專利名稱：用于微流控芯片的溫控陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于微流控芯片的溫控陣列，是能夠?qū)Ω鞣N微流控 芯片加熱的通用溫度控制平臺(tái)。
技術(shù)背景微流控(microfluidic)芯片，也叫微全分析系統(tǒng)(U TAS)，或稱芯片實(shí) 驗(yàn)室(Lab-on-a-chip)，是生命科學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、環(huán)境、法醫(yī)等學(xué)科 發(fā)展的一個(gè)新的里程碑。它旨于通過儀器的自動(dòng)化、微型化、集成化和實(shí)驗(yàn) 步驟的優(yōu)化，在芯片上快速、高通量、準(zhǔn)確地完成傳統(tǒng)的樣品處理、分離、 純化、反應(yīng)、分析、合成、診斷、藥物篩選等工作，從而大大提高相關(guān)領(lǐng)域 的效率。通常的生物化學(xué)反應(yīng)過程包括三步，即樣品的制備，生化反應(yīng)、結(jié)果的 檢測和分析。可將這三個(gè)不同步驟集成為不同用途的芯片，所以據(jù)此可將芯 片分為不同的類型。例如用于樣品制備的芯片，生化反應(yīng)芯片及各種檢測用 芯片等。因此，對于不同的應(yīng)用場合，微流控芯片將具有不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 有研究人員試圖將整個(gè)生化檢測分析過程縮微到芯片上，并實(shí)現(xiàn)芯片的通用 化，但目前離實(shí)現(xiàn)尚需時(shí)日。在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、環(huán)境等領(lǐng)域的研究與應(yīng)用中常常需要適宜的 溫度環(huán)境，尤其是涉及生物活性的研究，表現(xiàn)出高度的溫度敏感性。同時(shí)， 研究人員還希望這一溫度環(huán)境可以在不同實(shí)驗(yàn)間分別制定，甚至在同一實(shí)驗(yàn) 中動(dòng)態(tài)變化。因此，要實(shí)現(xiàn)全部生化分析的片上集成，必須為芯片提供復(fù)雜 多變且穩(wěn)定可靠的溫度環(huán)境。例如，在分子生物學(xué)中廣泛應(yīng)用的聚合酶鏈?zhǔn)?反應(yīng)(PCR)技術(shù)，需要在三個(gè)溫度區(qū)間之間隨時(shí)間反復(fù)循環(huán)多次，從而將少量 的DNA進(jìn)行大量復(fù)制。PCR技術(shù)類似于DNA的天然復(fù)制過程，其特異性依賴于 與靶序列兩端互補(bǔ)的寡核苷酸引物。再例如，在酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)中， 需要在37i:進(jìn)行反應(yīng)。而酶的催化反應(yīng)對溫度的敏感性極高。此外，在基因 工程中，DNA連接重組在16。C下進(jìn)行；等溫?cái)U(kuò)增在42"C、 65。C等溫度進(jìn)行；很多生物試劑可以在4'C下進(jìn)行暫時(shí)存放。由于在當(dāng)前的微流控芯片的設(shè)計(jì)中，尚不能實(shí)現(xiàn)通用芯片，因此，需要為 不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的芯片。而為了驅(qū)動(dòng)芯片，并為芯片提供適當(dāng)?shù)臏?度濕度等環(huán)境條件，則需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)。這一平臺(tái)的復(fù)雜性常常遠(yuǎn)超過芯 片本身。為不同結(jié)構(gòu)的芯片設(shè)計(jì)不同的驅(qū)動(dòng)平臺(tái)顯然不利用微流控技術(shù)的推 廣。通過設(shè)計(jì)通用的驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，結(jié)合適用于不同應(yīng)用的微流控芯片，對于微 流控芯片的發(fā)展有重要意義。具體到驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的溫控部分。目前對于微流控芯片溫控平臺(tái)的研究主要集中在PCR芯片方面。 