The invention discloses a microfluidic reaction device and method based on thermal drive, belonging to the field of microfluidic chip technology and organic synthesis. The device comprises a microfluidic reaction chip, in which a microchannel is arranged, and the two ends of the microchannel are respectively provided with a channel entrance and a channel outlet; the channel entrance and the channel outlet are provided with a blocking device for closing the channel; the microchannel includes the first, second and third pipe segments connected sequentially; The inner pipe wall is provided with a perturbation section for disturbing the flow of liquid through the pipe section; at least one section of the first pipe section and the third pipe section is provided with a temperature control device for regulating the temperature of the fluid in the pipe section. The invention has the advantages of simple structure and convenient operation, can realize the heating and pressurizing reaction of the fluid in the microchannel of the chip under the closed condition, and realize the high efficiency mixing, thus achieving the stirring effect of the magnetic stirrer in the conventional organic reaction.
【技术实现步骤摘要】
一种基于热驱动的微流控反应装置及方法
本专利技术属于微流控芯片领域,具体涉及一种基于热驱动的微流控反应装置及方法。
技术介绍
微流控技术起源于一种调节微流体通道中流体的技术,这项技术在生物化学工程中有着广泛的应用。微流控技术的出现,促进了有机化学、材料科学和生物医学等相关领域的发展,开辟了得到理想产品的新途径,同时在分子水平上为深入研究机理提供了可能性。在微流控芯片中进行化学反应,提高了反应的可控性、安全性以及选择性,使用的试剂量小、反应快速、占地面积小。其中,主要的两大优势是:(ⅰ)能在短的时间/空间尺度内进行混合和传热/传质;(ⅱ)可以精确控制到nm和pL水平。这些优点主要来源于热和质量的传递与尺寸有关。流体体积小使得雷诺数低,流体越来越受粘度而不是惯性的影响。此外,通道内表面积与体积的比例大,确保了整个反应器的热均匀性以及装置和所含流体之间的高传热性。为解决微流控加温加压反应系统的在线混合问题,常见的基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料的微流控芯片系统采用主动的微泵阀实现在线混合,但是微泵阀的材料需要是弹性有机材料,所以基本上在强酸强碱、有机溶剂等常见有机反应体系中受到很大限制。合成过程通常包括多步反应,而这些多步反应可以通过微反应器快速连续地完成,从而简化了整个反应并提高了合成效率。在微流控芯片中进行多步合成,需要按正确的顺序引入试剂,协调好每个反应,尤其需要尽可能缩短在合成期间流体的停留/混合时间。同时,在合成过程中经常涉及加热反应。在常规反应器中,可以通过恒温磁力加热搅拌器和搅拌磁子的配合使用,实现反应液的加热搅拌功能。而在微流控芯片中,由于通道 ...
【技术保护点】
1.一种基于热驱动的微流控反应装置,其特征在于,包括微流控反应芯片(1),所述的微流控反应芯片(1)中设有微通道,且微通道的两端分别设有通道入口和通道出口;所述通道入口和通道出口处设有用于对通道进行封闭的闭锁装置;所述微通道中包含顺次连接的第一管段、第二管段和第三管段;所述的第二管段的内管壁上具有用于对流经该管段的液体产生扰流的扰动部;所述第一管段和第三管段中至少一段上设有用于调节该管段内流体温度的温控装置。
【技术特征摘要】
1.一种基于热驱动的微流控反应装置,其特征在于,包括微流控反应芯片(1),所述的微流控反应芯片(1)中设有微通道,且微通道的两端分别设有通道入口和通道出口;所述通道入口和通道出口处设有用于对通道进行封闭的闭锁装置;所述微通道中包含顺次连接的第一管段、第二管段和第三管段;所述的第二管段的内管壁上具有用于对流经该管段的液体产生扰流的扰动部;所述第一管段和第三管段中至少一段上设有用于调节该管段内流体温度的温控装置。2.如权利要求1所述的基于热驱动的微流控反应装置,其特征在于,所述的闭锁装置为两个阀门,其中第一阀门(5)设置于与所述通道入口相连的入口管道上,第二阀门(6)设置于与所述通道出口相连的出口管道上。3.如权利要求1所述的基于热驱动的微流控反应装置,其特征在于,所述第一管段和第三管段上均设有所述的温控装置。4.如权利要求1~3任一所述的基于热驱动的微流控反应装置,其特征在于,所述的第二管段上也设有用于调节该管段内液体温度的温控装置。5.如权利要求1所述的基于热驱动的微流控反应装置,其特征在于,所述的温控装置具有多个时,不同温控装置的温度均独立控制。6.如权利要求1所述的基于热驱动的微流控反应装置,其特征在于,所述的温控装置设置于微流控反应芯片(1)的底部;优选的,所述的温控装...
【专利技术属性】
技术研发人员:潘建章,方群,张宏,田梅,徐光明,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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