专利名称：一种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及微流控芯片吸收光谱检测支架，在微流控芯片吸光度检测实验时使用。
背景技术：
微流控芯片分析系统是将生物、化学实验过程微缩到只有几厘米的芯片上来进行实验与分析的新技木。吸收光度測定法是ー种成熟且可靠的分析方法，据统计，占物质总量80%的物质都对紫外或可见光有吸收响应，吸收光度检测法具有可測定物质种类多、结构简单的优点。因此，将微流控芯片与吸收光度測定法相结合的微流控芯片吸光度检测技术逐渐成为国内外研究热点。为了能够实现微流控芯片的吸光度检测实验，目前国内外学者都 是根据所设计微流控芯片结构设计专用的吸光度检测支架，专用的吸光度检测支架不能移植用于其他微流控芯片的吸光度检测。然而，微流控芯片的吸光度检测可分为纵向检测和轴向检测，而且不同的芯片结构，检测位置也千差万別，有的微流控芯片甚至同时存在多路吸光度检测同时进行的需要，毎次都要重新设计微流控芯片检测支架耗费了大量的人力、物カ和财力，同时支架的设计需要在微流控芯片设计完成后进行，这样就造成了实验时间的浪费。
发明内容
本发明的目的是针对目前微流控芯片吸光度检测实验时检测支架通用性差的缺陷，提出了ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架。该支架可以将光源光纤和检测光纤接入点调至微流控芯片的任意位置包括纵向位置和轴向位置，具有六自由度的全空间调节范围，对微流控芯片吸光度的检测具有较好的通用性。为达到上述目的，本发明ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架的技术方案是该支架具有x、y、z向检测支撑臂，分别支撑有对应的x、y、z向检测连接臂，支架的中部位置固定连接分别用于夹装微流控芯片的四角的四个微流控芯片载装臂，x、y、z向检测连接臂上分別对应的固定连接各两个x、y、z向检测光纤载装臂，相同方向上的每两个所述检测光纤载装臂布置在微流控芯片的两侧；所述微流控芯片载装臂为内套有伸縮式连接臂的空心管状，伸縮式连接臂的伸出端连接微流控芯片载装夹；所述X、I、I向检测光纤载装臂均为内套有伸縮式曲臂的空心管状，伸縮式曲臂的伸出端为内套伸縮式准直镜载装臂的空心管状，伸縮式准直镜载装臂的伸出端固定连接准直镜连接套管，准直镜连接套管连接与光纤相接的准直镜；检测时，准直镜与微流控芯片检测点入口和出ロ相对且紧贴。本发明与已有方法和技术相比，具有如下优点
I、本发明能够同时对微流控芯片进行多角度的吸光度检测。解决了传统吸收光谱检测支架不能同时对微流控芯片进行多角度检测的难题。2、本发明能够根据微流控芯片的结构任意调整检测位置，解决了传统微流控芯片吸收光谱检测支架通用性差的缺点。
3、本发明采用ー种便携桥搭结构，结构简单，操作简单、使用方便，具有较强的便携性。4、本发明的測量尺度调整机构采用一种啮合防滑结构，固定好的检测位置不会因受外界因素而改变，保证检测数据的精度。5、本发明的各部分均为活动连接，便于光纤载装臂的扩展，可实现同一维度上的多点同时检测。
图I是本发明ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架的整体结构示意图； 图2是图I中微流控芯片载装臂4的结构示意 图3是图I中y向检测光纤载装臂9的结构示意 图4是图3中y向检测光纤载装臂9上的准直镜18的结构剖视 图5是图I中y向检测连接臂3 —端与整体支架I的连接示意图图5 (a)是正视图，图5 (b)是左视 图6是本发明ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架的使用状态示意 附图中各部件的序号和名称1.整体支架体；2.y向检测支撑臂；3.y向检测连接臂；
4.微流控芯片载装臂；5. X向检测连接臂；6. z向检测支撑臂；7. z向检测连接臂；8. X向检测支撑臂；9. y向检测光纤载装臂；10. z向检测光纤载装臂；11. X向检测光纤载装臂；12.微流控芯片载装夹；13.拉カ弹簧；14.伸缩式曲臂；15.固定螺丝；16.伸缩式准直镜载装臂；17.准直镜连接套管；18.准直镜；19.单透镜；20.准直镜外旋ロ ；21.准直镜内旋ロ ；22. y向检测支撑臂2上的啮合齿；23.啮合固定盘；24.固定旋钮；25.旋转丝杆；26. y向检测连接臂3的内旋齿；27.光源；28.光谱仪；29.计算机；30.固定螺丝；31.安装微流控芯片载装夹12的伸缩式连接臂；32.微流控芯片；33.固定螺丝；34、35.光纤。