一方面，PCR在分子生物學(xué)中有不可替代的地位，另一方 面，PCR反應(yīng)需要較復(fù)雜的溫度循環(huán)條件，是微流控芯片溫度控制研究中的一 個(gè)難點(diǎn)。以下介紹以PCR為例。在傳統(tǒng)的PCR反應(yīng)儀器溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本采取原位加熱的形式。加熱 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上一般采用多孔板制式，特別是96孔。PCR反應(yīng)體系加入反應(yīng)管中， 反應(yīng)管插入相應(yīng)反應(yīng)室。如Bio-rad、 Eppendorf、 Biometria、 Strategene 等。Roche的lightcycler采用離心式設(shè)計(jì)，微量反應(yīng)體系加入專用的離心管 中，可用于野外作業(yè)。C印heid公司的SmartCycler采用獨(dú)特的微流體反應(yīng)管， 反應(yīng)量小，熱容量小，特別適用于野外作業(yè)。這些傳統(tǒng)PCR反應(yīng)儀器的溫控 系統(tǒng)常采用體積龐大可靠性差的傳統(tǒng)加熱方法如熱氣流加熱、水浴加熱等。現(xiàn)有的PCR反應(yīng)儀器能夠基本滿足研究型實(shí)驗(yàn)室的需要，但是反應(yīng)時(shí)間 長，試劑消耗量大，業(yè)已成為阻礙PCR大規(guī)模臨床應(yīng)用的一個(gè)主要制約因素。 此外，在某些研究中實(shí)驗(yàn)樣品珍貴稀少，需要適用于微量樣品的PCR反應(yīng)設(shè) 備。在這樣的背景下，產(chǎn)生了基于微流體芯片的PCR反應(yīng)設(shè)備。在PCR微型化的道路上，早期的研究集中在原位加熱靜態(tài)PCR擴(kuò)增，即 將PCR反應(yīng)管進(jìn)行微型化。Northrup等最早提出了采用硅基材料微流控芯片 的微室靜態(tài)PCR擴(kuò)增(Northrup， M. A. ; Gonzalez, C. ; Hadley, D. ; Hills， R. F. ; Landre， P. ; Lehew， S. ; Saiki， R. ; Sinski， J. J. ; Watson， R.; Whatson， J. R. ， Transducers 95， Stockholm, Sweden, June 25-29, 1995; pp 746-767.)。由于純硅的介電性、透光性和抗腐蝕性能較差，又出現(xiàn)了基于玻璃和有機(jī)材料的微反應(yīng)器。這些靜態(tài)原位PCR芯片采用金屬電阻加熱等， 為反應(yīng)微室提供均一的隨時(shí)間變化的溫度環(huán)境。加熱部分常常和芯片集成， 故芯片設(shè)計(jì)固定。但是，靜態(tài)PCR只是傳統(tǒng)PCR的等比例縮小，缺乏技術(shù)上的突破，且存 在熱擴(kuò)散時(shí)間長等問題。針對這一問題，有研究人員提出了連續(xù)流動(dòng)PCR微 反應(yīng)器，在時(shí)間域的溫度變化變換到空間域的溫度變化。Kopp等提出了一種 逶迤形PCR微反應(yīng)器。采用三溫區(qū)的加熱系統(tǒng)，反應(yīng)體系沿逶迤形通道反復(fù) 流經(jīng)三個(gè)不同溫區(qū)，實(shí)現(xiàn)溫度循環(huán)(Kopp， M. U. ; de Mello， A. J. ; Manz, A. Science ， 1998， 280， 1046-1048.)。逶迤形PCR是芯片PCR的創(chuàng)新。同 時(shí)為溫控系統(tǒng)提出了空間溫度梯度的要求。此后出現(xiàn)了大量的流動(dòng)PCR反應(yīng) 芯片。這些芯片的加熱系統(tǒng)往往采用與芯片溫區(qū)相匹配的加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以 三溫區(qū)系統(tǒng)為例，加熱系統(tǒng)即為三個(gè)溫度均一的金屬電阻加熱器。但對于不 同的芯片結(jié)構(gòu)，這類加熱系統(tǒng)需要不同的溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在上述PCR溫控系統(tǒng)中，精確的溫度控制是由和微流控芯片相匹配的溫 控系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn)的。芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彼此牽制。同時(shí)， 隨著芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的發(fā)展，片上集成程度越來越高，大量功能單元的高密 度集成需要溫控系統(tǒng)能夠在微尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的溫度分布。在這一背景下， 溫控系統(tǒng)和芯片設(shè)計(jì)相匹配地設(shè)計(jì)理念將面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。顯然，設(shè)計(jì)一種能 夠?qū)嵱糜诓煌酒?，能夠根?jù)應(yīng)用需要提供不同的溫度時(shí)空分布的溫控系 統(tǒng)將一勞永逸地解決微流控芯片溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服了現(xiàn)有微流控芯片溫控模塊的局限性，提供 一種通用的溫控平臺(tái)，該溫控平臺(tái)可以為逶迤形等多種PCR反應(yīng)加熱，具有 通用性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。包括有按陣列排 布的溫控單元和計(jì)算機(jī)，溫控單元包括有執(zhí)行器1和設(shè)置在執(zhí)行器1周圍的 溫度傳感器2，在溫控單元之間設(shè)置有隔熱柵3;每個(gè)溫度傳感器2通過A/D轉(zhuǎn)換器獨(dú)立與計(jì)算機(jī)通訊，將執(zhí)行器1周圍的溫度信號傳遞給計(jì)算機(jī)；每個(gè)執(zhí)行器1通過D/A轉(zhuǎn)換器獨(dú)立與計(jì)算機(jī)通訊，計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)定的溫 度值驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器1，并利用執(zhí)行器1周圍的溫度傳感器2反饋的溫度值來校正 執(zhí)行器l，使執(zhí)行器1達(dá)到設(shè)定的溫度值。所述的執(zhí)行器1為可雙向控溫的熱電半導(dǎo)體芯片。所述的溫度傳感器2為薄膜鉑熱電阻溫度傳感器。在執(zhí)行器1的背面依次設(shè)置有銅散熱器5和鰭片散熱器6。 執(zhí)行器1和溫度傳感器2相互獨(dú)立工作，電路一方面驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器，另一 方面獲得溫度傳感器電阻值的變化。計(jì)算機(jī)通過外圍電路控制接口電路并最 終控制陣列。根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度變化要求，計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號通過DA變換變?yōu)轵?qū)動(dòng)相 應(yīng)執(zhí)行器的電流信號。該電流獨(dú)立驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行器，使其按預(yù)設(shè)的溫度工 作，同時(shí)，溫度傳感器獲得電阻值形式的溫度數(shù)據(jù)，通過AD變換輸入計(jì)算機(jī)， 控制系統(tǒng)利用此實(shí)際溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行對比，根據(jù)相應(yīng)控制算法輸出 修正控制信號到執(zhí)行器，修正執(zhí)行器的工作狀況。本溫控陣列的通用性是由于其具有空間域的可控性和時(shí)間域的可控性。 空間域的可控性是通過每個(gè)溫控單元可以進(jìn)行獨(dú)立的溫度控制實(shí)現(xiàn)的。 時(shí)間域的可控性通過每個(gè)溫控單元的溫度可實(shí)時(shí)變化實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)執(zhí)行器能夠獨(dú)立升降溫，從而在其周圍形成一個(gè)特定的獨(dú)立溫度環(huán) 境。