[發明專利]流體控制裝置

有效

• 申請號: 201710244446.2
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107620804B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 梁騫;黃菘斌;鍾崴宇
• 申請（專利權）人: 臺達電子國際（新加坡）私人有限公司
• 主分類號: F16K3/08
• 分類號: F16K3/08;F16K3/30;F16K3/312;F16K31/06;F16K31/53
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李昕巍;鄭特強

本發明公開一種流體控制裝置，其包含流體岐管部、旋轉閥定子、旋轉閥轉子及雙驅動單元。流體岐管部包含與樣品反應單元連接的微管道及與流體源連接的流體源輸入管道。當旋轉閥轉子轉至預設位置時，流體源輸入管道經由旋轉閥定子的穿孔及旋轉閥轉子的溝槽而與微管道連接。第一驅動單元驅動旋轉閥轉子的轉動。第二驅動單元驅動旋轉閥轉子或旋轉閥定子的移動，以調整旋轉閥轉子與旋轉閥定子的距離，使得當旋轉閥轉子轉動時，旋轉閥轉子與旋轉閥定子之間具有間隙，且當旋轉閥轉子轉動至預設位置后，旋轉閥轉子緊貼于旋轉閥定子。

技術領域

本發明涉及一種流體控制裝置，尤其涉及一種具有內建旋轉閥及雙驅動單元的流體控制裝置。

背景技術

隨著科技進步及交通工具便利性，傳染性疾病的傳播速率也被加速，如SARS、禽流感、登革熱等疾病的傳染，是現今全球所需面對的挑戰。因而，提出有效的防治策略，快速的進行疑似病例的檢測與確認，進行早期隔離或確認治療的方式，是現在檢測醫學所努力的目標，故研發傳染性疾病的“即時就地檢測手段”，是相當重要的議題。

而在大部分臨床試驗及診斷中，例如蛋白純化及細菌培養等的流體處理及調控過程中，一連串的樣品處理步驟，包括組織分離(tissue dissociation)、細菌捕捉(bacteriacapture)、細胞裂解(cell lysis)、核酸萃取(nuclear acid extraction)及清洗等，都是不可避免的。這些處理步驟通常需要復雜的實驗流程，且通常由專業研究人員在中心實驗室利用試管、吸量管及相關設備進行操作。

“芯片實驗室(lab-on-a-chip)”則是近年來被提出的新穎性概念，提出將不同微型元件整合于同一平臺，達到現今所提出“即時就地照護(Point of Care,POC)”與“體外診斷(In Vitro Diagnostics,IVD)”的目標，其精髓便是建構“體積小”、“準確性高”、及“即時診斷”的醫療檢測平臺。這樣的平臺主要是通過微流體技術來達成，使得各種生物及化學樣品或試劑能在名片大小的芯片或卡匣中進行處理。

在典型的微流體裝置中，許多實驗室功能，例如流體抽送(flow pumping)、閥門控制(valving)、混合、加熱、反應等，都被精密地整合在芯片上，且復雜的樣品處理過程通常由程式進行控制，以實現自動化操作。然而，大部分在實驗室開發的芯片實驗室技術并不適用在工業應用。舉例來說，在分子診斷時，用于樣品測試的微流體芯片必須是低成本、容易量產且為一次性使用產品，因此，利用射出成型或熱壓成型制造的塑膠芯片或卡匣仍然被普遍使用。由于塑膠微流體芯片或卡匣無法完全實現芯片實驗室功能，在大多數這些微流體裝置的多槽體間的流體分配及調控必須高度依賴各種外部的幫浦、閥、傳感器及致動器。在大部分這些設計中，每一個槽體及微流體通道都是由一或更多獨立的閥來調控，因此，對應的流體路徑的連接或分離都是通過對應的閥的開啟或關閉來控制。

然而，這樣的設計雖然能夠成功的在系統中輸送流體，但是成本相當高且通常會占據大量空間。此外，流體控制閥、幫浦及微流體裝置之間大部分皆由塑膠軟管連接，然而塑膠軟管除了壽命短、占空間之外，在生產線組裝時，更有繁復、耗時且易出錯的問題，故有不易制造及良率與可靠度低的缺點，因此不適用于量產，且缺乏模塊化設計，無法讓其他系統在無須重新設計的情況下直接使用。

此外，旋轉閥也被廣泛應用在多流體系統的流體控制，而為了避免旋轉閥操作時產生滲漏，通常會在定子及轉子交界面上施加壓力以提供較佳密封度。然而，加強密封雖然可以避免滲漏，但也因此產生了現在大部分旋轉閥所具有的兩個缺點。首先，當旋轉閥從一位置轉至下一位置時，需要高旋轉力矩來克服定子及轉子之間的摩擦力，故通常必須采用相當大的馬達，也因而使得整個系統的體積、成本及電力消耗增加。另一個缺點則是摩擦力會造成定子及轉子的磨損，故會降低裝置的使用壽命。

因此，提供一種可改善現有技術缺點的流體控制裝置實為本領域的人士需要努力的方向。

發明內容