一种用于提高液滴捕获后极限承受流量的微流控芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种用于提高液滴捕获后极限承受流量的微流控芯片，属于微流控技术领域。该主体固体结构包括主通道、离散相入口、连续相入口、间距调节入口、旁支路通道、圆形捕获腔、双狭窄通道和流体出口。两相流体从连续相和离散相入口进入，并于交汇处生成液滴序列。液滴序列经过间距调节入口得以扩展间距。由于旁支路阻力大于捕获腔致使液滴流入捕获腔，液滴捕获后堵塞双狭窄通道，后续液滴从旁支路流过。被捕获液滴常用于生物监测,如DNA分子性能研究，因此需要调节连续相流速以促进内部对流，缩短反应时间，但当流速超过一定值，液滴会脱离捕获腔。由于双狭窄通道及界面张力的存在，液滴脱离捕获腔时需要克服更强的拉普拉斯力，致使液滴能承受更高的极限流量。

A Microfluidic Chip for Improving the Limit Bearing Flow Rate of Droplet Capture

The invention discloses a microfluidic chip for increasing the ultimate bearing flow rate after droplet capture, belonging to the field of microfluidic technology. The main solid structure includes main channel, discrete phase inlet, continuous phase inlet, spacing adjustment inlet, bypass channel, circular capture chamber, double narrow channel and fluid outlet. Two-phase fluids enter from the entrance of continuous and discrete phases and form droplet sequences at the intersection. Droplet sequence can expand the distance by adjusting the entrance distance. Because the resistance of the bypass is greater than that of the capture chamber, the droplets flow into the capture chamber. After the droplets are captured, the double narrow channels are blocked, and the subsequent droplets flow through the bypass. Captured droplets are often used for biological monitoring, such as DNA molecular properties. Therefore, it is necessary to adjust the continuous phase flow rate to promote internal convection and shorten the reaction time. However, when the flow rate exceeds a certain value, the droplets will escape from the capture chamber. Due to the existence of double narrow channels and interfacial tension, droplets need to overcome stronger Laplacian force when they leave the capture chamber, so that droplets can withstand higher limit flow rate.

【技术实现步骤摘要】
一种用于提高液滴捕获后极限承受流量的微流控芯片
本专利技术涉及一种用于提高液滴捕获后极限承受流量的微流控芯片，属于微流控

技术介绍
微流控技术是一种以分析化学为基础，以微机电加工技术为依托，以微管道网络为结构特征操控阿升至纳升(10-18至10-9L)流体的科学技术。基于液滴的多相微流控技术是其近年来快速发展的最重要分支，在石油开采、食品添加、生物制药、化妆品制备等工业领域发挥着重要作用。单个液滴可被视为独立的微反应器，具有高传热传质效率，能大大减少昂贵试剂的消耗，同时两相界面有效避免交叉污染。在血液检测、单细胞筛选和DNA分析等应用中，离散相液滴生成及发生反应后保持静止或固定在某个位置是进一步监测生化反应的关键。通过对通道几何结构进行设计，使液滴在粘性剪切力作用下进入捕获结构以实现停留液滴的目的。在利用微流控芯片监测被捕获液滴中生化反应时，通常通过提升连续相流速以促进内部物质对流，缩短反应时间。但当流速超过一定临界值，液滴会被挤压出捕获腔，液滴脱离捕获腔现象如图2红色线框所示。为提升液滴脱离捕获腔时的临界连续相流速，需要从液滴停留原理出发对通道几何结构进行改进。专利技术内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提高液滴捕获后极限承受流量的微流控芯片，其特征在于：该微流控芯片包括主体固体结构(1)、连续相入口(2)、离散相入口(3)、主通道(4)、间距调节入口(5)、旁支路通道(6)、圆形捕获腔(7)、双狭窄通道(8)、流体出口(9)及下底板(10)；连续相入口(2)、离散相入口(3)、主通道(4)、间距调节入口(5)、旁支路通道(6)、圆形捕获腔(7)、双狭窄通道(8)、流体出口(9)为主体固体结构(1)上的凹槽或孔洞结构，且各凹槽或孔洞结构为微流控芯片工作时液体流动区域；离散相入口(3)和间距调节入口(5)并联连接在主通道(4)上，主通道(4)的一端为连续相入口(2)，另一端为圆形捕获...

【技术特征摘要】
1.一种用于提高液滴捕获后极限承受流量的微流控芯片，其特征在于：该微流控芯片包括主体固体结构(1)、连续相入口(2)、离散相入口(3)、主通道(4)、间距调节入口(5)、旁支路通道(6)、圆形捕获腔(7)、双狭窄通道(8)、流体出口(9)及下底板(10)；连续相入口(2)、离散相入口(3)、主通道(4)、间距调节入口(5)、旁支路通道(6)、圆形捕获腔(7)、双狭窄通道(8)、流体出口(9)为主体固体结构(1)上的凹槽或孔洞结构，且各凹槽或孔洞结构为微流控芯片工作时液体流动区域；离散相入口(3)和间距调节入口(5)并联连接在主通道(4)上，主通道(4)的一端为连续相入口(2)，另一端为圆形捕获腔(7)；圆形捕获腔(7)的进液口处设有倒U形流道与流体出口(9)连接，圆形捕获腔(7)与流体出口(9)之间通过双狭窄通道(8)连接；所述主体固体结构(1)和下底板(10)通过氧离子上下键合固定，下底板(10)置于主体固体结构(1)底部，以支撑微流控芯片并提供流动空间。2.根据权利要求1所述的一种用于提高液滴捕获后极限承受流量的微流控芯片，其特征在于：双狭窄通道8由两个单独的狭窄通道组成，其一位于液滴中轴，其长度为200μm；另一位于中轴上方50微米...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘赵淼，李梦麒，逄燕，王飓，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11