The invention belongs to the field of microfluidic devices, and discloses a microfluidic mixer rapid co planar coil group based, which includes mixing channel, arranged in a plurality of entrance and exit on opposite sides of the mixing channel, and the axial direction of the mixing channel are arranged in the same plane and a plurality of coil unit among them, a plurality of entrance respectively for import to be mixed with different fluid and magnetic nanoparticles, each coil unit is composed of four coils, these coils are respectively arranged in the mixing channel axis below and a symmetrical arrangement, and used to pass into the same frequency and amplitude but by alternating current phase difference between the four and 90 degrees a coil, which along the direction of continuous mixing channel to produce a rotating magnetic field of magnetic nanoparticles, drive rotation, accelerate the mixing process. By the present invention, tests show that, compared with the prior art, the mixing process can be accelerated significantly, and high quality fluid mixing effects are obtained over longer distances and ranges.
【技术实现步骤摘要】
一种基于共平面线圈组的微流控快速混合器
本专利技术属于微流控设备相关领域,更具体地,涉及一种基于共平面线圈组的微流控快速混合器,其能够沿着混合通道轴向方向形成多个旋转磁场域,并使得流体获得高效、高质和更大范围的混合效果。
技术介绍
微量液体的混合是实现临床生化反应的重要步骤。由于微量元素成分和质量的严格要求,许多定量分析的微型生化分析中的液体需要微升、纳升级的控制,传统的混合方式已经很难达到这种需要,相应地,基于微流控芯片的微混合系统研究作为一个全新领域获得了长足发展。目前对于微流体的混合系统从大体上分主要包括静态型与动态型两种,其中前者依靠液体自身的相互扩散,这种方式需要的反应时间长,难以满足快速混合的要求;后者是通过外力加速微流体的流动,现有的研究包括电磁驱动型、热驱动型、超声波驱动型等,由于其总体上混合速度相对更快,因此近年来关于动态型的实验室研究取得了很大的进展,但并未付诸于实际应用领域中,其重要原因是工艺复杂或者应用领域比较窄。具体而言,例如Liang-HsuanLu等人利用MEMS技术开发出了阵列式的微马达,该微马达可在外部磁力驱动下高速旋转来实现微流体的混合,但其制作工艺复杂,很难实现大范围的推广;Evan采用高温产生的水蒸气在多重循环腔内来回流动,使得流体分子混沌充分混合,但该方式对于在热作用下性质受到影响的液体并不适用,因而其应用范围受到了很大的限制;此外,H.Monnier等人利用声学气穴现象产生紊流,国内ZhenYang的国内人基于聚焦超声波可扰动流场产生小涡旋,从而利用PZT产生振动超声波并聚焦于流场以提高混合效果,然而这类方式同样 ...
【技术保护点】
一种基于共平面线圈组的微流控快速混合器,该微流控快速混合器包括第一入口(6)、第二入口(5)、第三入口(7)、出口(9)、混合通道(8)以及多个线圈组单元,其特征在于:所述第一入口(6)、出口(9)分别设置在所述混合通道(8)的水平两侧,其中该第一入口(6)用于注入磁性纳米粒子,并使其沿着所述混合通道运动直至经由所述出口(8)导出;所述第二入口(5)、第三入口(7)相对于所述第一入口对称设置在其上下两侧,这两个入口分别用于注入待混合的一种流体,两种流体经由支管交汇至所述混合通道,然后沿着此混合通道继续运动直至经由所述出口(8)导出;此外,上述第一入口、第二入口、第三入口、出口和混合通道均被布置处于同一平面p内;所述多个线圈组单元沿着所述混合通道(8)的轴线方向而依次布置且全部处于所述同一平面p内,其中各个线圈组单元均由水平布置在所述混合通道轴线上方的第一线圈(1)和第二线圈(2)、以及同样水平布置在所述混合通道轴线下方的第三线圈(3)和第四线圈(4)组成,并且所述第一线圈(1)与第四线圈(4)之间、所述第二线圈(2)与第三线圈(3)之间各自相对于所述混合通道轴线呈上下对称布置;此外,在 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于共平面线圈组的微流控快速混合器,该微流控快速混合器包括第一入口(6)、第二入口(5)、第三入口(7)、出口(9)、混合通道(8)以及多个线圈组单元,其特征在于:所述第一入口(6)、出口(9)分别设置在所述混合通道(8)的水平两侧,其中该第一入口(6)用于注入磁性纳米粒子,并使其沿着所述混合通道运动直至经由所述出口(8)导出;所述第二入口(5)、第三入口(7)相对于所述第一入口对称设置在其上下两侧,这两个入口分别用于注入待混合的一种流体,两种流体经由支管交汇至所述混合通道,然后沿着此混合通道继续运动直至经由所述出口(8)导出;此外,上述第一入口、第二入口、第三入口、出口和混合通道均被布置处于同一平面p内;所述多个线圈组单元沿着所述混合通道(8)的轴线方向而依次布置且全部处于所述同一平面p内,其中各个线圈组单元均由水平布置在所述混合通道轴线上方的第一线圈(1)和第二线圈(2)、以及同样水平布置在所述混合通道轴线下方的第三线圈(3)和第四线圈(4)组成,并且所述第一线圈(1)与第四线圈(4)之间、所述第二线圈(2)与第三线圈(3)之间各自相对于所述混合通道轴线呈上下对称布置;此外,在执行流体混合操作时,该第一线圈(1)用于通入预定频率和幅值的交流电流,该第二线圈(2)用于通入与所述第一线圈相同频率和幅值且相位超前或滞后90度的交流电流,该第三线圈(3)用于通入与所述第二线圈...
【专利技术属性】
技术研发人员:李千,刘晓军,章明,卢珍,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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