一种用于微液滴生成的吸头装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于均一微液滴生成的吸头装置，包括用于储存液体的锥形吸头主体、直插式连接口以及设于吸头主体下部的用于吸液的毛细针管，直插式连接口设于锥形吸头主体内上部，毛细针管的一端与锥形吸头主体底端出口连接并固定，毛线针管的另一端具有出口部，毛细针管为弯折结构，毛细针管靠近出口部的部分经曲面抛光处理或疏水化处理。由于吸头的毛细针管前端具有的弯折结构，以及毛细针管前端的曲面抛光或疏水化处理，使得毛细针管用于微液滴制备时，流体剪切力增强、吸附力减弱，实现了大小均一、体积可控的微液滴的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种用于微液滴生成的吸头装置
本技术涉及微流控技术、微尺度材料制备、微反应器以及微分析
，具体而言，涉及一种用于均一微液滴生成的吸头装置。
技术介绍
微液滴在各领域应用广泛，基于微液滴的微流控技术在单细胞分析、数字PCR、蛋白质结晶和高通量反应筛选、单细胞功能分选等领域得到了快速的发展与应用。微液滴的生成是利用互不相溶的两相生成乳化的微液滴，微液滴相被称为分散相，包裹微液滴的相被称为连续相。微液滴生成后可以对其进行分裂、融合、混合、稀释、收集和分选等操作。因此对于微液滴的形状，大小以及单分散性的控制是很重要的。现有技术中，微液滴生成技术主要分为三种。一种是利用微流控芯片生成微液滴，其原理是基于分散相和连续相在微通道中交汇时的界面失稳。根据其驱动力(如重力，离心力，推动力)的不同，其装置的复杂度和操作的繁琐度不同，因此需要熟练的操作人员才可以制作和操作。第二种是靠特殊装置喷射微量液体形成微液滴，如采用压电陶瓷、热激膨胀、高压电喷等特殊的喷射或微液滴激发方式，但是这种方式对微液滴体积的精确调控比较困难，且在一定程度下会损坏生物样品。我们前期公开了第三种微液滴生成技术，通过微管道在连续相中注射微量液体时，使微管道的出口在连续相的气液界面上下振动，利用相界面表面张力的切割作用生成大小均一的微液滴(基于微管道的液滴的生成方法，杜文斌等。中国专利，授权号：ZL201410655191.5)。这种方式生成的微液滴大小可控且微液滴均一性较好，不足的是液滴生成时，需要对微管道和连续相液面的相对距离进行精确控制。这在阵列多通道生成时，由于微管道长度的公差，将导致很难保持多通道液滴生成的一致性。在这一专利中，我们同时测试了微管道在所述液面下垂直振动生成液滴的效果，证明无法生成均一的液滴。在我们前期公开的另外一项专利中(基于微液滴的数字核酸扩增定量分析方法及系统，杜文斌等。中国专利，授权号：ZL20140655309.4)，披露了水平振动插入连续相液面下的微管道生成大小均一微液滴的可行性。但是与在液面上下振动相比，在液面下水平振动生成的大小均一和体积的可控性要差于在气液界面上下振动的方法。在一些情况下，微管道左右振动所受到的连续相的粘滞力较大，当微管道插入液面的深度发生改变时，粘滞力的变化会导致微管道振动振幅的变化，进而导致液滴大小及均一性变差。
技术实现思路
本技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种微液滴大小可控的用于微液滴生成的吸头装置。本技术的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种容易更换和批量使用的用于微液滴生成的吸头装置。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：根据本技术的一个方面，提供一种用于微液滴生成的吸头装置，包括用于储存液体的锥形吸头主体、直插式连接口以及设于所述吸头主体下部的用于吸液的毛细针管，所述直插式连接口设于所述锥形吸头主体内上部，所述毛细针管的一端与所述锥形吸头主体底端出口连接并固定，所述毛线针管的另一端具有出口部，其特征在于，所述毛细针管为弯折结构，所述毛细针管靠近所述出口部的部分经曲面抛光处理或疏水化处理。根据本技术的其中一个实施方式，所述吸头主体的储液体积范围是5μL到5mL。根据本技术的其中一个实施方式，所述吸头主体为可塑性材料，所述可塑性材料为聚乙烯、聚丙烯或聚乳酸。根据本技术的其中一个实施方式，所述毛细针管具有弯折点，所述毛细针管的开口处距离所述弯折点的距离范围为0.5-5mm，所述弯折结构与竖直方向的夹角为10°-90°。根据本技术的其中一个实施方式，所述毛细针管为管状刚性材料，所述刚性材料为铁、钢、铝合金、铜、塑料、石英或玻璃。根据本技术的其中一个实施方式，所述衔接部分为倒锥形中空结构，毛细针管在加工过程中采用吸头主体无缝接合。根据本技术的其中一个实施方式，所述衔接部分为倒锥形中空结构，利用填充的胶黏材料使毛细针管固定，所述胶黏材料为环氧树脂胶或紫外固化胶。