一种微流道开关和微流控芯片的制作方法

1.本技术涉及微流体控制技术领域，具体涉及一种微流道开关。


背景技术：

2.微流控(microfluidics)是指使用微管道处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术,微流控装置通常被称为微流控芯片,也被称为芯片实验室。
3.现有的微流道开关种类主要包括两种，第一种是设置在微流道流路中的阀门式的开关，例如温控开关、压强差开关等，第二种是通过外部设备对微流道施加压力进而控制微流道通断。对于第一种微流道开关，由于绝大多数的微流控芯片都是一次性的，在进行完一次实验后即报废，设置在在微流道流路中的阀门式装置难以回收，成本较高。对于第二种微流道开关，只适用于微流道设置在表面上的微流控芯片，且微流道壁必须要使用塑性材料，外部设备也需要施加较大的压力才能阻断微流道，在施加外部压力的过程中也容易出现破损，造成浪费，增加成本。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本技术提供一种微流道开关以及应用该微流道开关的微流控芯片。
5.根据本技术的第一方面，一种实施例中提供一种微流道开关，包括：
6.对接通道，所述对接通道用于与微流道连通；
7.开口腔，所述开口腔与所述对接通道连通，所述开口腔与所述对接通道连通处为对接口；
8.以及流道塞，所述流道塞伸入所述开口腔且在所述开口腔内滑动，以使得所述流道塞到达阻断所述对接通道的第一位置，或，到达连通所述对接通道的第二位置。
9.在一实施例中，所述流道塞上设有第一凸起，当所述流道塞位于第一位置时，所述第一凸起与所述对接口抵接，以阻断所述对接通道。
10.在一实施例中，所述流道塞上设有若干第二凸起，相邻两个所述第二凸起，或，相邻的所述第一凸起和所述第二凸起，与所述开口腔内壁围合形成流道腔，所述流道塞位于第二位置时，所述流道腔与所述对接通道连通。
11.在一实施例中，所述第一凸起与所述第二凸起为软质材料。
12.在一实施例中，所述流道塞包括软质套和硬质芯，所述软质套套设在所述硬质芯上，所述第一凸起与所述第二凸起设于所述软质套上。
13.在一实施例中，所述硬质芯包括硬质芯座和硬质芯杆，所述硬质芯杆设于所述硬质芯座的一面上，所述软质套套设在所述硬质芯杆上。
14.在一实施例中，所述流道塞伸入所述开口腔的前端设有倒角或圆角。
15.在一实施例中，所述流道塞伸入所述开口腔的前端对侧的开口腔面上设有通孔，所述通孔与外部环境连通。
16.根据本技术的第二方面，一种实施例中提供一种微流控芯片，所述微流控芯片包括如本技术任一实施例中所述的微流道开关，所述微流道开关上对接通道与所述微流控芯片上微流道连通，以使得所述微流道开关用于控制所述微流道通断。
17.在一实施例中，所述微流控芯片包括第一盖片和第二盖片，所述第一盖片与所述第二盖片上对应设有第一套筒和第二套筒，所述第一盖片与所述第二盖片贴合，所述第一套筒与所述第二套筒对接形成开口腔和对接通道；所述第一盖片与所述第二盖片围合形成与所述对接通道连通的微流道，或，所述第一盖片与所述第二盖片中的一者上设有与所述对接通道连通的微流道。
18.依据上述实施例的微流道开关，由于通过控制伸入开口腔的流道塞的位置来控制对接通道的通断，进而控制微流道的通断，实验完成后流道塞可以从开口腔中取出进行回收，使得流道塞可以重复使用，节约成本，同时适用于设于微流控芯片表面的微流道和设于微流控芯片内部的微流道，对微流道壁材料没有限制，而且不会对微流道结构施加压力，避免微流道损坏造成浪费。
附图说明
19.图1为一种实施例中微流道开关的流道塞处于第一位置的结构示意图；
20.图2为一种实施例中微流道开关的流道塞处于第二位置的结构示意图；
21.图3为一种实施例中微流道开关的流道塞的结构示意图；
22.图4为一种实施例中微流道开关的流道塞的剖面结构示意图；
23.图5为一种实施例中微流道开关的不同规格的流道塞的结构示意图；
24.图6为一种实施例中微流控芯片的结构示意图；
25.图7为一种实施例中微流控芯片的剖面结构示意图。
26.附图标记说明：1、开口腔；11、通孔；2、流道塞；21、第一凸起；22、第二凸起；23、软质套；24、硬质芯；241、硬质芯座；242、硬质芯杆；25、倒角；10、对接通道；20、流道腔；100、微流道开关；101、第一盖片；102、第二盖片；200、开关座；201、第一套筒；202、第二套筒。
具体实施方式
27.下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
