[發明專利]一種聲表面波控制的紙基微流開關

有效

• 申請號: 201110321521.3
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102500438A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 章安良;張悅;高挺;胡楚;黃昶;黃孝圣;査燕;尉一卿;韓慶江
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明;周玨

技術領域

?本發明涉及一種微流控芯片中的微流開關，尤其是涉及一種聲表面波控制的紙基微流開關。

背景技術

微流控芯片是一個跨學科的新領域，以分析化學為基礎，以微機電加工技術為依托，以微管道網絡為結構特征，以生命科學為目前主要應用對象，是當前微型全分析系統領域發展的重點。微流控芯片的目標是把整個實驗室的功能，包括采樣、稀釋、加試劑、反應、分離、檢測等集成在微芯片上，且可多次使用，從而交叉實現化學分析系統從試樣處理到檢測的整體微型化、自動化、集成化與便攜化，用以代替傳統的實驗室工作。微流控芯片具有液體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度大幅度提高等優點，它不僅可使珍貴的生化試樣與試劑消耗量大大降低到微升甚至納升量級，而且可使分析速度成十倍百倍地提高，費用成十倍百倍地下降，從而為分析測試技術普及到千家萬戶，實現分析實驗室的“家庭化”、“個人化”創造了條件。由于微流控芯片在生物、化學、醫學等領域的巨大潛力，因此其已經發展成為一個生物、化學、醫學、流體、電子、材料、機械等學科交叉的嶄新研究領域。鑒于微流控芯片所具有的廣泛功能與用途，以微流控芯片為核心的微分析系統將取代當前化學分析實驗室的很多設備，使化學分折進入病房、生產現場甚至家庭。最終能監測自身生化指標及基因變異、食品衛生及環境狀況的便攜式“個人化驗室”將可能成為現實。近年來，壓電微流控芯片得到了快速發展，已經在其壓電基片上實現了微流體輸運、分離、富集等一系列的微流操作。目前，壓電微流芯片已經發展成為微流控學研究的一個重要分支。

微流開關是微流控芯片重要的組成部分，它可以控制微流體在特定的時間和特定的微通道內輸運。現有的以玻璃、石英、金屬、PMMA（Polymethyl?Methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯）、塑料等為基底材料制作的微流控芯片，微流體在微通道內的輸運主要依靠微泵、微閥等單元來實現微流控制，不僅制作工藝復雜，而且需要體積較為龐大的微流體驅動設備，難以集成，不易攜帶。

紙基微流器件的出現，解決了這些微流器件中微流體輸運產生的問題，它利用紙基片內纖維素的毛細管力實現微流體輸運。紙基微流器件的工藝簡單、成本極低，為市場潛力十分巨大的即時檢驗系統的廣泛應用創造了條件。現有的紙基微流器件中，控制微流體在微通道內輸運主要采用機械力或電磁力等實現微流開關功能，不易實現自動化。如期刊《片上實驗室》2010年2499-2504頁（Lab?Chip,?2010,?10,?2499–2504）公開了《基于紙和膠帶的可編程診斷器件》（《Programmable?diagnostic?devices?made?from?paper?and?tape》），該論文公開的微流開關由多層紙基片構成，其工作時，用筆尖按住上面的第一紙基微通道并與下面的第二紙基微通道接觸，微流體通過上面的第一紙基微通道流入下面的第二紙基微通道，微流體基于紙毛細管力使其定向流動，再用筆尖按住上面的第三紙基微通道并與下面的第二紙基微通道接觸，微流體便可以從下面的第二紙基微通道流動到上面的第三紙基微通道上，如此反復，用筆尖的按壓作為微流體輸運的開關特性。這種微流開關操作簡單、制作成本低、且無需外圍氣泵等設備，因而便于攜帶。但由于它需要外加機械力來控制開關的閉合，因此不利于微流自動分析。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單，且易于編程控制和利于集成化的紙基微流開關，它由聲表面波來控制開關功能。