本發(fā)明涉及一種夾持載具，特別是有關(guān)一種可以應(yīng)用于承載微流道裝置的夾持載具。

背景技術(shù)：

隨著微機電技術(shù)的發(fā)展，各式各樣的微流道裝置被開發(fā)出來，在生物測試上，以聚二甲基硅氧烷(poly-dimethylsiloxane,PDMS)平臺與基板(其上可放置生物偵測物質(zhì)，如抗體、奈米金等)制成的微流道裝置可以允許細(xì)胞大小的對象通過，以進行各種流體樣品的處理、反應(yīng)或分析檢測。

然而，這種微米等級的微流道平臺對于測試的環(huán)境具有高度的要求。若微流道裝置放得不夠平整，或是夾持微流道裝置的壓力不均勻時，會造成不同流道的流體流動速度不一致，甚至阻塞。舉例而言，在現(xiàn)有的技術(shù)中，以人工插針的方式，將針狀的金屬或塑料導(dǎo)入管以及導(dǎo)出管直接插接于微流道裝置的導(dǎo)入口以及導(dǎo)出口，通過和微流道裝置插孔的表面摩擦力和干涉(interference)來確保接合以及流體不滲漏，但是人工插接以及接著以人工維持導(dǎo)入管/導(dǎo)出管的穩(wěn)定性不佳，容易在實驗過程中造成導(dǎo)入管/導(dǎo)出管松脫偏斜、力量過輕無法確實在管體與微流道裝置出入口之間保持密閉、或力量過大對芯片產(chǎn)生局部應(yīng)力造成微流道裝置變形而阻塞。

另外也有直接以黏著固定的方式將導(dǎo)入管以及導(dǎo)出管與微流道裝置的導(dǎo)入口以及導(dǎo)出口結(jié)合的作法。然而這樣的作法也需要不少前置作業(yè)，且同樣有導(dǎo)入口以及導(dǎo)出口的接合應(yīng)力難以控制的問題。

因此如何保持微流道裝置的水平，并且施以均勻適度的夾持力，使微流道裝置的導(dǎo)入口以及導(dǎo)出口在與外部的導(dǎo)入管以及導(dǎo)出管接觸時有適當(dāng)?shù)膲毫γ芎隙恍孤矣植辉斐蛇^大的應(yīng)力而造成微流道裝置形變，是業(yè)界的一個重要的研究方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上面所提到的問題，本發(fā)明公開了一種微流道裝置的夾持載具以解決上述問題，并且可在更換不同的微流道裝置后，可快速方便地建構(gòu)與微流道裝置間的導(dǎo)入/導(dǎo)出通道。

本發(fā)明的一種實施方式公開了一種微流道裝置的夾持載具，用來承載一微流道裝置，所述微流道裝置具有一第一表面。所述夾持載具包括一下座體以及一上座體。所述微流道裝置可替換地設(shè)置在所述下座體上。所述上座體樞接所述下座體且可相對所述下座體設(shè)置在一開啟位置或一蓋合位置，所述上座體包括一上蓋以及一卡合件。當(dāng)所述上座體相對所述下座體設(shè)置在所述蓋合位置時，所述上蓋與所述下座體彼此平行。所述卡合件組合于所述上蓋，所述卡合件與所述上蓋之間設(shè)置三個調(diào)距螺絲，使所述卡合件可調(diào)整與所述上蓋的距離，所述卡合件具有面對所述微流道裝置的一第二表面。其中通過調(diào)整所述三個調(diào)距螺絲改變所述卡合件與所述上蓋之間的距離以及傾斜角度，所述夾持載具可以在所述卡合件的所述第二表面與所述第一表面之間提供一平行關(guān)系且彼此相隔一特定距離。