溫度傳感器獲得實(shí)際的溫度分布并作為反饋信號對執(zhí)行器溫度輸出進(jìn)行 校正。由于可能在較小的空間內(nèi)造成較大的溫差，系統(tǒng)中可能出現(xiàn)強(qiáng)烈的對流 現(xiàn)象，從而增加了實(shí)現(xiàn)大溫度梯度的難度。為此，設(shè)置了隔熱柵。隔熱柵以 網(wǎng)狀分布在執(zhí)行器之間，在執(zhí)行器間形成隔熱層，從而便于制造較大的溫度 梯度。溫度傳感器可以固定在隔熱柵上，保持隔熱柵與執(zhí)行器的平整。由大量溫控單元組成的整個(gè)溫控陣列可形成不同的溫度分布，由隔熱柵 保證該溫度分布的相對穩(wěn)定。該分布的最小特征尺度決定于溫控單元的尺度。 通過設(shè)計(jì)溫控單元并結(jié)合微加工技術(shù)使其最小特征尺寸小于微流控芯片對溫度梯度的最小尺度要求，即可滿足不同的微流控芯片設(shè)計(jì)對溫度環(huán)境的要求。 由于微流控芯片材料較好的導(dǎo)熱性以及微流控芯片近似平面的結(jié)構(gòu)，通 過產(chǎn)生平面上的實(shí)時(shí)變化的溫度分布，可對芯片內(nèi)微通道和微反應(yīng)腔中的反 應(yīng)體系提供靈活的溫度環(huán)境。散熱部分在陣列接口電路背面安裝散熱器，保證溫控陣列和電氣部分的 正常運(yùn)行。同時(shí)，散熱器可加強(qiáng)該結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度，為芯片提供平整的支持 平臺(tái)，便于光學(xué)檢測等需要。本實(shí)用新型在達(dá)到現(xiàn)有溫控系統(tǒng)對芯片進(jìn)行溫控的性能的基礎(chǔ)上可以適 用于各種常規(guī)的微流控芯片。即實(shí)現(xiàn)了微流控芯片溫控系統(tǒng)的通用化。

圖1本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)圖圖2本實(shí)用新型的俯視圖圖3本實(shí)用新型的側(cè)視圖圖4本實(shí)用新型的局部放大圖圖5 —個(gè)溫控單元及其周邊八個(gè)溫控單元局部圖6平行PCR反應(yīng)圖7逶迤形PCR反應(yīng)圖8控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖9執(zhí)行器接口電路圖10溫度傳感器接口電路圖中1、執(zhí)行器，2、傳感器，3、隔熱柵，4、陣列接口電路，5、銅散 熱器，6、鰭片散熱器。
具體實(shí)施方式
根據(jù)附圖，以下描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。圖l是系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。整體尺寸比標(biāo)準(zhǔn)微孔板略大。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大概 可以分成三部分，在圖1中從左到右，首先是包括執(zhí)行器1陣列、傳感器2 陣列和隔熱柵3的功能執(zhí)行部分，其次是以陣列接口電路4為核心的電氣部 分，最后是右側(cè)包括銅散熱器5和鋁鰭片散熱器6的散熱部分。實(shí)際使用時(shí)按圖3方式放置，即功能執(zhí)行部分在上側(cè)，散熱部分在下側(cè)。此外，陣列接 口電路通過排線和外圍電路連接以提供電源并對系統(tǒng)進(jìn)行控制，此處排線未 在系統(tǒng)中表示。圖2是系統(tǒng)俯視圖。由圖可見，執(zhí)行器陣列由12行17列熱電半導(dǎo)體芯片 1構(gòu)成，可以通過控制熱電半導(dǎo)體芯片的驅(qū)動(dòng)電流的方向來使半導(dǎo)體芯片實(shí)現(xiàn) 加熱或制冷的功能。在每塊熱電半導(dǎo)體芯片周圍鑲嵌了隔熱材料3。隔熱材料 縱橫交錯(cuò)，構(gòu)成隔熱柵陣列。在隔熱材料相交的位置，亦即每塊熱電半導(dǎo)體 芯片四周，各放置一塊薄膜鉑熱電阻溫度傳感器。圖3是沿較長邊的側(cè)視圖。由圖可以清楚看出系統(tǒng)的層級結(jié)構(gòu)。由組成執(zhí) 行器陣列、傳感器2陣列和隔熱柵3的大量芯片、傳感器和隔熱材料有序構(gòu) 成的功能執(zhí)行部分位于陣列接口電路4上側(cè)。熱電半導(dǎo)體芯片和溫度傳感器 從陣列接口電路引線。