具体实施例方式參见图I，为本发明ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架整体结构示意图。本发明支架的整体结构采用钢架结构，保证工作状态的稳定性。支架I为方框型结构，支架I的中部位置固定有四个微流控芯片载装臂4，四个微流控芯片载装臂4分别用于夹装微流控芯片32四角。支架I上具有X向检测支撑臂8，y向检测支撑臂2以及z向检测支撑臂6，分别用于支撑对应的X向检测连接臂5、y向检测连接臂3以及z向检测连接臂7，并可将其固定支撑于任意位置，X向检测连接臂5、y向检测连接臂3以及z向检测连接臂7在空间正交。X向检测连接臂5、y向检测连接臂3以及z向检测连接臂7上分别对应的固定连接有两个X向检测光纤载装臂11、两个I向检测光纤载装臂9以及两个z向检测光纤载装臂10。两个X向检测光纤载装臂11、两个I向检测光纤载装臂9以及两个z向检测光纤载装臂10用于装载发射及检测光纤，并且每两个相同方向上的检测光纤载装臂在其方向上设置在微流控芯片32的两侧，可实现微流控芯片32在X、y、z任意方向上的吸收光谱测量。參见图I及图2，图2为发明ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架的微流控芯片载装臂4的结构示意图。图2中微流控芯片载装臂4为空心管状，其内套装有用于安装微流控芯片载装夹12的伸縮式连接臂31，伸縮式连接臂31可沿微流控芯片载装臂4的轴向方向滑动并通过旋紧固定螺丝30将其固定于微流控芯片载装臂4上。流控芯片载装夹12固定于伸缩式连接臂31的伸出端上，流控芯片载装夹12内部安装有拉カ弹簧13，用于保证流控芯片载装夹12具备一定的夹力，将微流控芯片夹紧。參见图I及图3，图3为本发明ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架的y向检测光纤载装臂9的结构示意图。光纤载装臂9为空心管状，其内套装有伸縮式曲臂14，伸縮式曲臂14可沿光纤载装臂9的轴向方向移动并通过固定螺丝33来固定。伸縮式曲臂14的弯曲度为90°，伸縮式曲臂14的伸出端为空心管状，其内套装有伸縮式准直镜载装臂16，伸縮式准直镜载装臂16可沿伸縮式曲臂14的轴向方向移动并通过固定螺丝15来固定。伸缩式准直镜载装臂16的伸出端固定安装有准直镜连接套管17，准直镜连接套管17内部有螺纹用于安装准直镜18。X向检测光纤载装臂11和z向检测光纤载装臂10与y向检测光纤载装臂9的结构完全相同。參见图I、图3及图4，图4为本发明ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架的I向检测光纤载装臂9上的准直镜18的结构剖视图。准直镜18内部安装有单透镜19 用于将入射光汇聚为平行光出射，准直镜18的头部外侧具有螺纹即准直镜外旋ロ 20用于将准直镜安装至准直镜连接套管17，准直镜18的尾部内侧具有螺纹即准直镜内旋ロ 21用于将光纤安装至准直镜18。參见图I及图5，图5本发明ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架的y向检测连接臂3—端与整体支架I的连接示意图分为图5 (a)和图5 (b)，其中图5 (a)是其正视图；图5 (b)其左视图。如图所示，y向检测支撑臂2为双柱结构，双柱之间具有啮合固定盘23，双柱内侧设置横向的啮合齿22，啮合齿22能与啮合固定盘23上的啮合齿32形成啮合稳固态，啮合固定盘23间隙套装于旋转丝杆25外侧，啮合固定盘23的内侧孔径大于旋转丝杆25以至于啮合固定盘23并不随旋转丝杆25旋转。旋转丝杆25的一端与y向检测连接臂3内的螺纹26形成配合连接，旋转丝杆25的另一端固定有旋钮24，固定旋钮24的外径大于啮合固定盘23的内径。当固定旋钮24旋转时会带动旋转丝杆25在y向检测连接臂3内旋转前行，旋转到一定尺度后，由于固定旋钮24的外径大于啮合固定盘23的内径，因此固定旋钮24会将啮合固定盘23与y向检测支撑臂2啮合压紫，从而有效防止y向检测连接臂3松动，进而影响检测效果。y向检测连接臂3另一端与整体支架I的连接方式与上述结构完全相同；x向检测连接臂5、z向检测连接臂7与与整体支架I的连接结构与上述结构完全相同。此外，该支架I的各部分均为活动连接，同一支撑架臂可以加装多只连接臂，实现同一维度上的多点同时检测。參见图6，图6为本发明ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架的ー个具体实施例。