[發(fā)明專利]一種微流體動(dòng)態(tài)混合器及其芯片系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910269564.8
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號(hào): CN109999930B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳一輝;張平;徐陽;劉永順;孫傳盛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;威高集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;B01F13/00
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本發(fā)明屬于微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微流體動(dòng)態(tài)混合器及其芯片系統(tǒng)，其中所述微流體動(dòng)態(tài)混合器包括，混合裝置；支撐裝置，設(shè)有旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)混合裝置旋轉(zhuǎn)；磁鐵裝置，包括與混合裝置底部連接的第一永磁鐵，以及與支撐裝置頂部連接的第二永磁鐵，第一永磁鐵與第二永磁鐵磁吸配合；振動(dòng)薄膜，設(shè)置于混合裝置與第一永磁鐵之間。通過磁場激勵(lì)振動(dòng)薄膜往復(fù)振動(dòng)的方法，可以實(shí)現(xiàn)芯片系統(tǒng)內(nèi)微量液體的快速、均勻混合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微流體動(dòng)態(tài)混合器及其芯片系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，微流控芯片技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)檢測、化學(xué)分析、化學(xué)傳感、分子分離、核酸排序及分析、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外對于微流體混合器的研究可分為微流體靜態(tài)混合器和微流體動(dòng)態(tài)混合器。微流體靜態(tài)混合器大多在雷諾數(shù)較高的情況下使用，混合機(jī)理以擴(kuò)散為主，只能在局部微管道內(nèi)引起小范圍混沌對流，其混合時(shí)間較長、速度慢，層流現(xiàn)象不易從根本上解決。而微流體動(dòng)態(tài)混合器可以在雷諾數(shù)較低的情況下實(shí)現(xiàn)快速、均勻的混合，但往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜不利于集成制作。

因此，迫切研發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、可實(shí)現(xiàn)快速、均勻混合的微流體混合器。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種微流體動(dòng)態(tài)混合器及其芯片系統(tǒng)，通過磁場激勵(lì)振動(dòng)薄膜往復(fù)振動(dòng)的方法，可以實(shí)現(xiàn)芯片系統(tǒng)內(nèi)微量液體的快速、均勻混合。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面采用的技術(shù)方案是：一種微流體動(dòng)態(tài)混合器，混合裝置；支撐裝置，設(shè)有旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)混合裝置旋轉(zhuǎn)；磁鐵裝置，包括與混合裝置底部連接的第一永磁鐵，以及與支撐裝置頂部連接的第二永磁鐵，第一永磁鐵與第二永磁鐵磁吸配合；振動(dòng)薄膜，設(shè)置于混合裝置與第一永磁鐵之間。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)軸，所述支撐裝置開設(shè)通孔，通孔內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸與混合裝置連接。

優(yōu)選地，所述第一永磁鐵和第二永磁鐵之間設(shè)有空隙。

優(yōu)選地，所述支撐裝置還包括固定夾持裝置，固定夾持裝置位于所述旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，固定夾持裝置設(shè)有第一凸臺(tái)，所述混合裝置上設(shè)有與第一凸臺(tái)配合連接的第二凸臺(tái)。

優(yōu)選地，所述混合裝置開設(shè)混合腔、進(jìn)液凹槽和出液凹槽，進(jìn)液凹槽、出液凹槽分設(shè)于混合腔的兩側(cè)，并與混合腔連通。

優(yōu)選地，所述混合腔的底部與所述振動(dòng)薄膜連接。

優(yōu)選地，所述第二永磁鐵與第一永磁鐵的軸線重合。

優(yōu)選地，所述混合裝置的頂部連接有上蓋。

優(yōu)選地，所述混合裝置的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或環(huán)氧樹脂；所述振動(dòng)薄膜的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或環(huán)氧樹脂。

本發(fā)明另一方面提供了一種芯片系統(tǒng)，包括上述任一所述的微流體動(dòng)態(tài)混合器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)磁鐵裝置中第一永磁體和第二永磁鐵相對位置的變化，來實(shí)現(xiàn)磁場的周期性變化，通過磁場的周期性變化實(shí)現(xiàn)振動(dòng)薄膜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使得混合裝置的體積發(fā)生周期性的變化，混合裝置中的微量液體形成有旋流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)微量液體的快速、均勻的動(dòng)態(tài)混合，無需額外驅(qū)動(dòng)。

且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小，便于在芯片系統(tǒng)內(nèi)集成。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的微流體動(dòng)態(tài)混合器結(jié)構(gòu)示意圖；