本实用新型涉及微流控生物芯片技术领域，尤其涉及一种可动仿生微流控生物芯片装置。
背景技术：
微流控生物芯片具有效率高、消耗少和体积小等特点，主要应用于及时诊断、组织模拟和细胞分析等领域。
现有微流控生物芯片结构不具备运动功能，难以模拟运动情况下的细胞组织，不利于完成药物筛选和疾病机理研究模型的构建。
技术实现要素：
针对上述存在的微流控生物芯片难以模拟运动情况下的细胞组织的技术问题，本实用新型提供了一种可动仿生微流控生物芯片装置，能够模拟肌肉的收缩与舒张，可用于组织运动情况下的药物筛选和疾病机理研究模型构建，具有操作方便和成本低廉的优点。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的具体方案如下：
一种可动仿生微流控生物芯片装置，所述装置包括安装底板、驱动模块、夹具模块和微流控生物芯片；
所述夹具模块包括第一夹具单元和第二夹具单元，所述第一夹具单元和所述第二夹具单元位于所述安装底板上，所述微流控生物芯片的一端连接所述第一夹具单元，微流控生物芯片的另一端连接所述第二夹具单元；
所述第一夹具单元、第二夹具单元连接所述驱动模块。
可选的，所述微流控生物芯片上设置有流道区域，所述流道区域上形成有多条流道，该微流控生物芯片采用3d打印技术，由cad模型直接制作，能够制造复杂的流道结构，使微流控生物芯片具有复杂的三维流道结构，能够更好的模拟细胞在生物体内的环境，最大程度的保留细胞原有性状。
可选的，所述第一夹具单元包括第一安装块和设于第一安装块上端的第一压紧块；所述第一安装块的上端中部设有第一安装槽；
所述第二夹具单元包括第二安装块和设于第二安装块上端的第二压紧块；所述第二安装块的上端中部设有第二安装槽；
所述微流控生物芯片的两端分别设于第一安装槽和第二安装槽中；
所述微流控生物芯片的两端分别设有第一定位孔和第二定位孔；
所述第一压紧块上设有与第一定位孔对应的第一连接孔；所述第二压紧块上设有与第二定位孔对应的第二连接孔；
所述第一定位孔和第一连接孔之间贯穿有第一定位螺丝，所述第二定位孔和第二连接孔之间贯穿有第二定位螺丝；
将微流控生物芯片的两端分别设于第一安装槽和第二安装槽，并由第一压紧块和第二压紧块进行压紧，再通过第一定位孔、第一连接孔与第一定位螺丝的配合，以及通过第二定位孔、第二连接孔与第二定位螺丝的配合，对微流控生物芯片的位置进行固定，以防止在模拟肌肉收缩与舒张的过程中发生位移的现象。
可选的，所述第一安装槽上设有第一硅胶垫片，所述第二安装槽上设有第二硅胶垫片，第一硅胶垫片和第二硅胶垫片为软弹硅胶材质，具有良好的抗挤压性能，能够保证微流控生物芯片固定过程不被挤压损坏，并能有效减少驱动模块的震动。
可选的，所述安装底板上设有滑轨；
所述第一安装块的底部设置有与滑轨相对应的第一滑槽；
所述第二安装块的底部设置有与滑轨相对应的第二滑槽，通过滑轨、第一滑槽和第二滑槽的配合，使得微流控生物芯片能够发生稳定的位移。
可选的，所述滑轨的截面为倒梯形，提高第一滑槽、第二滑槽与滑轨之间的连接和安装稳定性。
可选的，所述驱动模块包括直线步进电机和与直线步进电机连接的丝杆，提高对第一夹具单元和第二夹具单元的移动控制精度。
可选的，所述微流控生物芯片由pdms材料制成，使得微流控生物芯片能够在弹性极限内受力形变。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种可动仿生微流控生物芯片装置，通过微流控生物芯片配合第一夹具模块、第二夹具模块和驱动模块，能够模拟肌肉的收缩与舒张，可用于组织运动情况下的药物筛选和疾病机理研究模型构建，具有操作方便和成本低廉的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例中提供的一种可动仿生微流控生物芯片装置的整体结构示意图。
图2为本实用新型实施例中提供的微流控生物芯片的结构示意图。
其中，1为安装底板；11为滑轨；2为驱动模块；21为直线步进电机；22为丝杆；3为夹具模块；31为第一夹具单元；311为第一安装块；312为第一压紧块；32为第二夹具单元；321为第二安装块；322为第二压紧块；4为微流控生物芯片；41为流道区域；42为第一定位孔；43为第二定位孔；5为第一定位螺丝；6为第二定位螺丝；7为第一硅胶垫片；8为第二硅胶垫片。
具体实施方式
