上。

(三)有益效果

通過上板組件上各部件的可拆卸式連接，或者下板組件上各部件的可拆卸式連接，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，可適用于不同規(guī)格芯片，通用性強(qiáng)；

本發(fā)明中采用活動夾的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，易組裝拆卸，無需額外工具，非專業(yè)人員可操作；

通過設(shè)置進(jìn)液模塊，使得夾具主體部分可重復(fù)使用，而進(jìn)液模塊尺寸小，用料少，可一次性使用，從而避免樣品間污染，最大程度保證資源的有效利用和監(jiān)測的可靠性；

本發(fā)明的模塊化微流控芯片夾具，制備成本低，體積小，重量輕，易攜帶；

通過本發(fā)明的進(jìn)液連接方式，減小了進(jìn)液口空間，使進(jìn)液死體積小(死體積是指進(jìn)液口與芯片樣品槽間液體所占的空間)，可承受高壓力與高速進(jìn)液；

通過將芯片底座設(shè)置為透明材料或者芯片底座設(shè)有鏤空觀察口，可配合光學(xué)檢測系統(tǒng)，便于觀察。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的模塊化微流控芯片夾具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的模塊化微流控芯片夾具組裝示意圖。

圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的模塊化微流控芯片夾具組裝示意圖。

圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的模塊化微流控芯片夾具組裝示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)液模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

100下板組件

200上板組件

10夾具底座

101支桿

102活動夾固定孔

103定位桿

104芯片底座卡槽

20夾具蓋板

201通孔

202定位桿孔

203進(jìn)液模塊卡槽

204進(jìn)液模塊推取槽

30芯片底座

301芯片定位放置槽

302芯片底座卡口

303取片槽

40進(jìn)液模塊

401進(jìn)液管路

402進(jìn)液模塊卡口

403密封圈卡槽

404密封圈

405進(jìn)液管

50活動夾

501活動夾滾輪

502活動夾固定螺栓

503活動夾固定螺母

60芯片底座

601取片槽

602芯片底座推取槽

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。在本發(fā)明中，術(shù)語“包括”和“含有”及其派生詞意為包括而非限制。

本發(fā)明中的術(shù)語“可拆卸式連接”是指兩個部件之間可以連接為一體，也可以在連接為一體后將一個部件從另一個上拆卸下來，可拆卸式連接可以為銷接、榫接、插接或者抱箍連接，本發(fā)明并不以此為限。優(yōu)選的采用徒手可拆卸(不用借助額外的工具進(jìn)行拆卸)的連接方式，比如插接或者榫接。

在本說明書中，下述用于描述本發(fā)明原理的各種實(shí)施例只是說明，不應(yīng)該以任何方式解釋為限制公開的范圍。參照附圖的下述描述用于幫助全面理解由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的示例性實(shí)施例。下述描述包括多種具體細(xì)節(jié)來幫助理解，但這些細(xì)節(jié)應(yīng)認(rèn)為僅僅是示例性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對本文中描述的實(shí)施例進(jìn)行多種改變和修改。此外，為了清楚和簡潔起見，省略了公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。此外，貫穿附圖，相同附圖標(biāo)記用于相同或相似的功能和操作。此外，盡管可能在不同實(shí)施例中描述了具有不同特征的方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到：可以將不同實(shí)施例的全部或部分特征相結(jié)合，以形成不脫離本發(fā)明的精神和范圍的新的實(shí)施例。

以下結(jié)合圖1-2和圖5詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微流控芯片夾具結(jié)構(gòu)中的各個部件。

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的模塊化微流控芯片夾具結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的模塊化微流控芯片夾具組裝示意圖。結(jié)合圖1和圖2所示，模塊化微流控芯片夾具包括上板組件200和下板組件100，上板組件200和下板組件100之間具有容置微流控芯片的空間。上板組件200和下板組件100可以緊密配合在一起，之間的空間可供放置微流控芯片，從外部進(jìn)入流體可在芯片中進(jìn)行生化反應(yīng)等。

圖1中所示，上板組件200包括夾具蓋板20和進(jìn)液模塊40，兩者之間可通過現(xiàn)有技術(shù)已知的可拆卸式連接方式拼接在一起，方便拆開，例如夾具蓋板20和進(jìn)液模塊40之間通過銷接、榫接、插接或者抱箍連接。優(yōu)選的，采用徒手可拆卸進(jìn)液模塊的連接方式。一些優(yōu)選實(shí)施例的插接方式為，夾具蓋板20上開設(shè)容置進(jìn)液模塊40的進(jìn)液模塊卡槽203，同時在進(jìn)液模塊40與上述卡槽相對位置設(shè)置進(jìn)液模塊卡口402，進(jìn)液模塊卡槽203為凹入式結(jié)構(gòu)，進(jìn)液模塊卡口402為凸出式結(jié)構(gòu)，進(jìn)液模塊卡口402對準(zhǔn)進(jìn)液模塊卡槽203進(jìn)入實(shí)現(xiàn)拼合扣接。在實(shí)際使用時，夾具蓋板20可以不脫離整體夾具，而將進(jìn)液模塊40單獨(dú)拆開，可也根據(jù)生化反應(yīng)的需要，更換其他的進(jìn)液模塊40。

