專利名稱：磁電式循環(huán)混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種微電子技術(shù)領(lǐng)域的器件，具體是一種磁電式循環(huán)混合器。
背景技術(shù)：
微混合器有被動(dòng)微混合器和主動(dòng)微混合器。被動(dòng)式微混合器是通過流體的被動(dòng)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)迅速混合，被動(dòng)式微混合器需要構(gòu)造特殊的微流體通道來使不同試劑流的擴(kuò)散效應(yīng)變得更為顯著，目前多數(shù)采用多層流的混合機(jī)理，利用分散混合設(shè)計(jì)，通過管路的幾何交叉將液流裂分成小組分，并以小的分流重新匯合，從而產(chǎn)生更大的界面區(qū)域，實(shí)現(xiàn)更有效的混合。在微流體系統(tǒng)中，由于通道長度和孔徑小，雷諾數(shù)較小，流體在被動(dòng)式混合器中實(shí)現(xiàn)均勻混合難度較高，耗時(shí)較長。主動(dòng)式微混合器是通過外界的作用如氣動(dòng)、超聲波振動(dòng)或電場誘導(dǎo)循環(huán)來實(shí)現(xiàn)流體的迅速混合，這種方式下，由于在微混合器上需要集成用于混合驅(qū)動(dòng)的設(shè)備或者專用的驅(qū)動(dòng)裝置，混合器制作成本相對較高，此外，也加大了縮小混合器體積的困難性。采用磁電效應(yīng)對微管道內(nèi)流體施加驅(qū)動(dòng)，利用動(dòng)磁產(chǎn)生電場，從而促動(dòng)混合，目前鮮有研究，其根本原理是磁電效應(yīng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不需要在混合器上制作專門的混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因此，在一定程度上降低了成本，尤其在一次性混合器件的批量生產(chǎn)中，可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，縮小器件體積。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，美國專利號為US 2002/0023841 A1，名稱為電泳水流驅(qū)動(dòng)對流式微混合器(Electrohydrodynamic ConvectionMicrofluidic Mixer)，該專利中提到的混合器由制作在硅基上的微腔和電場驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成，通過設(shè)置在流體通道的電極實(shí)現(xiàn)對微腔流路內(nèi)試劑的電場驅(qū)動(dòng)，并形成流體對流，從而促進(jìn)試劑的混合。這樣的系統(tǒng)雖然沒有機(jī)械驅(qū)動(dòng)部件，然而本身的制作工藝并不簡單，需要在混合器上制作電極和驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)線路，此外，為了避免許多生物和化學(xué)試劑對電極的反應(yīng)，需要對電極進(jìn)行鈍化或是涂覆處理，加大了應(yīng)用難度，在用做一次性器件時(shí)，其批量生產(chǎn)的周期較長，成本相對較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種磁電式循環(huán)混合器，使其利用電場進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，無需在混合器上制作專門的混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因此，在一定程度上降低了成本，工藝相對簡單，器件工作性能穩(wěn)定，具有良好的可重復(fù)性，解決了背景技術(shù)中存在的問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括實(shí)驗(yàn)臺、密封蓋、通道層、磁場控制器。密封蓋與通道層通過陽極鍵合或者熱鍵合技術(shù)密封在一起，并設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺上，實(shí)驗(yàn)臺、密封蓋和通道層通過共有的對準(zhǔn)斜角對準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)臺上設(shè)有凸臺，磁場控制器通過凸臺固定在實(shí)驗(yàn)臺上。實(shí)驗(yàn)臺上設(shè)有卡緊裝置，卡緊裝置為一帶有梯形槽的角臺，卡緊裝置將密封起來的密封蓋與通道層固緊在梯形槽內(nèi)。
本發(fā)明中，實(shí)驗(yàn)臺由樹脂材料制作。密封蓋和通道層由玻璃制作，隨后封裝成形，在密封蓋上設(shè)有試劑樣品輸入口、試劑樣品輸出口，在通道層以刻蝕工藝形成循環(huán)微通道。
本發(fā)明混合器的磁場控制器，依靠輔助控制設(shè)備，控制穿越密封蓋和通道層中孔的磁場變化，從而在其內(nèi)的密閉循環(huán)內(nèi)形成電場，進(jìn)而推動(dòng)待混合試劑在其內(nèi)運(yùn)動(dòng)混合。本發(fā)明中的混合器在進(jìn)行微量試劑混合時(shí)，先要將待混合試劑用真空作用由入口導(dǎo)入，其后啟動(dòng)磁場控制器混合，混合試劑由試劑樣品輸出口導(dǎo)出。
本發(fā)明混合器以磁電效應(yīng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不需要在混合器上制作專門的混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因此，在保障很多已有的技術(shù)仍然行的基礎(chǔ)上，在一定程度上降低了成本，尤其在一次性混合器件的批量生產(chǎn)中，可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，縮小器件體積，此外，本發(fā)明器件還可用于藥物的快速混合和微量注射，在生物試劑、化學(xué)試劑濃度和組分的實(shí)時(shí)測定和預(yù)防醫(yī)學(xué)、環(huán)境水源的監(jiān)控都具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。