下側(cè)銅散熱器5和鋁散熱鰭片6與陣列接口電路4緊 密連接，將電氣元件運(yùn)行產(chǎn)生的焦耳熱，尤其是熱電半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的大量 熱量及時(shí)散去，從而保證系統(tǒng)的有效運(yùn)行。采用銅/鋁復(fù)合散熱器可以在散熱 效率和重量間取得最佳平衡。陣列接口電路是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、供電和控制的中心。 電路板通過排線和外圍電路連接。圖4是系統(tǒng)一角的局部放大。由該圖可以清楚看到系統(tǒng)各組成部分的結(jié)構(gòu) 關(guān)系。在整個(gè)系統(tǒng)的四周，均使用隔熱材料3進(jìn)行隔熱處理。圖5顯示了一個(gè)溫控單元及其周邊八個(gè)溫控單元局部的幾何關(guān)系。每個(gè)溫 控單元由執(zhí)行器件熱電半導(dǎo)體芯片1、傳感器件薄膜鉑熱電阻溫度傳感器2和 隔熱材料3構(gòu)成。陶瓷基板上的薄膜鉑熱電阻長寬各1毫米，高0. 5毫米。 每個(gè)溫控單元可對其上的芯片進(jìn)行溫度控制和檢測，并可通過隔熱材料與其 周邊其它溫控單元間造成溫度梯度。熱電半導(dǎo)體芯片和溫度傳感器由控制電 路分別控制。圖8是控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。通過自行編寫的Labview程序進(jìn)行控制。該 程序的控制算法采用經(jīng)典的PID控制。計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換，通 過多路復(fù)用器依次選通每個(gè)執(zhí)行器，對其輸入相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流。通過依次讀取 每個(gè)溫度傳感器的電阻值通過模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入計(jì)算機(jī)，從而獲得整個(gè)陣列的溫度分布。圖9是執(zhí)行器接口電路。計(jì)算機(jī)發(fā)出指令通過行驅(qū)動(dòng)器選通一行，列驅(qū)動(dòng) 器選通相應(yīng)列。即可選通驅(qū)動(dòng)指定的執(zhí)行器。圖IO是溫度傳感器接口電路。行/列掃描器逐個(gè)選通每個(gè)溫度傳感器，通 過門控電路讀取該溫度數(shù)據(jù)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入到計(jì)算機(jī)。在使用原位PCR時(shí)，微流控芯片上加工了微反應(yīng)腔，微反應(yīng)腔中含有微量的完整PCR反應(yīng)體系。微流控芯片置于本系統(tǒng)上。 一般微流控芯片的尺寸均小于微孔板尺寸，所以，本實(shí)施例中的系統(tǒng)尺寸足以滿足一般要求。為了減 少因系統(tǒng)與環(huán)境的溫差導(dǎo)致的系統(tǒng)與環(huán)境的熱交換，可將芯片置于系統(tǒng)中間。 微流控芯片與系統(tǒng)上表面直接接觸，利用有機(jī)材料較好的導(dǎo)熱性和芯片的薄 壁特性，可以較快地在執(zhí)行器陣列和芯片間建立熱平衡。同時(shí)，溫度傳感器 緊貼芯片，考慮到芯片的薄壁特性，在熱平衡狀態(tài)下，可以獲得芯片下表面 的溫度，該溫度接近于反應(yīng)腔中反應(yīng)體系的溫度。對于相互獨(dú)立的平行反應(yīng)，如圖6所示。微流控芯片上有12個(gè)微反應(yīng) 腔7，需要對其中的不同的反應(yīng)體系按照不同的條件進(jìn)行PCR反應(yīng)。將圖中所 示芯片置于本系統(tǒng)上，通過為位于不同反應(yīng)腔下的熱電半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)不同 的熱循環(huán)曲線，并通過隔熱柵陣列避免相互干擾，可滿足平行反應(yīng)的要求。 通過在芯片上設(shè)計(jì)更密集的微反應(yīng)腔，可實(shí)現(xiàn)高通量。當(dāng)每個(gè)反應(yīng)腔尺寸大 于單個(gè)溫控單元(5)時(shí)，系統(tǒng)均可滿足相應(yīng)的溫控要求。