其中，進(jìn)液模塊40用于從外部向內(nèi)部空間進(jìn)液。參見圖1和圖5所示，進(jìn)液模塊40設(shè)有與所述空間連通的進(jìn)液管路401，還可包括與穿設(shè)在進(jìn)液管路401內(nèi)的進(jìn)液管405，外部液體可通過進(jìn)液管405流入內(nèi)部空間放置的微流控芯片上，進(jìn)行后續(xù)檢測操作。

為提高進(jìn)液密封效果，進(jìn)液模塊40在進(jìn)液管路401外周靠近內(nèi)部空間的一側(cè)，開設(shè)有密封圈卡槽403，用于放置密封圈404，提高密封性。測試表明，外界輸入壓力為兩個大氣壓以上，也不會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象，密封效果優(yōu)異。

在一些實(shí)施方式中，進(jìn)液管405一般為硬質(zhì)導(dǎo)管，材質(zhì)可以為金屬或者其他硬質(zhì)材料。密封圈404可為硅膠、橡膠或者氟膠等常用密封材料。

其中，夾具蓋板20是構(gòu)成上板組件200的主體結(jié)構(gòu)，其上可以開設(shè)上述的供支桿穿出的通孔201，優(yōu)選的對稱開設(shè)于兩個端部。為方便取出進(jìn)液模塊40，在進(jìn)液模塊卡槽203的至少一側(cè)上方可開設(shè)有進(jìn)液模塊推取槽204，如果要將拼接于夾具蓋板203的進(jìn)液模塊40取出，可借助該進(jìn)液模塊推取槽204，推出進(jìn)液模塊40。一些實(shí)施方式中，夾具蓋板20上還可以設(shè)有定位桿孔202，定位桿孔202可以為閉孔或者通孔；相對應(yīng)的，在下板組件100上則設(shè)置相同個數(shù)的定位桿。上下板之間的定位方式不僅限于定位桿一種定位方式，可以是現(xiàn)有技術(shù)已有的各種定位方式，本發(fā)明并不以此為限。

圖1中所示，下板組件100可包括芯片底座30和夾具底座10，兩者之間可通過現(xiàn)有技術(shù)已知的可拆式連接方式拼接在一起，方便拆開，例如夾具底座10和芯片底座30之間通過銷接、榫接、插接或者抱箍連接。優(yōu)選的，采用徒手可拆卸芯片底座的連接方式。一些優(yōu)選實(shí)施例的插接方式是，夾具底座10上開設(shè)容置芯片底座30的芯片底座卡槽104，也可在芯片底座30與上述卡槽相對位置設(shè)置芯片底座卡口302，卡槽為凹入式結(jié)構(gòu)，卡口為凸出式結(jié)構(gòu)，拼合扣接時，芯片底座卡口302對準(zhǔn)芯片底座卡槽104進(jìn)入實(shí)現(xiàn)拼接。在實(shí)際使用時，夾具底座10可以不脫離整體夾具，而將芯片底座30單獨(dú)拆開，可也根據(jù)微流控芯片不同規(guī)格的需求，更換其他適配的芯片底座30。

其中，芯片底座30用于放置微流控芯片，芯片中可進(jìn)行各種所需的生化反應(yīng)。參見圖1所示，芯片底座上還可設(shè)有芯片定位放置槽301，以方便芯片定位與放置，保證上下組件配合時，能夠提高密閉效果。芯片底座30上至少在遠(yuǎn)離上述芯片底座卡槽104的一側(cè)上設(shè)有取片槽303，方便取出和放入微流控芯片。

為方便觀察芯片內(nèi)生化反應(yīng)，芯片底座30可選用透明材料制備，可在反應(yīng)過程中隨時監(jiān)測，還可配合光學(xué)檢測系統(tǒng)進(jìn)行觀察。另外，欲達(dá)到芯片透明材料類似觀察效果的，芯片底座30還可以設(shè)置為鏤空觀察口。

其中，夾具底座10是構(gòu)成下板組件100的主體結(jié)構(gòu)，其上可以設(shè)置能夠穿出上板組件200的支桿，優(yōu)選的對稱開設(shè)于兩個端部。

在上板組件200和下板組件100之間開設(shè)的容置微流控芯片的空間，其由芯片底座上開設(shè)凹槽實(shí)現(xiàn)。

一些實(shí)施例中，模塊化微流控芯片夾具還包括活動夾50，下板組件100設(shè)有支桿101，上板組件200上設(shè)有供支桿穿出的通孔201，支桿101通過通孔201穿過上板組件200，在上板組件上部，活動夾50固定于支桿101上，該活動夾50通過向不同方向轉(zhuǎn)動，與上板組件200抵壓或松動，使上板組件200與下板組件100之間處于鎖定狀態(tài)或解鎖狀態(tài)。

