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专利号: 2015100952165
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 生物化学;啤酒;烈性酒;果汁酒;醋;微生物学;酶学;突变或遗传工程
更新日期:2023-11-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种微流控芯片内细胞直线运动的磁珠驱动装置,其下部是底座(6)、上部是沿左右方向布置的微流控流道(1),其特征是:微流控流道()的截面是顶点朝下的倒等腰三角形,底座(6)和微流控流道(1)之间是由多个微磁极布置成前、中、后3列的微磁极阵列,每个微磁极均是由一根磁针(2)、一个电磁铁芯(3)和一个螺旋线圈(4)组成,每个电磁铁芯(3)外部均缠绕一个螺旋线圈(4),每个电磁铁芯(3)的顶部正中间固定连接一根磁针(2)下端,每根磁针(2)上端均向上从倒等腰三角形的顶点插入微流控流道(1)内;插入微流控流道(1)内的所有磁针(2)上端均在同一条从左至右的直线上;底座内封装有单片机、并口接口模块、与微磁极数量相同的多个输出缓冲寄存器和多个驱动模块,单片机经并口接口模块分别连接多个输出缓冲寄存器,每一个输出缓冲寄存器连接一个驱动模块,每一个驱动模块连接一个螺旋线圈(4)。

2.根据权利要求1所述磁珠驱动装置,其特征是:中间一列的所有磁针(2)均是竖直型,左至右沿直线排列;前、后两列的磁针(2)均是曲线型,且在中间一列的相邻两个磁针(2)之间。

3.根据权利要求1所述磁珠驱动装置,其特征是:前、后两列的微磁极和中间一列微磁极交叉排列,所有相邻两个磁针(2)之间的间距相同。

4.一种如权利要求1所述磁珠驱动装置的驱动方法,其特征是:将结合细胞的磁珠缓冲液进入微流控流道(1)内,单片机通过输出缓冲寄存器触发驱动模块工作,使所有的螺旋线圈(4)通电而使微磁极整体显磁性,磁化所有磁针(2)和磁针(2)上端周围的磁珠,磁针(2)邻近的磁珠被吸附,由微流控芯片控制系统操纵缓冲液低频往复流动,使磁珠在直线排列的所有磁针(2)的吸附下实现直线排列。

5.根据权利要求4所述磁珠驱动方法,其特征是:当磁珠直线排列完成后需要清洗流道时,通过微流控系统控制向微流控流道(1)内引入没有磁珠和细胞的缓冲液,被吸附在磁针(2)上的细胞和磁珠结合体依然保持原始位置,而未被吸附的游离的细胞和磁珠结合体被冲洗掉。

6.根据权利要求4所述磁珠驱动方法,其特征是:使靠近目标运动方向的若干个微磁极的螺旋线圈(4)都不通电,其余微磁极的螺旋线圈(4)都通电;针对相邻的没通电和通电这两个微磁极的螺旋线圈(4),先接通其中的没通电的微磁极的螺旋线圈(4)以吸引磁珠,再断开其中的通电的微磁极的螺旋线圈(4)以释放磁珠,被释放的磁珠就会朝目标运动方向运动到新接通的微磁极的磁针(2)上端上;之后,朝着目标运动相反的方向,依次地针对每相邻两个微磁极的螺旋线圈(4),都是先接通没通电的微磁极的螺旋线圈(4),再断开相邻的通电的微磁极的螺旋线圈(4),直至所有的磁珠都沿目标运动方向直线移动到下一个磁针(2)上端上,如此完成第一个工作循环;再针对第一个工作循环结束后的最相邻的没通电和通电这两个微磁极的螺旋线圈(4),以类似于第一个工作循环的方法完成第二个工作循环,直至所有的磁珠均向目标运动方向又向目标运动方向移动到了下一个磁针(2)为此,如此地往复循环工作,直到磁珠到达指定位置,实现磁珠的定向运动控制。

7.根据权利要求6所述磁珠驱动方法,其特征是:在对磁珠的定向运动控制过程中,通过调整相邻的微磁极的螺旋线圈(4)的通电频率以控制磁珠的运动速度。

8.根据权利要求7所述磁珠驱动方法,其特征是:通过调节单片机延时计数器的延时值来控制磁珠运动的速度,延时值越大,磁珠运动速度越慢,延时值越小,磁珠运动速度越快。