为了详细说明本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
例如，一种可动仿生微流控生物芯片装置，所述装置包括安装底板、驱动模块、夹具模块和微流控生物芯片；所述夹具模块包括第一夹具单元和第二夹具单元，所述第一夹具单元和所述第二夹具单元位于所述安装底板上，所述微流控生物芯片的一端连接所述第一夹具单元，微流控生物芯片的另一端连接所述第二夹具单元；所述第一夹具单元、第二夹具单元连接所述驱动模块。
本实施例提供的一种可动仿生微流控生物芯片装置，通过微流控生物芯片配合第一夹具模块、第二夹具模块和驱动模块，能够模拟肌肉的收缩与舒张，可用于组织运动情况下的药物筛选和疾病机理研究模型构建，具有操作方便和成本低廉的优点。
请参照图1和图2，图1示出的是一种可动仿生微流控生物芯片装置的整体结构示意图；图2示出的是微流控生物芯片的结构示意图。
如图1和图2所示，该可动仿生微流控生物芯片装置，包括安装底板、驱动模块、夹具模块和微流控生物芯片。
其中，安装底板用于夹具模块的安装，夹具模块包括第一夹具单元和第二夹具单元，第一夹具单元和第二夹具单元位于安装底板上，并与驱动模块连接，第一夹具单元和第二夹具单元在驱动模块的控制下进行移动或定位。微流控生物芯片的毛细管中封装有肌成纤维细胞，微流控生物芯片的一端与第一夹具单元连接，其另一端与第二夹具单元连接，即通过第一夹具单元和第二夹具单元完成对微流控生物芯片的定位，并通过驱动模块控制第一夹具单元和第二夹具单元的运动来带动微流控生物芯片的收缩与舒张，以实现模拟肌肉的收缩与舒张，可用于组织运动情况下的药物筛选和疾病机理研究模型构建，具有操作方便和成本低廉的优点。
需要说明的是，关于驱动模块对第一夹具单元和第二夹具单元的控制，可以通过实际需求进行设置，如，控制第一夹具单元的位置不动，仅由第二夹具单元发生位移；或是控制第二夹具单元的位置不动，仅由第一夹具单元发生位移；抑或是同时控制第一夹具单元和第二夹具单元发生位移。
在一些实施例中，微流控生物芯片上设置有流道区域，所述流道区域上形成有多条流道，流道结构包括但不限于正十二面体等晶格结构，可以极大的增加流道的内表面积，比表面积可达普通管道状流道的数十倍，可以使更多细胞的附着生长。
该微流控生物芯片采用3d打印技术，由cad模型直接制作，能够制造复杂的流道结构，使微流控生物芯片具有复杂的三维流道结构，能够更好的模拟细胞在生物体内的环境，最大程度的保留细胞原有性状。
传统的微流控生物芯片的制作工序繁多，需要先制作模具或掩模再加工微流控生物芯片，且受限于工艺原理，传统的加工方法无法加工复杂的内部流道，并且传统的微流控生物芯片不具备运动功能，难以模拟运动情况下的细胞组织。
本示例中的微流控生物芯片采用3d打印技术，通过打印聚二甲基硅氧烷制造具有物质扩散功能并且结构稳定的微流控生物芯片。
通过利用3d打印装置，首先在成型面上，通过上升一层供料组件和下降一层成型组件来完成聚二甲基硅氧烷材料的铺设，由刮刀刮平后，待材料液面平静，光机曝光完成单一材料的固化，随后保持整个打印装置不变，将供料组件中的自动移液器移动到设定位置定量的加入含有生物细胞的聚乙二醇二丙烯酸酯水凝胶，刮刀继续完成一个往返的刮平，光机再次曝光，完成固化。至此，一个包含多种材料的平面固化完成，以此循环，便可完成细胞组织与芯片结构的整体成型，获得微流控生物芯片。
微流控生物芯片由pdms材料制成，即聚二甲基硅氧烷材料制成，使得微流控生物芯片能够在弹性极限内受力形变，当然也可以采用具有弹性的光敏树脂和橡胶等。
在一些实施例中，所述第一夹具单元包括第一安装块和设于第一安装块上端的第一压紧块；所述第一安装块的上端中部设有第一安装槽；
所述第二夹具单元包括第二安装块和设于第二安装块上端的第二压紧块；所述第二安装块的上端中部设有第二安装槽；
所述微流控生物芯片的两端分别设于第一安装槽和第二安装槽中；
所述微流控生物芯片的两端分别设有第一定位孔和第二定位孔；
所述第一压紧块上设有与第一定位孔对应的第一连接孔；所述第二压紧块上设有与第二定位孔对应的第二连接孔；
所述第一定位孔和第一连接孔之间贯穿有第一定位螺丝，所述第二定位孔和第二连接孔之间贯穿有第二定位螺丝；
将微流控生物芯片的两端分别设于第一安装槽和第二安装槽，并由第一压紧块和第二压紧块进行压紧，再通过第一定位孔、第一连接孔与第一定位螺丝的配合，以及通过第二定位孔、第二连接孔与第二定位螺丝的配合，对微流控生物芯片的位置进行固定，以防止在模拟肌肉收缩与舒张的过程中发生位移的现象。