待检测微流控芯片32需要z向检测，则通过调整伸縮式连接臂31调整至能够夹到微流控芯片32为止。旋转旋紧固定螺丝30将伸缩式连接臂31固定。将微流控芯片32夹装于微流控芯片载装夹12。调整z向检测连接臂7使其位置与微流控芯片32的待检测ロ在同一直线上，并将其固定。调整z向检测光纤载装臂10使其伸縮式准直镜载装臂上准直镜18的位置与微流控芯片32检测点入口和出ロ相对且紧贴。光纤载装臂10上侧的准直镜18与光纤34相接，下侧的准直镜18与光纤35相接。光纤34与光源27相连接，而光纤35则与光谱仪28相连接，光谱仪28连接电脑29。打开光源27、光谱仪28及电脑29就可以采集和分析微流控芯片沿Z向检测点的吸收光谱信号 了。
权利要求
1.ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架，该支架具有x、y、z向检测支撑臂(8、2、6)，分别支撑有对应的X、y、z向检测连接臂(5、3、7)，其特征是支架的中部位置固定连接分别用于夹装微流控芯片(32)的四角的四个微流控芯片载装臂(4)，x、y、z向检测连接臂(5、3、7)上分別对应的固定连接各两个x、y、z向检测光纤载装臂(11、9、10)，相同方向上的每两个所述检测光纤载装臂(11、9、10 )布置在微流控芯片(32 )的两侧；所述微流控芯片载装臂(4)为内套有伸縮式连接臂(31)的空心管状，伸縮式连接臂(31)的伸出端连接微流控芯片载装夹(12);所述x、y、y向检测光纤载装臂(11、9、10)均为内套有伸縮式曲臂(14)的空心管状，伸縮式曲臂(14)的伸出端为内套伸縮式准直镜载装臂(16)的空心管状，伸縮式准直镜载装臂(16)的伸出端固定连接准直镜连接套管(17)，准直镜连接套管(17)连接与光纤相接的准直镜(18 );检测吋，准直镜(18 )与微流控芯片(32 )检测点入口和出口相对且紧贴。
2.根据权利要求I所述的ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架，其特征是所述检测支撑臂均为双柱结构，双柱之间具有啮合固定盘(23)，双柱内侧上设有与啮合固定盘(23)啮合的啮合齿(22)，啮合固定盘(23)同轴间隙套有旋转丝杆(25)，旋转丝杆(25) —端与相对应的所述检测连接臂连接，旋转丝杆(25)另一端连接外径大于啮合固定盘(23)内径的固定旋钮(24)，固定旋钮(24)可将啮合固定盘(23)与检测支撑臂啮合压紧。
3.根据权利要求I所述的ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架，其特征是准直镜(18)内部设有单透镜(19)、头部外侧设有连接准直镜连接套管(17)的准直镜外旋ロ(20 )、尾部内侧设有安装光纤的准直镜内旋ロ( 21)。
4.根据权利要求I所述的ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架，其特征是イ申缩式准直镜载装臂(16)可沿伸縮式曲臂(14)的轴向方向移动并通过固定螺丝固定，伸縮式曲臂(14)可沿光纤载装臂(9)的轴向方向移动并通过另ー固定螺丝固定，伸縮式曲臂(14)的弯曲度为90°。
5.根据权利要求I所述的ー种六自由度微流控芯片吸收光谱检测支架，其特征是イ申缩式连接臂(31)可沿微流控芯片载装臂(4)的轴向方向移动并通过固定螺丝固定，流控芯片载装夹(12)内部设有拉カ弹簧(13)。
全文摘要
本发明公开一种在微流控芯片吸光度检测实验时使用的六自由度吸收光谱检测支架，该支架具有x、y、z向检测支撑臂，分别支撑有对应的x、y、z向检测连接臂，支架的中部位置固定连接四个微流控芯片载装臂，x、y、z向检测连接臂上分别对应的固定连接各两个x、y、z向检测光纤载装臂，微流控芯片载装臂为内套有伸缩式连接臂的空心管状，伸缩式连接臂的伸出端连接微流控芯片载装夹；检测光纤载装臂均为内套有伸缩式曲臂的空心管状，伸缩式曲臂的伸出端为内套伸缩式准直镜载装臂的空心管状，伸缩式准直镜载装臂的伸出端固定连接准直镜连接套管，准直镜连接套管连接与光纤相接的准直镜；可同时对微流控芯片进行多角度检测，通用性好。
文档编号G01N21/31GK102866112SQ201210342169
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者张荣标, 杨宁, 徐佩锋, 张磊, 张永春 申请人:江苏大学