28.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的组成和/或顺序。
29.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，
不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
30.本技术实施例中给出的微流道开关，用于控制微流道通断，包括对接通道、开口腔和流道塞，对接通道用于与微流道连通，开口腔与对接连通，流道塞在开口腔内滑动，以到达阻断对接通道的第一位置，或，到达连通对接的第二位置。由于通过控制伸入开口腔的流道塞的位置来控制对接通道的通断，进而控制微流道的通断，实验完成后流道塞可以从开口腔中取出进行回收，使得流道塞可以重复使用，节约成本，同时适用于设于微流控芯片表面的微流道和设于微流控芯片内部的微流道，对微流道壁材料没有限制，而且不会对微流道结构施加压力，避免微流道损坏造成浪费。
31.下面通过具体实施例对本技术进行说明。
32.实施例一：
33.如图1至图5所示，本技术一实施例中给出一种微流道开关100，用于控制微流道10通断，微流道开关100包括开口腔1、对接通道10和流道塞2。对接通道10的一端用于与微流道连通。开口腔1与对接通道10的另一端连通，开口腔1与对接通道10连通处为对接口，本实施例中，开口腔1设于开关座200上。流道塞2伸入开口腔1且在开口腔1内滑动，以使得流道塞2到达阻断对接通道10的第一位置，或，到达连通对接通道10的第二位置。微流道开关使用时，根据实验进程需求将流道塞2滑动至第一位置(如图1所示)或第二位置(如图2所示)，以阻断或连通对接通道10，进而阻断或连通微流道。
34.由于通过控制伸入开口腔的流道塞2的位置来控制对接通道10的通断，进而控制微流道的通断，实验完成后流道塞2可以从开口腔1中取出进行回收，使得流道塞2可以重复使用，节约成本，同时适用于设于微流控芯片表面的微流道和设于微流控芯片内部的微流道，对微流道壁材料没有限制，而且不会对微流道结构施加压力，避免微流道损坏造成浪费。
35.流道塞2滑动至第一位置时，对接通道10被流道塞2阻断，对接通道2滑动至第二位置时，对接通道10连通。
36.一实施例中，流道塞2与开口腔1过盈配合，流道塞2上设有贯通孔，当流道塞2位于第一位置时，由于流道塞2与开口腔1过盈配合，流道塞2外壁与对接口抵接，阻断对接通道10，与对接通道10连通的微流道中液体不能通过。当流道塞2位于第二位置时，流道塞2上的贯通孔与对接口对接，贯通孔连通对接通道10，与对接通道10连通的微流道中液体能够从贯通孔中流过，进入下游对接通道10和微流道。
37.本实施例中，流道塞2上设有第一凸起21，当流道塞2位于第一位置时，第一凸起21与对接口抵接，阻断对接通道10，与对接通道10连通的微流道中液体不能通过，阻断微流道。当流道塞2位于第二位置时，第一凸起21偏离对接口，对接通道10不再被阻断，与对接通道10连通的微流道中液体可以流入开口腔1中以漫入下游对接通道10和微流道，连通微流道。如此设置，只需要第一凸起21与开口腔1过盈配合，流道塞2滑动时阻力较小，便于操作。本实施例中，流道塞2上还设有若干第二凸起22，相邻两个第二凸起22，或，相邻的第一凸起21和第二凸起22，与开口腔1内壁围合形成流道腔20，流道塞2位于第二位置时，流道腔20与对接通道10连通，与对接通道10连通的微流道中液体可沿流道腔20流入下游对接通道10和微流道，实现微流道的连通。与第一凸起21相同，第二凸起22也与开口腔1过盈配合，以避免
微流道10连通时流道腔20漏气漏水。本实施例中，第一凸起21与第二凸起22均为软质材料，以保证流道塞2的效果。本领域技术人员可以理解，第二凸起22与第一凸起21的形状尺寸可以相同也可以不同，第二凸起22与第一凸起21的形状尺寸相同时，相邻的凸起也能够实现与开口腔1内壁围合形成流道腔20的功能，本实施例中，第二凸起22的尺寸小于第一凸起21的尺寸，以降低流道塞2在开口腔1内滑动时的阻力，便于操作。
38.在微流控芯片的实验过程中，不同位点的微流道开关100可能需要处于不同的通断状态，若采用相同规格的微流道开关100，则需要在不同位点执行不同的操作，误操作风险较大。
