[實用新型]一種用于扇形離心式微流體芯片的托盤結構

有效

• 申請號: 201920091707.6
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN209810204U
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 邵昊英;潘汗靈;程振;岳城亮;盛濤;潘良斌
• 申請（專利權）人: 北京博奧晶典生物技術有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫楠

本實用新型涉及一種用于扇形離心式微流體芯片的托盤結構，其包括采用中心對稱的一體式圓盤型結構的芯片托盤，芯片托盤包括芯片底部支撐面、芯片徑向定位柱和方位角方向定位柱、磁鐵安裝位、磁鐵、頂閥柱以及托盤圓柱槽；芯片底部支撐面為微流體芯片定位和功能的基準面；芯片徑向定位柱和方位角方向定位柱豎直設置在芯片底部支撐面上表面；磁鐵安裝位為凹陷設置在芯片底部支撐面上表面內的凹槽；磁鐵其內嵌入磁鐵安裝位內，磁鐵的上表面與芯片底部支撐面的上表面處于同一平面；頂閥柱設置在芯片底部支撐面上表面，其高于芯片徑向定位柱和方位角方向定位柱；托盤圓柱槽垂直設置在芯片底部支撐面下表面，托盤圓柱槽的圓心與芯片底部支撐面的圓心同心。

技術領域

本實用新型涉及一種離心式微流控系統，特別是關于一種用于扇形離心式微流體芯片的托盤結構。

背景技術

離心式微流控芯片是指以微機電加工技術為依托，將化學分析的采樣、預處理、提取、混合及檢測等過程中所需使用的閥、流動管道、混合反應器、加熱器、分離裝置、檢測器等部件微型化，并集成到一張CD光盤、碟片形狀的芯片上。由于離心式微流控芯片通常為扁平的圓形，與光盤相似，故離心式微流控芯片也通常被稱作CD式芯片或碟式芯片。

離心式微流控系統是在芯片上以離心力為液流驅動力，實現對液流檢測分析的微流控體系。該項技術可追溯至20世紀60年代末，Anderson等人于1969年報道了一款離心式的分析儀，該儀器中樣品和試劑被加入碟片的中央，碟片離心后可使樣品和試劑流入外側的小室，并通過電機的旋轉可以讓外側處于同一半徑的各個小室依次經過光源處，最后檢測記錄反應結果，從而實現多個樣本的同時分析(Anderson,1969a,b)。此后，不同研究組及公司開始進入到離心式分析儀的研發中，而研發目的也逐漸從僅用于科學研究轉為嘗試用于臨床的生化檢測、免疫分析等。在實際應用中，還可通過芯片設計和離心程序的控制等，將樣品處理、生化(或者免疫、核酸)反應、結果檢測等單元操作集成于一張芯片中，也可將多個檢測單元結構放射狀排列于一張芯片中以并行處理、分析多個樣品(Gorkin et al.,2010)。也有研究者提出將圓形碟式芯片分隔為多個不同的半圓形、四分之一圓形等不同角度的扇形芯片，如申請公布號為CN106124252A和CN205176030U所描述的扇形芯片，這種結構可以同時進行多張芯片(對應多份樣品)的同時并行檢測，通量更高、也更節省空間。

這些離心式碟式芯片中均需涉及用于承載、固定且帶動碟式芯片旋轉的托盤，例如申請公布號為CN103512847A和CN104833812A的兩份專利公開了類似光驅托盤的方案(如圖1a～圖1d所示)：包括一種中央為凹型的電機托盤配合芯片轉軸為凸型結構的方案、一種在圓環狀旋轉托盤上方設置彈簧舌狀的鎖緊裝置。這些方案利用了碟式芯片布局上繞中心軸接近對稱分布、運動控制上繞中心軸旋轉的特性，均采取了對芯片中心區域進行固定的方案。

但這些方案只適用于整體為圓片狀的微流體芯片，無法適用于非中心對稱的微流體芯片,如扇形、梯形微流體芯片。因此有研究者探索了在單一離心式轉盤上同時執行多種生化及免疫檢測的方案設計，如公布號為CN203519617U所示的專利，其公布了采用“至少一種配重體組合于所述載體承載盤上”的離心式托盤，采用了框式“載體上盤”與“載體承載下盤”配合的方式(如圖2所示)。該方案限制了芯片在徑向距離和方位角兩位維度的運動，但并未給出在高度方向的限定方案，同時并未給出托盤與電機的連接固定方式。

因此，針對當前可并行檢測的扇形微流體芯片方案，需要設計相應配套的托盤結構，該托盤結構應可在徑向距離、方位角和高度三個維度上對扇形微流體芯片進行固定，并提供與離心電機等設備的可靠軸端聯接，該托盤結構將確保扇形微流體芯片只產生在水平面內、沿方位角的快速旋轉運動，且應注意避免正反轉換向中的角度間隙。還應具備消除電機熱量軸向傳導、配合微流控芯片工作(如公布號為CN106195321A所述的液體釋放)等相應的功能。

發明內容