對于更小尺寸的芯 片，可以通過設(shè)計(jì)由更小尺寸的溫控單元構(gòu)成的系統(tǒng)滿足相應(yīng)要求。通過選 擇更小尺寸的熱電半導(dǎo)體芯片可構(gòu)建更小尺寸的溫控單元。實(shí)際上，通過微 加工工藝可以實(shí)現(xiàn)幾乎任意密度的系統(tǒng)，對于宏觀的反應(yīng)體系(非單分子體 系)，均可滿足其要求。圖7所示是另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。對于逶迤形PCR反應(yīng)，反應(yīng)體系沿微通道 流經(jīng)不同溫區(qū)，通過控制流速控制在不同溫區(qū)的停留時(shí)間，亦即相應(yīng)反應(yīng)時(shí) 間?？蓪?yīng)不同溫區(qū)的相應(yīng)熱電半導(dǎo)體芯片設(shè)置為不同的恒定溫度，即可 形成三溫區(qū)的穩(wěn)定溫度梯度。本實(shí)用新型正是針對微流控芯片溫控平臺(tái)的通用化和時(shí)空可控性這一需要而提出的。同時(shí)，基于陣列結(jié)構(gòu)的溫度控制系統(tǒng)也可以延伸至其它相關(guān)涉 及溫度控制的領(lǐng)域。
權(quán)利要求1、用于微流控芯片的溫控陣列，其特征在于包括有按陣列排布的溫控單元和計(jì)算機(jī)，溫控單元包括有執(zhí)行器(1)和設(shè)置在執(zhí)行器(1)周圍的溫度傳感器(2)，在溫控單元之間設(shè)置有隔熱柵(3)；每個(gè)溫度傳感器(2)通過A/D轉(zhuǎn)換器獨(dú)立與計(jì)算機(jī)通訊，將執(zhí)行器(1)周圍的溫度信號傳遞給計(jì)算機(jī)；每個(gè)執(zhí)行器(1)通過D/A轉(zhuǎn)換器獨(dú)立與計(jì)算機(jī)通訊，計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)定的溫度值驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器(1)，并利用執(zhí)行器(1)周圍的溫度傳感器(2)反饋的溫度值來校正執(zhí)行器(1)，使執(zhí)行器(1)達(dá)到設(shè)定的溫度值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于微流控芯片的溫控陣列，其特征在于所述的 執(zhí)行器(1)為可雙向控溫的熱電半導(dǎo)體芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于微流控芯片的溫控陣列，其特征在于所述的溫度傳感器(2)為薄膜鉑熱電阻溫度傳感器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于微流控芯片的溫控陣列，其特征在于在執(zhí)行器(1)的背面依次設(shè)置有銅散熱器(5)和鰭片散熱器(6)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于微流控芯片的溫控陣列，是能夠?qū)Ω鞣N微流控芯片加熱的通用溫度控制平臺(tái)。包括有按陣列排布的溫控單元、接口電路和計(jì)算機(jī)，溫控單元包括有執(zhí)行器(1)和設(shè)置在執(zhí)行器(1)周圍的溫度傳感器(2)，在溫控單元之間設(shè)置有隔熱柵(3)。每個(gè)溫度傳感器(2)通過接口電路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)相連，將執(zhí)行器(1)周圍的溫度信號傳遞給計(jì)算機(jī)。每個(gè)執(zhí)行器(1)通過接口電路經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)定的溫度值和執(zhí)行器(1)周圍的溫度傳感器(2)的溫度值來調(diào)節(jié)執(zhí)行器(1)的驅(qū)動(dòng)電流，使執(zhí)行器(1)達(dá)到設(shè)定的溫度值。該溫控平臺(tái)可滿足各種微流控芯片對溫度的要求，具有通用性。
文檔編號G05D23/20GK201097243SQ20072017328
公開日2008年8月6日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者一 孫, 毅 曾, 鐘儒剛, 馬雪梅 申請人:北京工業(yè)大學(xué)