在本發(fā)明實施方式所公開的夾持載具中，其中所述卡合件包括兩個插接軟塞，所述夾持載具進一步包括一蓋體，與所述微流道裝置結(jié)合為一體，在所述上座體相對所述下座體設(shè)置在所述蓋合位置時，所述兩個插接軟塞抵接所述蓋體上，且所述第二表面包括所述兩個插接軟塞在所述蓋體上的抵接面。

在本發(fā)明實施方式所公開的夾持載具中，其中所述微流道裝置具有一導(dǎo)入口以及一導(dǎo)出口，當(dāng)所述蓋體以及所述微流道裝置設(shè)置在所述下座體上且所述上座體設(shè)置在所述蓋合位置時，所述蓋體以及所述兩個插接軟塞提供所述微流道裝置一導(dǎo)入通道以及一導(dǎo)出通道，所述導(dǎo)入通道連接所述導(dǎo)入口且所述導(dǎo)出通道連接所述導(dǎo)出口。

在本發(fā)明實施方式所公開的夾持載具中，其中所述微流道裝置包括一基板以及一聚二甲基硅氧烷平臺，所述第一表面位于所述基板上，所述聚二甲基硅氧烷平臺設(shè)置在所述第一表面上，所述導(dǎo)入口以及所述導(dǎo)出口位于所述聚二甲基硅氧烷平臺上，所述蓋體具有一第一通道以及一第二通道，所述第一通道連接所述導(dǎo)入口，所述第二通道連接所述導(dǎo)出口。

在本發(fā)明實施方式所公開的夾持載具中，其中所述第一通道具有一第一抵接面，所述第二通道具有一第二抵接面，所述兩個插接軟塞分別抵接所述第一抵接面以及所述第二抵接面上。

在本發(fā)明實施方式所公開的夾持載具中，其中所述蓋體具有向所述基板延伸的兩個支撐柱，所述兩個支撐柱抵接所述第一表面使所述蓋體結(jié)合于所述微流道裝置的所述第一表面。

在本發(fā)明實施方式所公開的夾持載具中，其中所述蓋體的所述第一通道具有一第一導(dǎo)管，所述第二通道具有一第二導(dǎo)管，當(dāng)所述兩個支撐柱抵接所述第一表面時，所述第一導(dǎo)管延伸于所述導(dǎo)入口，所述第二導(dǎo)管延伸于所述導(dǎo)出口。

在本發(fā)明實施方式所公開的夾持載具中，進一步包括一調(diào)整治具，其形狀、大小與結(jié)合為一體后的所述蓋體以及所述微流道裝置相同，所述調(diào)整治具用來設(shè)置在所述下座體上，并通過調(diào)整所述三個調(diào)距螺絲改變所述卡合件與所述調(diào)整治具之間的距離以及傾斜角度，使所述夾持載具在所述卡合件的所述第二表面與所述第一表面之間提供所述平行關(guān)系。

在本發(fā)明實施方式所公開的夾持載具中，其中所述兩個插接軟塞由彈性可微幅變形的橡膠或塑料制成。

本發(fā)明所公開的夾持載具可以半自動化的方式快速且精確地創(chuàng)建微流道裝置的導(dǎo)入通道以及導(dǎo)出通道，使通道與導(dǎo)入口/導(dǎo)出口的銜接有足夠壓力而不產(chǎn)生泄漏，又不至于壓力過大造成微流道裝置形變，并且可以快速方便替換不同的微流道裝置進行測試或?qū)嶒灐?/p>