圖1為本發(fā)明整體示意2為本發(fā)明分解結(jié)構(gòu)示意3為圖2的局部放大示意圖(一)圖4為圖2的局部放大示意圖具體實(shí)施方式
如圖1-4所示，本發(fā)明包括實(shí)驗(yàn)臺1、密封蓋2、通道層3、磁場控制器7。密封蓋2與通道層3通過陽極鍵合或者熱鍵合技術(shù)密封在一起，并設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺1上，實(shí)驗(yàn)臺1、密封蓋2和通道層3通過三者共有的對準(zhǔn)斜角5對準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)臺1上設(shè)有凸臺8，磁場控制器7通過凸臺8固定在實(shí)驗(yàn)臺1上。實(shí)驗(yàn)臺1上設(shè)有卡緊裝置6，卡緊裝置6為一帶有梯形槽11的角臺，卡緊裝置6將密封起來的密封蓋2與通道層3固緊在梯形槽11內(nèi)。
實(shí)驗(yàn)臺1上設(shè)有凹槽12。
密封蓋2上設(shè)有試劑入口9和試劑出口11，與通道層3上的循環(huán)微通道4對應(yīng)連接，密封蓋2與通道層3密封結(jié)合。
密封蓋2和通道層3由玻璃制作，通道層3上的循環(huán)微通道4是由刻蝕技術(shù)在玻璃上加工制作。實(shí)驗(yàn)臺1由樹脂材料制作。
實(shí)驗(yàn)臺1、密封蓋2和通道層3上共有的對準(zhǔn)斜角5起對準(zhǔn)作用，使擺放保持正確的位置，卡緊裝置6可將密封起來的密封蓋2與通道層3固緊在梯形槽11內(nèi)，防止操作中在實(shí)驗(yàn)臺1上滑動(dòng)，實(shí)驗(yàn)臺1上的凹槽12是為了方便安裝拆卸密封起來的密封蓋2與通道層3。磁場控制器7由磁芯和線圈組成，在實(shí)驗(yàn)臺1的凸臺8下固定，磁場控制器7可商業(yè)購買，如東莞市盛鑫電子生產(chǎn)的芯徑22mm，型號Mach2089EA/I22。
在進(jìn)行微量試劑混合時(shí)，先要將待混合試劑用真空作用由試劑入口9導(dǎo)入，其后啟動(dòng)磁場控制器7，依靠輔助控制設(shè)備，控制穿越密封蓋2和通道層3中孔的磁場變化，以磁電效應(yīng)推動(dòng)待混合試劑在其內(nèi)運(yùn)動(dòng)混合，混合后試劑由試劑出口11導(dǎo)出。
權(quán)利要求
1.一種磁電式循環(huán)混合器，包括通道層(3)、磁場控制器(7)，其特征在于，還包括實(shí)驗(yàn)臺(1)、密封蓋(2)，密封蓋(2)與通道層(3)通過陽極鍵合或者熱鍵合技術(shù)密封在一起，并設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(1)上，實(shí)驗(yàn)臺(1)、密封蓋(2)和通道層(3)通過三者共有的對準(zhǔn)斜角(5)對準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)臺(1)上設(shè)有凸臺(8)，磁場控制器(7)通過凸臺(8)固定在實(shí)驗(yàn)臺(1)上，實(shí)驗(yàn)臺(1)上設(shè)有卡緊裝置(6)，卡緊裝置(6)為一帶有梯形槽(11)的角臺，卡緊裝置(6)將密封起來的密封蓋(2)與通道層(3)固緊在梯形槽(11)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁電式混合器，其特征是，實(shí)驗(yàn)臺(1)上設(shè)有凹槽(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁電式循環(huán)控制器，其特征是，實(shí)驗(yàn)臺(1)材料為樹脂材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁電式循環(huán)混合器，其特征是，密封蓋(2)上設(shè)有試劑入口(9)和試劑出口(11)，與通道層(3)上的循環(huán)微通道(4)對應(yīng)連接，密封蓋(2)與通道層(3)密封結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁電式循環(huán)控制器，其特征是，密封蓋(2)和通道層(3)由玻璃制作，通道層(3)上的循環(huán)微通道(4)是由刻蝕技術(shù)在玻璃上加工制作。
全文摘要
一種微流體控制技術(shù)領(lǐng)域的磁電式循環(huán)混合器，包括實(shí)驗(yàn)臺、密封蓋、通道層、磁場控制器。密封蓋與通道層通過陽極鍵合或者熱鍵合技術(shù)密封在一起，并設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺上，實(shí)驗(yàn)臺、密封蓋和通道層上通過共有的對準(zhǔn)斜角對準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)臺上設(shè)有凸臺，磁場控制器通過凸臺固定在實(shí)驗(yàn)臺上。本發(fā)明利用電場進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，無需在混合器上集成制作專門的混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，尤其在一次性混合器件的批量生產(chǎn)中，可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，縮小器件體積，此外，本發(fā)明器件還可用于藥物的快速混合和微量注射，在生物試劑、化學(xué)試劑濃度和組分的實(shí)時(shí)測定和預(yù)防醫(yī)學(xué)、環(huán)境水源的監(jiān)控都具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號B01F13/08GK1762563SQ20051002989
公開日2006年4月26日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者陳文元, 賈曉宇, 牛志強(qiáng), 張衛(wèi)平 申請人:上海交通大學(xué)