【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及微流控芯片，具體涉及一種含有微儲液混合模塊和硫脲在線預還原模塊的微流控芯片。
技術介紹
1、以微機電系統(tǒng)(mems)的微細加工技術為基礎的微流控芯片技術(microfluidics)是一種將生物、化學、醫(yī)學分析過程中的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上的技術，能夠自動完成分析全過程,微混合作為微流控芯片技術(microfluidics)中的一種核心技術，已經成為微量元素的測定和反應合成的關鍵技術，其通過微通道及微柱障礙物等在微米至納米級別的空間內精確操控流體的反應合成，從而實現(xiàn)對微量元素含量的高效、準確測定。
2、近年來，針對微流控芯片的在線聯(lián)用技術研究主要有微混合器件進行高效微混合后以實現(xiàn)后續(xù)的反應檢測。其中對于痕量元素(如硒元素)快速測定方法主要由電化學方法、電子活化法、熒光光度法、電感耦合等離子體質譜法、原子光譜法等。如對于硒元素的快速測定常采用玻璃燒杯作為容器，在第一個玻璃燒杯中加入消解后的含硒樣品、hcl及硫脲后，通過燒杯底部的半導體電子制冷器進行混合反應，將混合反應后的樣品轉入第二個燒杯中，再加入ar和kbh4后超聲混合器進行預還原生成硒化氫氣體。微混合結束后的硒化氫氣體進入氣液分離器以實現(xiàn)硒元素的測定。上述硒元素測定方法存在測定值受干擾嚴重、操作繁瑣和成本較高的問題，因為在進行混合反應還原時，需要兩個玻璃燒杯進行實驗，使用半導體電子制冷器和超聲混合器輔助，這樣使得成本升高、操作難度增大；混合反應后的樣品需要輔助容器進行轉移，轉移過程中存在干擾，干擾測定值的準
3、基于上述存在的問題，以微流控技術為基礎。深入開展微混合芯片上在線聯(lián)用技術的研究對于實現(xiàn)高效痕量元素測定在生物、化學分析等領域的應用具有十分重要的意義。實現(xiàn)微流控芯片——原子熒光在線聯(lián)用一體化集成實現(xiàn)痕量元素(如硒)快速檢測的一個關鍵因素就是如何有效地實現(xiàn)樣品微混合和微反應，這直接關系到后續(xù)痕量元素能否高效檢測。如樣品混合不徹底使得后續(xù)反應不充分無法獲取所需樣品或者所獲樣品量不充足，也無法進行還原反應生成硒化氫氣體。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本專利技術提供一種微流控芯片，解決了現(xiàn)有技術中存在的技術問題。
2、本專利技術提供的一種微流控芯片，包括：進樣模塊、微儲液混合模塊、硫脲在線預還原模塊、半導體制冷模塊和收集模塊，
3、所述進樣模塊通過外部電路驅動注射泵將待混合樣品在注入量可控的情況下注入到微儲液混合模塊中；
4、所述微儲液混合模塊用于消解后含有硒的樣品、硫脲、鹽酸流體、載氣以及載流體的充分微混合后進入硫脲在線預還原模塊；
5、所述硫脲在線預還原模塊采用加熱反應和制冷還原反應生成硒化氫氣體進入微氣液分離芯片；
6、所述半導體制冷模塊設置在硫脲在線預還原模塊的下方，用于對半導體制冷片溫度進行實時控制，實現(xiàn)加熱反應和制冷還原反應；
7、所述收集模塊用于收集得到的硒化氫氣體。
8、可選地，所述進樣模塊包括注射泵、進樣管、電動液閥和第一電動氣閥；
9、所述注射泵用于將消解后含有硒的樣品、硫脲、鹽酸流體、載氣以及載流體注射到進樣管；
10、所述進樣管用于將消解后含有硒的樣品、硫脲、鹽酸流體、載氣以及載流體輸入到微儲液混合模塊；
11、所述電動液閥用于控制消解后含有硒的樣品、硫脲、鹽酸流體流入到微儲液混合模塊的注入量；
12、所述第一電動氣閥用于控制待反應載氣輸入到微儲液混合模塊的注入量；
13、所述進樣管的一端與微儲液混合模塊連接，所述進樣管的另一端連接注射泵，所述電動液閥和第一電動氣閥分別安裝在進樣管上。
14、可選地，微儲液混合模塊從下到上依次設置有玻璃基底層、pdms底層和微儲液混合層，所述微儲液混合層包括相連通的倒三角混合腔層和s形混合通道層；
15、所述倒三角混合腔層用于對消解后含有硒的樣品、硫脲、鹽酸流體的初步微混合；
16、所述s形混合通道層用于對消解后含有硒的樣品、硫脲、鹽酸流體初步微混合后的充分微混合。
17、可選地，所述倒三角混合腔層包括多個圓形入口、倒三角混合腔體和第一障礙物陣列；
18、所述圓形入口通過導流管與倒三角混合腔體連接，所述第一障礙物陣列位于倒三角混合腔體內，所述第一障礙物為6個橢圓形障礙物，排列方式為倒三角陣列排放，從上倒下依次排放個數(shù)為3、2、1個橢圓形障礙物，每個橢圓形障礙物的尺寸相同，每個橢圓形障礙物之間的間距相同。
19、可選地，所述s形混合通道層的s形通道下方設置第二障礙物，所述第二障礙物為21個方形障礙物，每個方形障礙物的尺寸都不相同，所述方形障礙物的排列方式為橫向排放，一共排放三排，每一排排放7個方形障礙物，第一排和第三排方形障礙物之間的間距從左到右依次增加，第二排方形障礙物之間的間距從右到左依次增加。
20、可選地，所述硫脲在線預還原模塊包括從上到下依次設置的玻璃基底層、pdms底層和預還原單元層，所述預還原單元層包括相連通的s型加熱反應區(qū)層和s型還原制冷區(qū)層；
21、所述s型加熱反應區(qū)層將消解后含有硒的樣品、硫脲和鹽酸流體充分微混合后與ch4n2s進行加熱反應生成硒；
22、所述s型還原制冷區(qū)層用于將硒與kbh4進行制冷還原反應得到硒化氫。
23、可選地，所述半導體制冷模塊包括控制單元、檢測電路和半導體制冷片；
24、所述控制單元用于產生控制半導體制冷片溫度的控制信號，所述控制信號包括加熱信號和制冷信號；
25、所述檢測電路用于實時采集半導體制冷片的溫度；
26、所述半導體制冷片根據控制單元的控制信號為硫脲在線預還原模塊進行加熱反應和制冷還原反應提供相應的溫度。