附圖說明

圖1是本發(fā)明的夾持載具的一元件方塊示意圖。

圖2是本發(fā)明的夾持載具一種實施方式在開啟位置時的示意圖。

圖3是將一微流道裝置置入圖2的開啟的夾持載具的示意圖。

圖4是圖2的夾持載具的實施方式各元件以及微流道裝置的分解示意圖。

圖5是夾持載具的上座體的示意圖。

圖6是本發(fā)明的夾持載具使用一調(diào)整治具進行水平與壓力校準(zhǔn)的示意圖。

圖7是夾持載具的蓋體的示意圖。

圖8是圖7的蓋體與微流道裝置結(jié)合為一體的剖視圖。

圖9是夾持載具承載微流道裝置后的剖視圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1 夾持載具

10 下座體

20 蓋體

22 第一通道

24 第二通道

26,28 支撐柱

30 插接軟塞

32 第二表面

34 導(dǎo)入通道

36 導(dǎo)出通道

40 上蓋

42 調(diào)距螺絲

44 彈性元件

50 卡合件

60 上座體

70 調(diào)整治具

100 微流道裝置

102 基板

104 聚二甲基硅氧烷(PDMS)平臺

106 導(dǎo)入口

108 導(dǎo)出口

110 第一表面

221 第一導(dǎo)管

222 第一抵接面

241 第二導(dǎo)管

242 第二抵接面

具體實施方式

在說明書及權(quán)利要求書中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的「包括」是一個開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包括但不限定于」。此外，「耦接」或「連接」一詞在這里包括任何直接及間接的電氣或結(jié)構(gòu)連接手段。因此，若文中描述一個第一裝置耦接/連接一個第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電氣/結(jié)構(gòu)連接所述第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣/結(jié)構(gòu)連接至所述第二裝置。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明的夾持載具的一元件方塊示意圖。夾持載具1包括有一下座體10以及一上座體60，其中上座體60包括了一上蓋40以及一卡合件50，上座體60樞接下座體10并可相對下座體10樞轉(zhuǎn)打開或蓋合。當(dāng)上座體60相對下座體10蓋合時，上座體60的上蓋40與下座體10彼此平行。上座體60的卡合件50則以多個彈性元件44組合于上蓋40，以及至少三個調(diào)距螺絲42設(shè)置在卡合件50以及上蓋40之間。調(diào)距螺絲42分別用來調(diào)整卡合件50三個位置與上蓋40的距離，以調(diào)整卡合件50的一第二表面32與上蓋40之間的平行關(guān)系以及相隔的距離。當(dāng)夾持載具1的下座體10承載一微流道裝置100時，即可調(diào)整卡合件50的第二表面32與微流道裝置100的第一表面110彼此平行的關(guān)系，以及維持與微流道裝置100一特定的平行距離。

請參考圖2以及圖3，其中圖2是本發(fā)明的夾持載具一種具體的實施方式在開啟位置時的示意圖，圖3是將一微流道裝置置入圖2的開啟的夾持載具的示意圖。在本發(fā)明的一種具體實施方式中，夾持載具1用來承載的微流道裝置100可在其上進行各種流體樣品的處理、反應(yīng)或分析檢測的工作。夾持載具1的上座體60提供微流道裝置的導(dǎo)入通道以及導(dǎo)出通道(詳述于后)，并且與下座體10彼此平行。當(dāng)上座體60相對下座體10打開時(如圖2所示)，即可方便置放微流道裝置100(已先與夾持載具1的蓋體20結(jié)合)在下座體10上(如圖3所示)，并在上座體60蓋上時，夾持載具1所提供的導(dǎo)入通道以及導(dǎo)出通道即可以適中且均勻的壓力密接于微流道裝置的導(dǎo)入口以及導(dǎo)出口。

請參考圖4，圖4是圖2的夾持載具的實施方式各元件以及微流道裝置的分解示意圖。如前所述，夾持載具1包括上座體60以及下座體10，上座體60樞接下座體10且可相對下座體10設(shè)置在一開啟位置(如圖2、圖3)或一蓋合位置(如圖8)。下座體10用來承載微流道裝置100，并且微流道裝置100可替換地設(shè)置在下座體10上。夾持載具1進一步包括一蓋體20，與微流道裝置100結(jié)合為一體，并共同設(shè)置在下座體10上。卡合件50包括兩個插接軟塞30，由彈性可微幅變形的橡膠或塑料制成。微流道裝置100具有一導(dǎo)入口106以及一導(dǎo)出口108，結(jié)合于微流道裝置100上的蓋體20具有一第一通道22以及一第二通道24，分別相應(yīng)連接微流道裝置100的導(dǎo)入口106以及導(dǎo)出口108。夾持載具1由兩個插接軟塞30以及蓋體20的第一通道22以及第二通道24共同提供微流道裝置100一導(dǎo)入通道以及一導(dǎo)出通道，當(dāng)蓋體20以及微流道裝置100設(shè)置在下座體10上且上座體60設(shè)置在該蓋合位置時，該導(dǎo)入通道連接導(dǎo)入口106且該導(dǎo)出通道連接導(dǎo)出口108。

