一种微流控芯片夹具的制作方法

本技术涉及微流控芯片，更具体地，涉及一种微流控芯片夹具。

背景技术：

1、微流控技术是一种在微米尺度管道中操纵微小体积流体以实现特定功能的技术。经过数十年发展，已广泛应用于生物、化学、环境检测等领域。微流控芯片是微流控技术中的核心元件，其性能直接影响实验结果。为在芯片内加工微米尺度管道，目前主要有基于软光刻的pdms（polydimethylsiloxane聚二甲基硅氧烷）倒模、注塑成型和压印等芯片制备方法。其中，pdms芯片因制作周期短、光学透明性好、生物相容性较好、成本较低等优势，在预研和测试阶段应用最为广泛。pdms芯片外设主要包括流体驱动装置（如注射泵、蠕动泵、隔膜泵等）、连接管路、芯片连接接口以及储液池、废液池等。其中，芯片连接接口直接决定外设与芯片的连接方式。目前主流的pdms芯片连接方式主要有两种：一是钢针插管式，即连接管一端与泵连接，另一端通过钢针直接插入芯片打孔处，将液体导入芯片；二是芯片夹具式，即芯片夹持在夹具中，连接管与夹具上的接口连接，依靠pdms的弹性使芯片与夹具压紧形成密封。两种方式的主要区别在于连接管与芯片之间是否通过钢针直接连接，以及是否依靠夹具实现连接和密封。钢针插管方式结构简单、便于调整，但随着实验中芯片数量增多，管路相互交错，容易出现插管错误、漏液等问题。芯片夹具方式可以避免反复插管，但现有翻盖式芯片夹具通常要求翻盖上的孔与芯片打孔位置一一对应，因此夹具专用性较强。

2、在pdms芯片制备过程中，尤其是采用手工倒模、旋涂等工艺时，容易出现批次间厚度不一致或同一芯片厚度不均匀。芯片夹具依靠pdms弹性实现密封，当存在上述厚度差异时，将带来两方面问题：一是同一芯片厚度不均时，较薄区域难以被充分压紧，容易出现漏液；二是芯片批次间厚度不一致时，夹具闭合后夹紧程度不一致，对压力敏感芯片影响显著；尤其对于管道宽高比较大的芯片，夹紧程度过大会造成管道明显形变，改变管道流阻，甚至造成管道堵塞，进而影响实验结果或芯片性能的一致性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术芯片夹具无法适配芯片厚度不均匀情况的不足，提供一种微流控芯片夹具，能够适配芯片厚度不均匀的情况，提高密封的可靠性以及芯片性能的一致性。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、提供一种微流控芯片夹具，包括用于容纳芯片的底座、与所述底座铰接的翻盖；还包括水平调节组件；所述底座上设有用于容纳芯片的容纳槽，在所述容纳槽内设有用于放置芯片的支撑板，所述水平调节组件安装于所述底座，且与所述支撑板连接，用于调节所述支撑板的水平角度。

4、本发明的一种微流控芯片夹具，采用翻盖式的芯片夹具，底座设有容纳槽，在容纳槽内设有支撑板，支撑板水平放置，水平调节组件设置在底座上，且与所述支撑板的底部连接，通过调节水平调节组件，可以调整支撑板的水平倾斜角度；在使用时，芯片放置在支撑板上，将翻盖盖合压紧，翻盖盖合后与支撑板共同夹持芯片，并利用pdms芯片的弹性实现密封；当芯片因生产导致单个芯片厚度不均时，可以通过调整水平调节组件，改变支撑板的倾斜方向和水平角度，以补偿芯片厚度不均造成的局部贴合不良，从而实现适配厚度不均的芯片，提高密封的可靠性。

5、进一步地，所述水平调节组件包括支撑球、若干弹簧以及若干调节螺钉，所述支撑球安装于所述底座，所述支撑球的顶部与所述支撑板的底部抵接；若干所述弹簧间隔设于所述底座和所述支撑板之间，且所述弹簧的两端分别与所述底座和所述支撑板连接；所述调节螺钉与所述底座螺纹连接，所述调节螺钉的顶部与所述支撑板的底部抵接。支撑球用于保持底座与支撑板之间间距恒定，作为角度调节的支撑点；弹簧用于提供限位，避免支撑板发生水平方向的位移；通过旋转不同位置的调节螺钉，从而改变该处位置支撑板相对底座间距，从而改变支撑板的倾斜方向和倾斜角度。