39.本实施例中，根据微流道开关100位点的需求，可以选择第一凸起21和第二凸起22设于不同位置的流道塞2设于不同的微流道开关100位点，如图5所示，为不同微流道开关100位点的不同规格的流道塞2的结构示意图。如此设置，可以使得不同规格的流道塞2伸入开口腔1相同深度时实现不同的对接通道10通断效果，只需要预设好不同位点的流道塞2规格，在实验过程中，可以对不同位点流道塞2执行相同的操作来实现控制不同位点不同通断状态，避免了误操作风险。
40.本实施例中，流道塞2包括软质套23和硬质芯24，软质套23套设在硬质芯24上，第一凸起21与第二凸起22设于软质套23上。不同规格的流道塞2可以使用相同规格的硬质芯24，只需要使用不同规格的软质套23即可组装成不同规格的流道塞2，节约成本。在开口腔1内滑动流道塞2时，硬质芯24可以作为受力点，便于操作。在一些实验中，微流道中输送的液体可能会对流道塞2造成损伤，在回收后可能无法重复使用，通过软质套23和硬质芯24组装的方式制成的流道塞2，在软质套23损伤后，只需要更换软质套23即可，硬质芯24依旧可以重复使用，节约成本。
41.在开口腔1内滑动流道塞2时，硬质芯24可以作为受力点，便于操作。
42.本实施例中，硬质芯24包括硬质芯座241和硬质芯杆242，硬质芯杆242设于硬质芯座241的一面上，软质套23套设在硬质芯杆242上，硬质芯座241便于着力，便于操作。同时，本实施例中，硬质芯座241与硬质芯杆242同轴设置，硬质芯座241的形状也与开口腔1供流道塞2伸入的开口形状相同，如此设置，硬质芯座241能够避免流道塞2在滑动过程中出现较大的倾斜，保证流道塞2正常工作。
43.流道塞2伸入开口腔1以控制微流道10的通断，因此，流道塞2应易于塞入开口腔1且流道塞2在开口腔1内的滑动应当顺畅。
44.本实施例中，流道塞2伸入开口腔1的前端设有倒角25，通过流道塞2前端的倒角25结构，流道塞2可以很容易的伸入开口腔1，便于操作。本领域技术人员可以理解，流道塞2的前端也可以设置如圆角、锥面等能够将流道塞2导入开口腔1的结构，不限于倒角25结构。
45.本实施例中，流道塞2伸入开口腔1的前端对侧的开口腔面上设有通孔11，通孔11与外部环境连通。如此设置，能够平衡开口腔1内与外部环境中的气压，避免开口腔1中产生正压导致流道塞2难以在开口腔1内顺畅滑动。在实验结束后，也可以使用工具沿通孔11伸入开口腔1，将流道塞2退出开口腔1，完成流道塞2的回收。
46.本实施例中，开口腔1为圆柱状，流道塞2也为圆柱状，圆柱状的开口腔1和流道塞2，在径向方向上全向相同，适用性好，不容易出现误操作。根据不同的需求和条件，开口腔1与流道塞2也可以为其他形状。
47.本实施例中的微流道开关100使用时，根据微流道开关100位点的需求选择合适规格的软质套23套设在硬质芯24上组成流道塞2，再将流道塞2平整伸入对应的微流道开关100位点处的开口腔1，待硬质芯座241完全伸入开口腔1即可完成微流道开关100的安装，依据上述步骤在各个微流道开关100位点安装相应规格的流道塞2，安装不同规格流道塞2的微流道开关100位点处的初始通断状态不同，在实验进程中，对不同微流道开关100位点的流道塞2进行操作，变更通断状态，以满足实验需求。
48.实施例二：
49.如图6至图7所示，本技术一实施例中给出一种微流控芯片，微流控芯片包括如本技术任一项实施例中所述的微流道开关100，微流道开关100上对接通道10与微流控芯片上微流道连通，以使得微流道开关100用于控制微流道10通断。
50.本技术中的微流道开关100适用于多种微流控芯片，在需要设置微流道开关100的位点处开设与微流道10连通且能够供流道塞2伸入的开口腔1即可。
51.本实施例中，微流控芯片包括第一盖片101和第二盖片102，第一盖片101与第二盖片102上对应设有第一套筒201和第二套筒202，第一盖片101与第二盖片102贴合，第一套筒201与第二套筒202对接形成具有开口腔1的开关座200。第一盖片101与第二盖片102围合形成与对接通道10连通的微流道10。一些实施例中，微流道10也可以设于第一盖片101与第二盖片102中的一者的内部。通过设于开口腔1内的流道塞2，可以控制各个位点的微流道10的通断。
52.依据上述实施例中的微流道开关和微流控芯片，由于通过控制伸入开口腔的流道塞的位置来控制微流道的通断，实验完成后流道塞可以从开口腔中取出进行回收，使得流道塞可以重复使用，节约成本，同时适用于设于微流控芯片表面的微流道和设于微流控芯片内部的微流道，对微流道壁材料没有限制，而且不会对微流道结构施加较大的压力，避免微流道损坏造成浪费。
53.以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。