[發明專利]一種用于多樣品及多步三維混合的便攜式微流控裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201911286517.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110947437B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 鐘潤濤;王添樂;葉永佳;王夢雨;趙英博;張正一;王少華;孫野青
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N35/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

1.一種用于多樣品及多步三維混合的便攜式微流控裝置，其特征在于：包括三維磁場平行混合和磁珠水平移動模塊以及微流控芯片位置控制組件，其中：

所述的三維磁場平行混合和磁珠水平移動模塊包括相對應的兩個平行設置的長平板，和長平板末端的長平板連接結構，所述長平板上分別設置有若干磁體；所述磁體在每個長平板上以“S”形均勻排布，并且所述磁體在垂直位置上相互交錯；所述磁體分布于上長平板和下長平板的一端，上長平板或下長平板的另一端為磁珠水平移動模塊，所述長平板連接結構位于長平板一端的短邊，長平板另一端的短邊設有微流控芯片位置控制組件；還包括與所述長平板固定支架配合的長平板驅動電機，所述長平板固定支架在長平板驅動電機的驅動下做水平方向上的一維往復運動；

所述微流控芯片位置控制組件包括微流控芯片，所述微流控芯片包括若干并行排列的微通道，每條微通道包括若干混合池和間隔池，且間隔池位于相鄰混合池之間；位于并排微通道上同一列的混合池均位于裝置的三維磁場平行混合模塊區域或磁珠水平移動模塊區域中；

所述用于多樣品及多步三維混合的便攜式微流控裝置的使用方法，包括如下步驟：

(1)在磁珠三維混合階段，開啟三維磁場平行混合模塊，長平板進行水平方向一維往復運動，并在兩長平板之間的區域產生平行三維磁場，驅動微流控芯片第一列混合池中的磁珠進行三維運動與混合反應；

(2)在磁珠轉移階段，使微流控芯片進入磁珠水平移動模塊區域，開啟微流控芯片位置控制組件，微流控芯片沿垂直于長條形磁鐵的水平方向移動，使第一列混合池中的磁珠經隔離池進入第二列混合池中；

(3)開啟長平板驅動電機，將三維磁場平行混合模塊水平移動至第二列混合池所在位置；

(4)重復上述步驟(1)～(3)，實現磁珠并行多步三維混合反應。

2.根據權利要求1所述的用于多樣品及多步三維混合的便攜式微流控裝置，其特征在于：所述磁體嵌合于長平板中，在每個長平板上沿長邊方向以“S”形均勻排布，且在垂直位置上相互交錯。

3.根據權利要求1所述的用于多樣品及多步三維混合的便攜式微流控裝置，其特征在于：所述磁珠水平移動模塊為長條形磁鐵，所述長條形磁鐵設于上長平板或下長平板上。

4.根據權利要求3所述的用于多樣品及多步三維混合的便攜式微流控裝置，其特征在于：所述長條形磁鐵嵌合于上長平板或下長平板中，并且長條形磁鐵沿長平板長邊方向擺放。

5.根據權利要求1所述的用于多樣品及多步三維混合的便攜式微流控裝置，其特征在于：還包括長平板固定支架，所述長平板固定支架與下長平板底端連接。

6.根據權利要求1所述的用于多樣品及多步三維混合的便攜式微流控裝置，其特征在于：所述微流控芯片位置控制組件包括芯片驅動電機、芯片固定夾具和微流控芯片，所述芯片固定夾具在芯片驅動電機的驅動下做水平移動；芯片固定夾具帶動微流控芯片在水平方向上做的一維運動的方向，與三維磁場平行混合和磁珠水平移動模塊的運動方向在水平位置上相互垂直。

7.權利要求1-6中任一項所述的用于多樣品及多步三維混合的便攜式微流控裝置的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：

①在微流控芯片上并行排列的混合池中，分別加入樣品、磁珠和相應的試劑，間隔池中加入間隔試劑；

②使微流控芯片的第一列混合池均位于權利要求1所述裝置的三維磁場平行混合模塊區域中；

③開啟三維磁場平行混合模塊，通過電機帶動上、下長平板沿長邊方向進行一維往復運動，從而帶動嵌合于長平板上交錯排布的磁體進行水平方向一維往復運動，進而在兩個長平板之間的區域產生周期性的三維磁場，從而驅動第一列混合池中的磁珠進行三維運動，同時實現樣品與磁珠的并行混合與反應；

④步驟③完成后，微流控芯片進入磁珠水平移動模塊區域，長平板驅動電機關閉，微流控芯片位置控制組件開啟，芯片驅動電機帶動微流控芯片沿垂直于長條形磁鐵的水平方向移動，使第一列混合池中的磁珠經隔離池進入第二列混合池中，從而實現磁珠與第一列混合池中溶液的分離；

⑤步驟④完成后，芯片驅動電機關閉，長平板驅動電機開啟，將三維磁場平行混合模塊水平移動至第二列混合池所在位置；

⑥重復步驟③～⑤，使磁珠順次通過后續混合池、隔離池，自動實現磁珠與不同混合池中溶液的并行混合、分離與反應。