[發(fā)明專利]一種分段式微流控芯片控溫裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710090572.7
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106861779A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳穎;李俊;李亦昂;林剛;賈莉斯;成正東
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué);佛山市鉻維科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所44329
• 代理人: 楊曉松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于溫差電應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種分段式微流控芯片控溫裝置。

背景技術(shù)

隨著微流控技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，越來越多的各種生物和化學(xué)實驗例如數(shù)字PCR、細(xì)胞培養(yǎng)、材料合成、藥物篩選等都將在一個小小的微流控芯片中實現(xiàn)。通常這些實驗都需要在一定的溫度下才能順利的發(fā)生反應(yīng)，這個溫度范圍一般在-40-100℃。

目前，上述在微流控芯片中的實驗大多都是通過使用高低溫箱或者溫度循環(huán)試驗箱進(jìn)行控溫來進(jìn)行試驗，這些設(shè)備不僅控溫精度較低，工作溫度范圍也較小，并且體積和功耗都很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種溫度控制裝置，本裝置具有控溫精度高、工作溫度范圍大、散熱效果好、能耗小的特點。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種分段式微流控芯片控溫裝置，其特征在于：包括控溫平臺、智能溫度調(diào)節(jié)器、和恒溫循環(huán)裝置，所述控溫平臺由外向內(nèi)由外殼、冷板和熱板、冷面向上的半導(dǎo)體制冷片、加熱器、散熱器、金屬導(dǎo)管構(gòu)成，冷熱板中有溫度測量器。智能溫度調(diào)節(jié)器與加熱器和溫差電致冷組件相連；恒溫循環(huán)器上的進(jìn)口連接控溫平臺中水套的出水口，恒溫循環(huán)器上的出水口連接控溫平臺中水套的進(jìn)水口。

進(jìn)一步地，所述控溫平臺固定在使用3D打印出來的外殼之中，控溫平臺的冷板和熱板為臺階型銅質(zhì)結(jié)構(gòu)，冷板和熱板的凸臺部位鑲嵌在外殼上部的方孔內(nèi)，凸臺上表面與外殼表面在一個平面上；冷、熱板與溫差電致冷組件使用導(dǎo)熱硅膠粘接，冷板和熱板側(cè)面有一孔，孔的軸線與冷板上表面平行，所述溫度測量器為置于冷板和熱板側(cè)面孔內(nèi)的PT100鉑電極；溫差電致冷組件由一個高性能的微型半導(dǎo)體制冷器(Ferrotec 9503/035/025 M)構(gòu)成，溫差電致冷組件的冷面、熱面均涂抹有導(dǎo)熱硅脂；所述的加熱器組件由陶瓷加熱器構(gòu)成，加熱器使用導(dǎo)熱硅膠與熱板連接在一起；散熱器為銅質(zhì)的階梯狀部件，內(nèi)部有U型凹槽用來安裝冷卻液管道，外殼側(cè)面對應(yīng)部位有水套進(jìn)水口和水套出水口，所述恒溫循環(huán)器為置于箱體外的HX-1050型恒溫循環(huán)器。

進(jìn)一步地，所述制冷片和加熱片為微型半導(dǎo)體制冷片和微型陶瓷加熱片。

進(jìn)一步地，所述外殼為3D打印而成可以根據(jù)需要改變冷板和熱板的大小和數(shù)量。

進(jìn)一步地，所述控溫平臺是由多個獨立的冷板和熱板組成，每個冷板和熱板溫度獨立控制互不影響。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)管為紫銅導(dǎo)管。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：

1、采用進(jìn)口的高性能的微型半導(dǎo)體制冷器(Ferrotec 9503/035/025 M)，確保本裝置具有足夠的致冷深度和致冷速度；制冷制熱段分為七個區(qū)段，制冷區(qū)段都由一個獨立控制的半導(dǎo)體制冷片來調(diào)控溫度，制熱區(qū)由一個獨立的加熱器來調(diào)控溫度，不同區(qū)段的溫度可以獨立的控制；通過Tempco TEC-220程序型智能溫度調(diào)節(jié)器實現(xiàn)高精度自動溫控，溫控范圍和精度達(dá)到-40℃-100℃(±0.2℃)，使用的微型制冷片和炙熱片滿足微流控芯片體積小的特點，可以大量減少了試驗?zāi)芎模档土耸褂贸杀荆麄€測溫區(qū)溫度場分布均勻、穩(wěn)定。

2、采用具有自動PID控制功能的外置式HX-1050型恒溫循環(huán)器，由循環(huán)液體將溫差電致冷組件熱面產(chǎn)生的廢熱帶走，通過自動PID控制，使循環(huán)液體的溫度范圍保持在-10℃-50℃，滿足本裝置的散熱要求。

3、采用Tempco TEC-220程序型智能溫度調(diào)節(jié)器，實現(xiàn)人機(jī)交互使用，并與計算機(jī)實時通訊，保證控溫準(zhǔn)確可靠。

4、本裝置適用于在微流控芯片中控溫實現(xiàn)微流控芯片中的生物PCR、液滴和膠囊凝固融化、晶體相變、材料合成等實驗。

附圖說明

圖1為控溫裝置外形示意圖；

圖2為圖1中控溫裝置主視示意圖；

圖3為圖2中A-A剖視示意圖；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施實例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實施實例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。