請參考圖5，圖5是夾持載具的上座體的示意圖。在圖5中，上座體60的卡合件50通過三個調(diào)距螺絲42改變卡合件50與上蓋40之間的距離以及傾斜角度。三個調(diào)距螺絲42設(shè)置在上蓋40內(nèi)且分別抵接卡合件50面對上蓋40的表面的三個相異且非共直線的位置。當(dāng)轉(zhuǎn)動其中一個調(diào)距螺絲42時，即可推抵卡合件50的該位置遠(yuǎn)離上蓋40(或由如圖1中的彈性元件44拉回而靠近上蓋40)，這樣當(dāng)分別調(diào)整三個調(diào)距螺絲42時，即可改變卡合件50與上蓋40之間的距離以及傾斜角度。本發(fā)明通過這樣的方式，調(diào)整而使卡合件50與上蓋40之間保持平行關(guān)系。

請參考圖6，圖6是本發(fā)明的夾持載具使用一調(diào)整治具進行水平與壓力校準(zhǔn)的示意圖。夾持載具1進一步包括一調(diào)整治具70，其形狀、大小與結(jié)合為一體之后的蓋體20與微流道裝置100相同，在一種實施方式中，調(diào)整治具可以是一種鋁塊，但不以此為限。由于三個調(diào)距螺絲42的抵接點決定卡合件50的一個平面，在一種實施方式中，在實際夾持微流道裝置100之前，可以先在下座體10上放入調(diào)整治具70，如圖6所示，并且在調(diào)整治具70上置入數(shù)滴有色測劑(卡合件50的底面中間區(qū)域是可觀測的透明面)。當(dāng)上座體60相對下座體10設(shè)置在該蓋合位置(如圖8)后，在卡合件50與調(diào)整治具70之間的數(shù)滴有色測劑會受到卡合件50以及調(diào)整治具70的壓迫而呈現(xiàn)具有不同大小的圓餅狀。當(dāng)調(diào)整調(diào)距螺絲42以改變卡合件50不同位置的高度，使所有的有色測劑均呈現(xiàn)大致上相同的面積大小時，即完成卡合件50以及上蓋40(與調(diào)整治具70)之間的平行關(guān)系的調(diào)整。然而本發(fā)明不以此為限制，也可以光學(xué)或其他三點或多點調(diào)距的方式進行卡合件50以及上蓋40之間的平行調(diào)整。

請參考圖7以及圖8，其中圖7是夾持載具的蓋體的示意圖，圖8是圖7的蓋體與微流道裝置結(jié)合為一體的剖視圖。微流道裝置100包括一基板102以及一聚二甲基硅氧烷(poly-dimethylsiloxane,PDMS)平臺104，其中基板102是硬質(zhì)的物體，而第一表面110位于基板102上，軟質(zhì)的PDMS平臺104則設(shè)置在第一表面110上，且微流道裝置100的導(dǎo)入口106以及導(dǎo)出口108位于PDMS平臺104上。如前所述，蓋體20與微流道裝置100結(jié)合為一體，在圖7中，蓋體20具有向基板102延伸的兩個支撐柱26、28，兩個支撐柱26、28抵接基板102的第一表面110使蓋體20結(jié)合于微流道裝置100的第一表面110。請一同參考圖4的蓋體20的另一角度，蓋體20的第一通道22面對導(dǎo)入口106處具有一第一導(dǎo)管221，第二通道24面對導(dǎo)出口108處具有一第二導(dǎo)管241，當(dāng)兩個支撐柱26、28抵接第一表面110時，第一導(dǎo)管221延伸于導(dǎo)入口106，而第二導(dǎo)管241延伸于導(dǎo)出口108。此外，蓋體20的第一通道22相對第一導(dǎo)管221的另一側(cè)具有一第一抵接面222，第二通道24相對第二導(dǎo)管241的另一側(cè)具有一第二抵接面242。

