磁力搅拌装置

技术领域

本发明属于微流控芯片设计技术领域，具体涉及一种磁力搅拌装置。

背景技术

搅拌设备在工业生产中应用范围广泛，尤其在化工生产中，几乎所有的化工部门或多或少的都存在着搅拌操作。甚至在近些年来高速发展的高分子工作为生产高分子材料的核心设备的聚合反应器中90％是搅拌设备，搅拌作业作为过程作业的基本单元操作是化工反应过程的重要环节，其原理涉及流体力学、传热、传质及化学反应等多种过程，扩增过程就是在流动场中进行动量传递或是包括动量、热量、质量传递及化学反应的过程，搅拌器就是利用搅拌浆叶的旋转向流体输入机械能从而使流体获得适宜的流动场的机械装置。一些搅拌机构像涡轮式搅拌器、浆式搅拌器、锚式搅拌器等，虽然其实现了搅拌功能，但是其系统复杂、价格高昂、体积过于庞大，并不适合大规模的推广。针对微流体加快反应速度，减少反应时间，非常需要一种操作简单、系统简单有效的磁力搅拌装置。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种与微流控芯片配套使用的磁力搅拌装置，能够在与芯片底板之间无接触的情况下实现对条形反应腔内反应液的搅动混匀，可以减少整个微流控中反应时间，改善工艺性能，减少工艺步骤，提高芯片反应效率。

为了解决上述问题，本发明提供一种磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置用于与条形反应腔配合使用，所述磁力搅拌装置包括基板，所述基板上安装有旋转驱动部件，所述磁力搅拌装置还包括磁性模块，所述磁性模块包括第一磁性件、第二磁性件，其中所述第一磁性件能够在所述旋转驱动部件的驱动下运动，所述第二磁性件处于所述条形反应腔内且能够依靠其与所述第一磁性件之间的吸力作用在所述条形反应腔内转动。

在一些实施方式中，所述磁力搅拌装置用于与微流控芯片配套使用，所述微流控芯片包括芯片底板，所述芯片底板上构造有条形反应腔。

在一些实施方式中，所述磁性模块还包括磁性件安装件，所述磁性件安装件为条形结构，且所述条形结构的长度不小于所述条形反应腔的长度，所述磁性件安装件与所述旋转驱动部件的转轴连接，所述转轴连接于所述磁性件安装件的长度居中位置，且所述第一磁性件设于所述磁性件安装件的长度一端。

在一些实施方式中，所述磁性件安装件上具有第一放置槽，所述第一磁性件处于所述第一放置槽内。

在一些实施方式中，所述磁性件安装件上还具有第二放置槽，所述第一放置槽与所述第二放置槽分别处于所述磁性件安装件的长度两端且关于所述转轴的轴线对称，所述第二放置槽中设有平衡件，所述平衡件能够与所述第一磁性件形成在所述磁性件安装件的长度方向上的力矩平衡。

在一些实施方式中，所述平衡件的材质为非磁性材质。

在一些实施方式中，所述芯片底板上的所述条形反应腔具有多个，所述旋转驱动部件以及所述磁性模块对应具有多个，多个所述旋转驱动部件、所述磁性模块以及所述条形反应腔分别一一对应设置。

在一些实施方式中，所述磁力搅拌装置还包括驱动部件固定件，所述驱动部件固定件上构造有与多个所述旋转驱动部件分别一一对应的安装孔。

在一些实施方式中，所述基板远离所述磁性模块的一侧还设有配重板。

在一些实施方式中，所述微流控芯片是微流控核酸检测芯片。

本发明提供的一种与条形反应腔配合使用的磁力搅拌装置，所述旋转驱动部件带动所述磁性模块中的第一磁性件旋转，进而通过其与第二磁性件之间的吸力带动所述第二磁性件内的运动，如此能够在与芯片底板之间无接触的情况下实现对条形反应腔内反应液的搅动混匀，可以减少整个微流控芯片反应过程时间，改善工艺性能，减少工艺步骤，提高芯片反应效率。

附图说明

图1为本发明实施例的与微流控芯片配套使用的磁力搅拌装置的立体结构示意图(略去第二磁性件)；

图2为图1中的磁力搅拌装置的分解结构示意图；

图3为与本发明的磁力搅拌装置配套的微流控芯片的分解结构示意图；

图4为本发明的磁力搅拌装置与芯片底板(微流控芯片)在配套使用时的状态；

图5为图4中的芯片底板的俯视图。

附图标记表示为：

1、基板；2、旋转驱动部件；31、第一磁性件；32、第二磁性件；33、磁性件安装件；331、第一放置槽；332、第二放置槽；34、平衡件；4、驱动部件固定件；5、配重板；101、第一活塞推杆；102、第二活塞推杆；103、芯片前壳；104、胶塞；105、第一密封塞；106、第二密封塞；107、芯片后壳；108、试剂存储层；109、显色区域；110、弹性胶带层；201、芯片底板；202、条形反应腔。