由上述技术方案可知，本技术提出的用于微液滴生成的吸头装置的优点和积极效果在于：通过采用“吸头包括直插式连接口，锥形内腔的吸头主体，以及吸头主体下部的弯折毛细针管；所述毛细针管的一端固定于所述吸头主体下出口上，所述毛细针管顶端为弯折结构，与吸头主体成一定角度；所述毛细针管顶端低于所述吸头主体的底端并在所述毛细针管靠近出口部分进行曲面抛光或疏水化处理”的设计，使得微液滴生成时，弯折和抛光结构或疏水化处理减小了毛细针管的附着力，增强了流体剪切力，实现了大小均一、体积可控的微液滴的高效制备，并尤其适用于阵列化高通量液滴制备。附图说明通过结合附图考虑以下对本技术的优选实施方式的详细说明，本技术的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本技术的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1是根据一示例性实施方式示出的一种用于微液滴生成的吸头装置示意图。图2为图1中A部分的放大图，表示本技术吸头装置的毛细针管的结构示意图。图3为图2中B部分的放大图，表示本技术吸头装置的毛细针管结构开口处曲面抛光处理的结构示意图。图4为一实施例中吸头装置的吸头主体内部结构示意图。图5为图4中C部分的放大图，表示本技术吸头装置吸头主体结构的剖面放大图。图6为一实施例中吸头装置腔体结构和毛细针管结构连接处的结构示意图。图7为图6中D部分的放大图，表示本技术吸头装置腔体结构和毛细针管结构连接处的剖面放大图。图8A-8D为本技术实施例1提供的本技术的吸头装置生成微液滴的操作步骤示意图。图9为本技术实施例1中提供的本技术的吸头装置在垂直方向振动的示意图。图10为本技术实施例4生成的微液滴半径与第一液相流速的关系图。虚线为液滴生成频率等于振动频率时，生成液滴的半径与流速的线性相关性。图11为本技术对比例1中提供的本技术的吸头装置在流速和振动参数不变的情况下，生成微液滴半径随毛细针管弯折角度变化的曲线图。横虚线所示的62.0μm为液滴生成频率等于振动频率时生成的液滴体积(1nL)。图12为本技术对比例2中提供的本技术的吸头装置非弯折毛细针管结构及采用的垂直或水平方向振动方式示意图。图13为本技术对比例3和对比例4所生成的液滴半径的箱图统计结果。横虚线所示的62.0μm为液滴生成频率等于振动频率时生成的液滴体积(1nL)。其中，附图标记说明如下：100吸头装置；110吸头主体；120毛细针管；121出口部；130衔接部分；131胶黏材料；140第一液体；150第二液体；160微液滴；170金属插管；180直插式连接口190盛有第一液体的开口容器。具体实施方式体现本技术特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本技术的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本技术。在对本技术的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本技术的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本技术的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微液滴生成的吸头装置，包括用于储存液体的锥形吸头主体、直插式连接口以及设于所述吸头主体下部的用于吸液的毛细针管，所述直插式连接口设于所述锥形吸头主体内上部，所述毛细针管的一端与所述锥形吸头主体底端出口连接并固定，所述毛细针管的另一端具有出口部，其特征在于，所述毛细针管为弯折结构，所述毛细针管靠近所述出口部的部分经曲面抛光处理或疏水化处理。

【技术特征摘要】
1.一种用于微液滴生成的吸头装置，包括用于储存液体的锥形吸头主体、直插式连接口以及设于所述吸头主体下部的用于吸液的毛细针管，所述直插式连接口设于所述锥形吸头主体内上部，所述毛细针管的一端与所述锥形吸头主体底端出口连接并固定，所述毛细针管的另一端具有出口部，其特征在于，所述毛细针管为弯折结构，所述毛细针管靠近所述出口部的部分经曲面抛光处理或疏水化处理。2.如权利要求1所述的用于微液滴生成的吸头装置，其特征在于，所述吸头主体的储液体积范围是5微升到5毫升。3.如权利要求2所述的用于微液滴生成的吸头装置，其特征在于，所述吸头主体为可塑性材料，所述可塑性材料为聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚乳酸。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文斌，陶艺，李埰明，王政，郑蒙，兰英，
申请(专利权)人：杭州科耀医药科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33