請參考圖9，圖9是夾持載具承載微流道裝置后的剖視圖。當(dāng)微流道裝置100(以及蓋體20)放置在本發(fā)明的夾持載具1的下座體10，接著將上座體60相對設(shè)置在如圖9的該蓋合位置后，上座體60中的兩個插接軟塞30即可分別抵接蓋體20的第一抵接面222以及第二抵接面242，其中，卡合件50的第二表面32即包括兩個插接軟塞30在蓋體20上的抵接面。而兩個插接軟塞30以及蓋體20的第一通道22以及第二通道24(參考圖8)共同提供微流道裝置100的導(dǎo)入通道34連接導(dǎo)入口106且導(dǎo)出通道36連接導(dǎo)出口108。

如前所述，在圖9的狀態(tài)下，使用圖6所示的調(diào)整治具70，即可通過觀察第一抵接面222及/或第二抵接面242(調(diào)整治具70也可以是透明材質(zhì)且具有相同于蓋體20的第一抵接面222及第二抵接面242結(jié)構(gòu))上的有色液體的分布，并通過調(diào)距螺絲42調(diào)整卡合件50與上蓋60的平行度以及相隔距離，以設(shè)定第二表面32與第一表面110之間的平行關(guān)系且彼此相隔一特定距離D。這樣一來，即可方便地決定卡合件50的插接軟塞30抵接蓋體20的抵接面的壓力是否適當(dāng)且不至于過大，并通過調(diào)整卡合件50與上蓋60的平行度(上蓋60與下座體10以及微流道裝置100彼此平行)，使兩個插接軟塞30得以平均抵接蓋體20(以及蓋體20抵接微流道裝置100)上，使夾持微流道裝置100的壓力平均。特別說明的是，蓋體20是硬質(zhì)的材料，而PDMS平臺104以及插接軟塞30屬于相對軟性的材質(zhì)，因此使用本發(fā)明的夾持載具1，使插接軟塞30、蓋體20、PDMS平臺104之間是一種軟、硬、軟的接合結(jié)構(gòu)，可以有效提供導(dǎo)入通道34以及導(dǎo)出通道36的密閉效果。

本發(fā)明所公開的夾持載具，在可相對下座體樞轉(zhuǎn)的上座體中，設(shè)置可以三點調(diào)距的方式調(diào)整與上蓋之間的傾斜度以及距離的卡合件。當(dāng)微流道裝置以及蓋體共同設(shè)置在下座體上，且上座體相對下座體樞轉(zhuǎn)至蓋合位置時，卡合件上的插接軟塞與蓋體的接觸面與微流道裝置的第一表面即可彼此平行，并由卡合件與上蓋之間的距離通過彈性元件所施的應(yīng)力而決定夾持載具夾持微流道裝置的壓力。運用本發(fā)明的夾持載具，可以半自動化的方式快速且精確地創(chuàng)建微流道裝置的導(dǎo)入通道以及導(dǎo)出通道，使通道與導(dǎo)入口/導(dǎo)出口的銜接有足夠壓力而不產(chǎn)生泄漏，又不至于壓力過大造成微流道裝置形變，并且可以快速方便替換不同的微流道裝置進行測試或?qū)嶒灐?/p>

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。