[發(fā)明專利]一種微流控管道熱壓拉伸裝置及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210252549.4
• 申請(qǐng)日: 2022-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN114671400A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文明;郭昱;王康寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院生物與醫(yī)學(xué)工程研究所
• 主分類號(hào): B81C1/00
• 分類號(hào): B81C1/00;B01L3/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚(yáng)鵬

本發(fā)明公開了一種微流控管道熱壓拉伸裝置及其控制方法，裝置包括：底座；加壓組件，包括頂板、彈性連接件以及負(fù)載，頂板的下表面通過(guò)彈性連接件連接至底座的上表面，負(fù)載設(shè)置在頂板的上表面；加熱組件，包括上加熱板和下加熱板，上加熱板設(shè)置在頂板的下表面，下加熱板設(shè)置在底座的上表面，上加熱板和下加熱板內(nèi)均設(shè)置有加熱器，下加熱板的上表面設(shè)置有熱壓槽；傳動(dòng)組件，包括主動(dòng)輪、從動(dòng)輪以及牽引電機(jī)，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪分別靠近熱壓槽的兩端設(shè)置，主動(dòng)輪與牽引電機(jī)傳動(dòng)連接；主控制器，加熱器和牽引電機(jī)均與主控制器電連接。本發(fā)明保證了微流控管道拉伸和熱壓的均勻性，提高了微流控管道的品質(zhì)，可廣泛應(yīng)用于微流控管道加工技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微流控管道加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微流控管道熱壓拉伸裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

制作微流控芯片的主要材料有硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和紙基等。不同的材料特性決定了不同的微加工方法。但是微流控芯片最主要的加工方法是來(lái)自于微電子行業(yè)的光刻技術(shù)和來(lái)自于表面圖案化的軟光刻技術(shù)；此外，CNC、激光刻蝕、3D打印、注塑等加工工藝目前也被廣泛應(yīng)用。在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上，為了制作完整的微流控管道，一般還需要對(duì)兩片材料進(jìn)行鍵合。玻璃和硅片等材料通過(guò)高溫、高壓或高電壓等方法鍵合，而PDMS材料通過(guò)氧等離子處理進(jìn)行鍵合。

在制作微流控芯片的過(guò)程中，將表面刻蝕有微通道的芯片鍵合是重要的一步工藝，鍵合的主要方法就是熱壓鍵合，通過(guò)高溫和壓力將聚合物蓋板和芯片緊緊鍵合在一起，起到密封的作用。在基于微流控的數(shù)字PCR中，液滴的擴(kuò)增反應(yīng)需要在微通道中進(jìn)行，微流控芯片本身就具備這個(gè)功能，但通常只能在二維平面上進(jìn)行反應(yīng)擴(kuò)增，無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此可以通過(guò)聚合物管道(Teflon、PVC、Silicon等)經(jīng)過(guò)纏繞等方式形成微流控管道來(lái)解決這一問(wèn)題，將高通量的微細(xì)聚合物管道纏繞在PDMS加熱塊上，通過(guò)控制加熱塊的厚度在PDMS塊兩側(cè)產(chǎn)生溫差，液滴通過(guò)纏繞在PDMS塊上的微管道時(shí)便經(jīng)過(guò)了兩個(gè)不同的溫度區(qū)域，實(shí)現(xiàn)DNA的擴(kuò)增。

目前商用的聚合物管道內(nèi)徑較大(0.3mm)無(wú)法滿足微量的微流體的控制與應(yīng)用，并且目前的管道在同一管道上直徑是均一的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)可控的變徑管道，無(wú)法滿足更加復(fù)雜的管道設(shè)計(jì)要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于：提供一種微流控管道熱壓拉伸裝置及其控制方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以對(duì)微流控管道的拉伸速度和熱壓溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，保證了微流控管道拉伸和熱壓的均勻性，提高了微流控管道的品質(zhì)。

本發(fā)明所采用的第一技術(shù)方案是：

一種微流控管道熱壓拉伸裝置，包括：

底座；

加壓組件，所述加壓組件包括頂板、彈性連接件以及負(fù)載，所述頂板的下表面通過(guò)所述彈性連接件連接至所述底座的上表面，所述負(fù)載設(shè)置在所述頂板的上表面；

加熱組件，所述加熱組件包括上加熱板和下加熱板，所述上加熱板設(shè)置在所述頂板的下表面，所述下加熱板設(shè)置在所述底座的上表面，所述上加熱板和所述下加熱板內(nèi)均設(shè)置有加熱器，所述下加熱板的上表面設(shè)置有熱壓槽；

傳動(dòng)組件，所述傳動(dòng)組件包括主動(dòng)輪、從動(dòng)輪以及牽引電機(jī)，所述主動(dòng)輪和所述從動(dòng)輪分別靠近所述熱壓槽的兩端設(shè)置，所述從動(dòng)輪用于纏繞設(shè)置待加工管道，所述主動(dòng)輪用于對(duì)所述待加工管道施加牽引力，所述主動(dòng)輪與所述牽引電機(jī)傳動(dòng)連接；

主控制器，所述加熱器和所述牽引電機(jī)均與所述主控制器電連接。

進(jìn)一步，所述彈性連接件包括導(dǎo)軌和壓縮彈簧，所述導(dǎo)軌的下端固定在所述底座的上表面，所述導(dǎo)軌的上端穿出所述頂板，所述頂板可沿所述導(dǎo)軌上下滑動(dòng)，所述壓縮彈簧套設(shè)在所述導(dǎo)軌上，所述壓縮彈簧的下端固定在所述底座的上表面，所述壓縮彈簧的上端固定在所述頂板的下表面。