6、进一步地，所述调节螺钉至少设有三个，每个所述调节螺钉周围均至少设有一根所述弹簧，所述弹簧为拉伸状态；所述支撑球和三个所述调节螺钉形成所述支撑板的四个支撑点，且四个支撑点的连线为四边形。每个调节螺钉旁边设置一根弹簧，弹簧始终处于拉伸状态，这样可以使得支撑板始终具有向下的拉力，从而保证支撑板始终与调节螺钉的上端接触。支撑球、和三个调节螺钉处于四边形的四个角处，支撑球作为一个角处的支撑，通过调节三个调节螺钉就能够改变三个角处的高度，从而实现支撑板水平角度和倾斜方向的调节。

7、进一步地，所述支撑板为矩形结构，所述支撑球和三个所述调节螺钉分别位于支撑板的四个角所在位置；所述支撑板的四周与所述容纳槽的内壁之间设有间隙。支撑板与容纳槽内壁之间设置间隙，以便于支撑板倾斜角度的调节。

8、进一步地，在所述底座上设有第一螺纹通孔，所述调节螺钉穿设于所述第一螺纹通孔中，与所述第一螺纹通孔螺纹连接；所述调节螺钉的顶端为球面结构。

9、进一步地，所述支撑板的上表面以及所述翻盖的下表面均为光滑的平面结构。

10、进一步地，所述翻盖的下表面设有压力传感器。翻盖下表面设置薄片式压力传感器，用于检测芯片与翻盖下表面之间的贴合压力；作为优选地，可以在支撑板的至少四个角的位置设置压力传感器，确保每个角的压力保持相等；压力传感器配合水平调节组件的使用，能够更好的适配厚度不均的芯片，确保芯片各个位置保持相同的压力，亦能够保证不同批次芯片性能一致性。

11、进一步地，所述翻盖的下表面设有用于压紧芯片的平台；在所述翻盖上间隔设有多个通孔，所述翻盖上表面在所述通孔位置设有与所述通孔连通的第二螺纹通孔；在所述翻盖下表面的所述平台上沿着所述通孔围设有的环形凸台。平台略微向下凸起，在翻盖盖合时，平台位于容纳槽内，这样能够更好的夹持芯片。第二螺纹通孔用于与外部管道连接，盖合时，通孔与芯片上的孔位置对应，在通孔外围设环形凸台，环形凸台的内径略大于芯片上的孔的内径，这样设置能够更好的与芯片上的孔紧密贴合，实现气密，且为芯片夹具调节提供冗余。

12、进一步地，还包括用于在所述翻盖盖合时锁定所述底座与所述翻盖的锁定组件。

13、进一步地，所述锁定组件包括设于所述翻盖上的限位卡槽、设于所述底座上与所述限位卡槽位置对应的螺纹孔、以及锁定螺栓。沿着翻盖的边沿间隔设置多个限位卡槽，在底座上对应设置多个螺纹孔，盖合翻盖后，锁定螺钉依次穿过限位卡槽和螺纹孔，实现对翻盖和底座的锁定。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、1、本发明的一种微流控芯片夹具，通过设置水平调节组件调节支撑板的水平角度，解决了芯片厚度不均造成的局部贴合不良的问题，使芯片各处受压均匀，降低漏液风险；从而适配厚度不均的芯片，提高了密封可靠性。

16、2、本发明的一种微流控芯片夹具，通过设置压力传感器，能够实时监测芯片与翻盖之间的压力，避免仅依靠卡扣锁紧状态或操作者经验判断夹紧程度，减少人为误差和芯片变形风险。通过压力反馈保证批次间夹紧程度一致，提高实验结果的重复性和可比性；也能够通过压力反馈配合水平调节组件，确保芯片不同位置处的压力相等。