具体实施方式

结合参见图1及图5所示，根据本发明的实施例，提供一种与微流控芯片配套使用的磁力搅拌装置，包括基板1，所述基板1上安装有旋转驱动部件2(具体可以为减速电机)，所述磁力搅拌装置还包括磁性模块，所述微流控芯片包括芯片底板201，所述芯片底板201上构造有条形反应腔202，所述磁性模块包括第一磁性件31(例如磁铁)、第二磁性件32(例如另一磁铁)，其中所述第一磁性件31能够在所述旋转驱动部件2的驱动下运动，所述第二磁性件32处于所述条形反应腔202内且能够依靠其与所述第一磁性件31之间的吸力作用在所述条形反应腔202内转动。在本实施例中，微流控芯片是微流控核酸检测芯片。该技术方案中，所述旋转驱动部件2带动所述磁性模块中的第一磁性件31旋转，进而通过其与第二磁性件32之间的吸力带动所述第二磁性件32内的运动，如此能够在与芯片底板201之间无接触的情况下实现对条形反应腔202内反应液的搅动混匀，可以减少整个核酸检测过程时间，改善工艺性能，减少工艺步骤，提高检测效率；另外需要特别说明的是，采用磁力搅拌装置仅需在现有的微流控芯片的条形反应腔202内投入对应的第二磁性件32即可，无需对芯片本身的结构进行大量改进，降低了成本。同时，该技术方案中的磁力搅拌装置与微流控芯片配套使用，体积小，重量轻。

在一些实施方式中，所述磁性模块还包括磁性件安装件33，所述磁性件安装件33为条形结构，且所述条形结构的长度不小于所述条形反应腔202的长度，所述磁性件安装件33与所述旋转驱动部件2的转轴连接，所述转轴连接于所述磁性件安装件33的长度居中位置，且所述第一磁性件31设于所述磁性件安装件33的长度一端，从而使所述第一磁性件31与所述转轴的轴线形成偏置距离。该技术方案中，通过将所述磁性件安装件33设计为长度大于相对应的条形反应腔202的长度的条形结构，并将所述第一磁性件31偏置安装，从而能够在所述旋转驱动部件2驱动所述磁性件安装件33旋转时，所述第一磁性件31能够带动第二磁性件32在条形反应腔202内旋转的同时还能够沿着条形反应腔202的长度方向形成往复运动，从而使条形反应腔202内的反应液的搅动更加彻底，混匀效果得到进一步提升，检测效率也相应得到进一步提高。

在一些实施方式中，所述磁性件安装件33上具有第一放置槽331，所述第一磁性件31处于所述第一放置槽331内，将第一磁性件31设置于第一放置槽331内能够保证第一磁性件31的位置可靠性与稳定性，防止第一磁性件31在磁性件安装件33旋转过程中脱落。

作为优选，所述磁性件安装件33上还具有第二放置槽332，所述第一放置槽331与所述第二放置槽332分别处于所述磁性件安装件33的长度两端且关于所述转轴的轴线对称，所述第二放置槽332中设有平衡件34，所述平衡件34能够与所述第一磁性件31形成在所述磁性件安装件33的长度方向上的力矩平衡，如此，通过平衡件34与第一磁性件31的对称设计，保证了磁性件安装件33整体运行的平衡性，有效防止装置在运行过程中的振动。

所述平衡件34的材质为非磁性材质，例如不锈钢。采用非磁性的材质能够防止在实现其平衡的目的时与第一磁性件31的磁性构成不利干扰，进而对第二磁性件32之间的吸力造成不利影响，保证第二磁性件32运行的顺畅。

在一些实施方式中，所述芯片底板201上的所述条形反应腔202具有多个(具体可以为两个)，所述旋转驱动部件2以及所述磁性模块对应具有多个，多个所述旋转驱动部件2、所述磁性模块以及所述条形反应腔202分别一一对应设置，如此通过一套所述磁力搅拌装置可以同时实现对多个条形反应腔202的搅拌，进一步提升检测效率。

所述磁力搅拌装置还包括驱动部件固定件4，所述驱动部件固定件4上构造有与多个所述旋转驱动部件2分别一一对应的安装孔，如此，多个旋转驱动部件2能够被分别同时固定，装置结构设计更加紧凑，同时还能够对内部的旋转驱动部件2形成保护作用。

所述基板1远离所述磁性模块的一侧还设有配重板5，其具体可以栓接于所述基板1的底面上，能够防止装置在运行时的振动，保证运行时装置稳定性，降低运行噪音。

参见图3所示，本发明的磁力搅拌装置配套使用的微流控芯片的结构具体包括芯片前壳103和芯片后壳107，两者整体保护支撑内部芯片，第一活塞推杆101及第二活塞推杆102下带胶塞104，能够推动试剂在试剂存储层108内流动，胶塞104在加入样本后密封芯片。第一密封塞105及第二密封塞106把试剂存储层108的区域密封，所述试剂存储层108具有试剂存储腔室，以进行试剂存储，其中有两个用于提供推杆活动空间。所述试剂存储层108的底部与芯片底板201之间设置弹性胶带层110，其选用双面胶基材，对芯片底板201和试剂存储层108进行粘接，以封装芯片。通过局部单向阀控制试剂流动方向，以配合芯片底板201以对试剂进行定向微量操作。所述芯片底板201具有多个条形反应腔202，可对试剂进行微量操作，可供核酸扩增腔室以对核酸进行扩增。显色区域109具有显色试纸，能够呈现最终的检测结果。

微流控芯片的运作流程如下：将样本加入样本孔中，将胶塞104塞入，样本会进入到相应的腔室中。先上拉动第一活塞推杆101，样本液体会从前述腔室通过弹性胶带层110的单向阀进入到芯片底板201的腔室内。试剂在腔室内同时受到加热和搅拌双重作用，并发生化学反应。再向下推动第一活塞推杆101液体通过弹性胶带层110的单向阀进入试剂存储层另一存储腔室中。再向上推动第二活塞推杆102液体从前述存储腔室通过弹性胶带层110单向阀进入芯片底板201的另一腔室中，试剂在另一腔室受到加热和搅拌双重作用，并发生化学反应。再向下推动第二活塞推杆102液体通过弹性胶带层110单向阀进入废液区(回收腔室)和显色区域109。显色区域109的试纸条遇到试剂开始显色。读取试纸条显色状态判断结果。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。