而且，為保證上下板組件配合準(zhǔn)確，所述下板組件或上板組件上其中的一個設(shè)有定位桿，相應(yīng)的下板組件或上板組件上的另外一個設(shè)置有定位桿孔。

其中，對于活動夾50，一些實(shí)施例中，圖2箭頭所示方向?yàn)榛顒訆A50轉(zhuǎn)動后活動夾50的大頭端(以活動夾50的轉(zhuǎn)動軸為中心，距離該中心半徑較大的一端)抵壓上板組件200的狀態(tài)，此時上板組件200與下板組件100之間處于鎖定狀態(tài)；若向相反方向轉(zhuǎn)動，則活動夾50的大頭端與上板組件200松動，上板組件200與下板組件100之間則能夠?qū)崿F(xiàn)分離。

其中，活動夾固定于支桿上的固定方式可以為現(xiàn)有技術(shù)中已有的固定方式，包括但不限于通過螺栓和螺母固定于支桿上，例如通過銷釘和銷孔方式固定，或者通過定位彈簧固定，優(yōu)選的，可通過螺栓和螺母固定于支桿上。

支桿上設(shè)置有活動夾固定孔102，該固定孔的開設(shè)方向垂直于支桿的軸向方向。在此結(jié)合活動夾50對支桿固定活動夾的方式進(jìn)行說明，活動夾50通常包括兩個相對的面端，兩個面端跨設(shè)在支桿上，在兩個面端以及跨設(shè)的支桿位置上開出通孔，再通過活動夾固定螺栓502和活動夾螺母503固定活動夾的兩個面端，而活動夾的另一側(cè)未被固定的一端(活動夾滾輪501)則為活動端，當(dāng)活動端被轉(zhuǎn)動時，活動端沿著活動夾固定螺栓所在軸轉(zhuǎn)動。鑒于兩個面端可以為類橢圓結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動過程中，有時會抵壓上板組件200，有時會遠(yuǎn)離，相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)了上板組件200與下板組件100之間的鎖定或解鎖。其中，活動夾固定螺栓材料優(yōu)選為不銹鋼。

本發(fā)明實(shí)施例中，一種上述模塊化微流控芯片夾具的使用方式為：

夾具蓋板的定位桿孔202與底座的定位桿103連接，支桿101與支桿孔201連接；

插入活動夾固定螺栓502于活動夾固定孔102，并旋緊固定活動夾螺母503；

插入進(jìn)液管405于進(jìn)液管路401中；

插入密封圈404于密封圈卡槽403中；

對準(zhǔn)進(jìn)液模塊卡口402與進(jìn)液模塊卡槽203，將進(jìn)液模塊40插入進(jìn)液模塊卡槽203；

放置微流控芯片于芯片定位放置槽301；

對準(zhǔn)芯片底座卡口302與芯片底座卡槽104，將芯片底座30插入芯片底座卡槽104；

轉(zhuǎn)動活動夾，完成組裝。

完成樣品處理或者檢測后，可直接以新的進(jìn)液模塊替換(進(jìn)液模塊可一次性使用)，保證無殘留樣品對下次使用造成污染，無需清理進(jìn)液通道。

上述介紹了一種模塊化微流控芯片夾具。圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的模塊化微流控芯片夾具組裝示意圖。與第一實(shí)施例的差別在于，該第二實(shí)施例的芯片底座60設(shè)計(jì)為適配相對大規(guī)格的芯片，此時可將取片槽601開設(shè)于兩個長邊上的一個邊或兩個邊，還可在芯片底座60上與遠(yuǎn)離下板組件的端邊上設(shè)置底座推取槽602，方便去除芯片底座60模塊。至于該實(shí)施例中其它模塊的設(shè)置方式可參照第一種的進(jìn)行設(shè)置，在此不予贅述。

圖4為本發(fā)明第三種實(shí)施例的模塊化微流控芯片夾具組裝示意圖。該實(shí)施例與圖3的不同之處在于設(shè)置了兩套夾具，目的在于體現(xiàn)夾具的靈活性，給出另一種組裝方式。在芯片底座60的兩個相對邊上(或者對于大規(guī)格芯片來說在兩個相對的短邊上)各設(shè)置一套上下板組件進(jìn)行固定和進(jìn)出液，相應(yīng)省去設(shè)置底座推取槽602。該實(shí)施例其它模塊的設(shè)置方式可參照第二實(shí)施例進(jìn)行設(shè)置，在此不予贅述。此實(shí)施例表明本發(fā)明實(shí)施例的芯片夾具可以實(shí)現(xiàn)從不同位置對芯片進(jìn)行固定和進(jìn)出液操作，可滿足不同芯片的進(jìn)出液要求。

通過上述實(shí)施例，提供了一種模塊化的易拆卸裝配的模塊化微流控芯片夾具，可對接多種規(guī)格芯片，對用戶友好，可實(shí)現(xiàn)高效率和快速穩(wěn)定的微流控芯片進(jìn)液。

以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。