[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于磁性液體液滴的泵送換熱裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811312107.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109631618A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李德才;謝君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F28D1/047
• 分類(lèi)號(hào): F28D1/047;F28F27/00;B01J19/00;B01L3/00;B01L7/00
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 范盈

一種基于磁性液體液滴的泵送換熱裝置，適用于各類(lèi)微流控芯片的恒溫控制。該裝置包括：傳導(dǎo)換熱管路(1)，控制線(xiàn)圈(2)，磁性液體液滴(3)，連續(xù)相導(dǎo)熱溶液(4)，恒溫區(qū)域(5)，變溫區(qū)域(6)。控制線(xiàn)圈(2)沿著傳導(dǎo)換熱管路(1)均勻分布，連續(xù)相導(dǎo)熱溶液(4)充滿(mǎn)傳導(dǎo)換熱管路(1)，磁性液體液滴(3)懸浮在連續(xù)相導(dǎo)熱溶液(4)中。傳導(dǎo)換熱管路(1)包括兩部分主要區(qū)域，分別是恒溫區(qū)域(5)和變溫區(qū)域(6)，恒溫區(qū)域(5)與微流控芯片相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)微流控芯片生物檢測(cè)過(guò)程的精確溫度控制；變溫區(qū)域(6)與外部變溫裝置相連，實(shí)現(xiàn)流經(jīng)變溫區(qū)域(6)的連續(xù)相導(dǎo)熱溶液(4)的升溫或降溫。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳導(dǎo)換熱領(lǐng)域，適用于各類(lèi)微流控芯片的恒溫控制。

背景技術(shù)

目前隨著生物測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，對(duì)測(cè)試的精度、速度、準(zhǔn)確度提出了更高的要求。由此使得微流控芯片技術(shù)迅速發(fā)展。

在生物檢測(cè)過(guò)程中，很多生物檢材是極其稀有的，宏觀的滴定方式對(duì)生物檢材的消耗量過(guò)大，因此不允許采用這種方式進(jìn)行測(cè)定分析，由此提出了微流控芯片的概念。國(guó)內(nèi)對(duì)微流控芯片的研究尚處于起步階段，例如專(zhuān)利《用于堿度分析的芯片上實(shí)驗(yàn)室》(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01180044579.6)，專(zhuān)利《一種用于生物實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)化學(xué)成分的實(shí)驗(yàn)芯片》(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01410812276.X)，專(zhuān)利《實(shí)驗(yàn)芯片系統(tǒng)》(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01490000623.2)等，都提出了不同的微流控芯片結(jié)構(gòu)，但是已有的各類(lèi)微流控芯片結(jié)構(gòu)均缺乏對(duì)生物檢測(cè)反應(yīng)過(guò)程的溫度控制，而某些生物檢測(cè)需要在特定溫度下進(jìn)行，由于傳統(tǒng)的泵送溫度控制系統(tǒng)體積龐大，因此不滿(mǎn)足檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)小型化和微型化的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題：現(xiàn)有的微流控芯片不能夠?qū)崿F(xiàn)生物檢測(cè)過(guò)程溫度精確控制的問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于磁性液體液滴的泵送換熱裝置，該裝置包括：傳導(dǎo)換熱管路，控制線(xiàn)圈，磁性液體液滴，連續(xù)相導(dǎo)熱溶液，恒溫區(qū)域，變溫區(qū)域。

該裝置各部分之間的連接：

控制線(xiàn)圈沿著傳導(dǎo)換熱管路均勻分布，連續(xù)相導(dǎo)熱溶液充滿(mǎn)傳導(dǎo)換熱管路，磁性液體液滴懸浮在連續(xù)相導(dǎo)熱溶液中。傳導(dǎo)換熱管路包括兩部分主要區(qū)域，分別是恒溫區(qū)域和變溫區(qū)域，恒溫區(qū)域與微流控芯片相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)微流控芯片生物檢測(cè)過(guò)程的精確溫度控制；變溫區(qū)域與外部變溫裝置相連，實(shí)現(xiàn)流經(jīng)變溫區(qū)域的連續(xù)相導(dǎo)熱溶液的升溫或降溫。

均勻分布的控制線(xiàn)圈在外部控制電路的控制下，相鄰控制線(xiàn)圈交替通電，在通電控制線(xiàn)圈的周?chē)鷮a(chǎn)生磁場(chǎng)，磁性液體液滴在磁場(chǎng)梯度的作用下，將沿著磁場(chǎng)梯度方向在傳導(dǎo)換熱管路內(nèi)移動(dòng)，當(dāng)磁性液體液滴移動(dòng)到通電的控制線(xiàn)圈下方時(shí)，改變控制線(xiàn)圈的通電方式，使得磁性液體液滴繼續(xù)向前移動(dòng)，如此往復(fù)，通過(guò)相鄰控制線(xiàn)圈交替通電的方式，使得磁性液體液滴在傳導(dǎo)換熱管路內(nèi)不停運(yùn)動(dòng)，在磁性液體液滴的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，連續(xù)相導(dǎo)熱溶液在磁性液體液滴的運(yùn)動(dòng)作用下，在傳導(dǎo)換熱管路內(nèi)連續(xù)流動(dòng)。

本發(fā)明的有益效果：

由于恒溫區(qū)域與微流控芯片相連，因此能夠保證微流控芯片內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)在恒溫條件下進(jìn)行，保證反應(yīng)的準(zhǔn)確高效，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生或吸收的熱量都經(jīng)過(guò)連續(xù)相導(dǎo)熱溶液傳遞到變溫區(qū)域，變溫區(qū)域的控溫單元通過(guò)升溫或降溫使得連續(xù)相導(dǎo)熱溶液重新回歸到恒溫區(qū)域所需要的反應(yīng)溫度，如此往復(fù)，就在不依附于外加泵的情況下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同微流控芯片內(nèi)部生物化學(xué)反應(yīng)的精確溫度控制，同時(shí)做到了整體控制單元的小型化和微型化。

附圖說(shuō)明

圖1一種基于磁性液體液滴的泵送換熱裝置。

圖中：傳導(dǎo)換熱管路1，控制線(xiàn)圈2，磁性液體液滴3，連續(xù)相導(dǎo)熱溶液4，恒溫區(qū)域5，變溫區(qū)域6。

具體實(shí)施方式