在该示例中，微流控生物芯片为矩形状，第一安装槽和第二安装槽为矩形槽，并且微流控生物芯片的两端大小分别与第一安装槽、第二安装槽的大小相匹配，使得微流控生物芯片能够稳固的安装在第一安装槽和第二安装槽中，并借由驱动模块对第一夹具单元和第二夹具单元的控制，进而带动对微流控生物芯片的收缩或舒张。
此外，由于微流控生物芯片为可拆卸安装，因此，可以根据不同的生物检测需求，对微流控生物芯片进行拆卸替换。
需要说明的是，本示例并不对微流控生物芯片的形状进行具体的限制，可以根据实际需求进行调整。
在一些实施例中，所述第一安装槽上设有第一硅胶垫片，所述第二安装槽上设有第二硅胶垫片，第一硅胶垫片和第二硅胶垫片为软弹硅胶材质，具有良好的抗挤压性能，能够保证微流控生物芯片固定过程不被挤压损坏，并能有效减少驱动模块的震动。
在一些实施例中，所述安装底板上设有滑轨；所述第一安装块的底部设置有与滑轨相对应的第一滑槽；所述第二安装块的底部设置有与滑轨相对应的第二滑槽，通过滑轨、第一滑槽和第二滑槽的配合，使得微流控生物芯片能够发生稳定的位移。
具体的，所述滑轨的截面为倒梯形，第一滑槽和第二滑槽的截面同为倒梯形，倒梯形结构能够提高第一滑槽、第二滑槽与滑轨之间的连接和安装稳定性。
在一些实施例中，所述驱动模块包括直线步进电机和与直线步进电机连接的丝杆，通过直线步进电机带动丝杠，对第一夹具单元和第二夹具单元的移动进行精确的控制。
可以理解的，上述实施例中各个部件之间的不同实施方式可以进行组合实施，实施例仅仅只是为了说明特定结构的可实施方式，并不是作为方案实施的限定。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
1.一种可动仿生微流控生物芯片装置，其特征在于，所述装置包括安装底板(1)、驱动模块(2)、夹具模块(3)和微流控生物芯片(4)；
所述夹具模块(3)包括第一夹具单元(31)和第二夹具单元(32)，所述第一夹具单元(31)和所述第二夹具单元(32)位于所述安装底板(1)上，所述微流控生物芯片(4)的一端连接所述第一夹具单元(31)，微流控生物芯片(4)的另一端连接所述第二夹具单元(32)；
所述第一夹具单元(31)、第二夹具单元(32)连接所述驱动模块(2)。
2.根据权利要求1所述的可动仿生微流控生物芯片装置，其特征在于，所述微流控生物芯片(4)上设置有流道区域(41)，所述流道区域(41)上形成有多条流道。
3.根据权利要求1所述的可动仿生微流控生物芯片装置，其特征在于，所述第一夹具单元(31)包括第一安装块(311)和设于第一安装块(311)上端的第一压紧块(312)；所述第一安装块(311)的上端中部设有第一安装槽；
所述第二夹具单元(32)包括第二安装块(321)和设于第二安装块(321)上端的第二压紧块(322)；所述第二安装块(321)的上端中部设有第二安装槽；
所述微流控生物芯片(4)的两端分别设于第一安装槽和第二安装槽中；
所述微流控生物芯片(4)的两端分别设有第一定位孔(42)和第二定位孔(43)；
所述第一压紧块(312)上设有与第一定位孔(42)对应的第一连接孔；所述第二压紧块(322)上设有与第二定位孔(43)对应的第二连接孔；
所述第一定位孔(42)和第一连接孔之间贯穿有第一定位螺丝(5)，所述第二定位孔(43)和第二连接孔之间贯穿有第二定位螺丝(6)。
4.根据权利要求3所述的可动仿生微流控生物芯片装置，其特征在于，所述第一安装槽上设有第一硅胶垫片(7)，所述第二安装槽上设有第二硅胶垫片(8)。
5.根据权利要求3所述的可动仿生微流控生物芯片装置，其特征在于，所述安装底板(1)上设有滑轨(11)；
所述第一安装块(311)的底部设置有与滑轨(11)相对应的第一滑槽；
所述第二安装块(321)的底部设置有与滑轨(11)相对应的第二滑槽。
6.根据权利要求5所述的可动仿生微流控生物芯片装置，其特征在于，所述滑轨(11)的截面为倒梯形。
7.根据权利要求1所述的可动仿生微流控生物芯片装置，其特征在于，所述驱动模块(2)包括直线步进电机(21)和与直线步进电机(21)连接的丝杆(22)。
8.根据权利要求1所述的可动仿生微流控生物芯片装置，其特征在于，所述微流控生物芯片(4)由pdms材料制成。
技术总结