27、可選地，在控制信號為加熱信號時，所述半導體制冷片一端為制冷端，另一端為散熱端，將散熱端設置在s型加熱反應區(qū)層下方，在控制信號為制冷信號時，所述半導體制冷片一端為制冷，另一端為制冷端，將其中一個制冷端設置在s型還原制冷區(qū)層下方。
28、可選地，所述控制單元包括紅外處理控制器、溫度智能控制器、溫度數(shù)據采集控制器、pwm控制器和溫度控制電路，所述檢測電路包括溫度采集電路、adc電路和紅外接收電路；
29、所述紅外接收電路用于接收紅外遙控器發(fā)送的紅外信號，并將紅外信號識別轉換為電信號，將電信號傳輸?shù)郊t外處理控制器；
30、所述紅外處理控制器用于對電信號進行識別得到相應的遙控設置的溫度參數(shù)，并將溫度參數(shù)發(fā)送給溫度智能控制器；
31、所述溫度采集電路用于半導體制冷片的溫度信號，并將溫度信號傳輸?shù)絘dc電路進行模數(shù)轉換得到數(shù)字信號，將數(shù)字信號傳輸?shù)綔囟葦?shù)據采集控制器；
32、所述溫度數(shù)據采集控制器將數(shù)字信號進行處理得到半導體制冷片當前的溫度數(shù)據，并轉發(fā)給溫度智能控制器；本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種微流控芯片，其特征在于，包括：進樣模塊、微儲液混合模塊、硫脲在線預還原模塊、半導體制冷模塊和收集模塊，
2.如權利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述進樣模塊包括注射泵、進樣管、電動液閥和第一電動氣閥；
3.如權利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微儲液混合模塊從下到上依次設置有玻璃基底層、PDMS底層和微儲液混合層，所述微儲液混合層包括相連通的倒三角混合腔層和S形混合通道層；
4.如權利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述倒三角混合腔層包括多個圓形入口、倒三角混合腔體和第一障礙物陣列；
5.如權利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述S形混合通道層的S形通道下方設置第二障礙物，所述第二障礙物為21個方形障礙物，每個方形障礙物的尺寸都不相同，所述方形障礙物的排列方式為橫向排放，一共排放三排，每一排排放7個方形障礙物，第一排和第三排方形障礙物之間的間距從左到右依次增加，第二排方形障礙物之間的間距從右到左依次增加。
6.如權利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述硫脲在線預還原模塊包括從上到下依次設
7.如權利要求6所述的微流控芯片，其特征在于，所述半導體制冷模塊包括控制單元、檢測電路和半導體制冷片；
8.如權利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，在控制信號為加熱信號時，所述半導體制冷片一端為制冷端，另一端為散熱端，將散熱端設置在S型加熱反應區(qū)層下方，在控制信號為制冷信號時，所述半導體制冷片一端為制冷，另一端為制冷端，將其中一個制冷端設置在S型還原制冷區(qū)層下方。
9.如權利要求8所述的微流控芯片，其特征在于，所述控制單元包括紅外處理控制器、溫度智能控制器、溫度數(shù)據采集控制器、PWM控制器和溫度控制電路，所述檢測電路包括溫度采集電路、ADC電路和紅外接收電路；
10.如權利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述收集模塊包括出料管和第二電動氣閥，所述出料管的一端與硫脲在線預還原模塊的出口連接，出料管的另一端與微氣液分離芯片連接，所述第二電動氣閥安裝在出料管上，
...【技術特征摘要】
1.一種微流控芯片，其特征在于，包括：進樣模塊、微儲液混合模塊、硫脲在線預還原模塊、半導體制冷模塊和收集模塊，
2.如權利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述進樣模塊包括注射泵、進樣管、電動液閥和第一電動氣閥；
3.如權利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微儲液混合模塊從下到上依次設置有玻璃基底層、pdms底層和微儲液混合層，所述微儲液混合層包括相連通的倒三角混合腔層和s形混合通道層；
4.如權利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述倒三角混合腔層包括多個圓形入口、倒三角混合腔體和第一障礙物陣列；
5.如權利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述s形混合通道層的s形通道下方設置第二障礙物，所述第二障礙物為21個方形障礙物，每個方形障礙物的尺寸都不相同，所述方形障礙物的排列方式為橫向排放，一共排放三排，每一排排放7個方形障礙物，第一排和第三排方形障礙物之間的間距從左到右依次增加，第二排方形障礙物之間的間距從右到左依次增加。
6.如權利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述硫脲...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：魯羅平，冉運蒸，田相鵬，方芳，劉卓，嚴宗鐐，鐘建偉，沈宇軍，廖紅華，
申請(專利權)人：湖北民族大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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