一种微流液滴生成装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种微流液滴生成装置。该装置包括液滴生成芯片、芯片夹具和气压驱动组件，所述芯片夹具用于放置和密封所述液滴生成芯片，所述液滴生成芯片用于生成微流液滴，所述气压驱动组件用于向所述芯片夹具内输出期望的气压，其中所述液滴发生芯片上设有水相存储池、油相存储池和液滴存储池，所述水相存储池的水相样品和所述油相存储池的油相样品在气压驱动下流入所述液滴生成芯片内部的微流管道形成液滴，所生成的液滴进而流入所述液滴存储池进行收集。本发明专利技术的微流液滴生成装置操作简便、成本低廉、性能可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种微流液滴生成装置
本专利技术涉及微流控
，尤其涉及一种微流液滴生成装置。
技术介绍
微液滴技术是在微尺度通道内，利用流动剪切力与表面张力之间的相互作用将连续流体分割成离散的液滴。微液滴形成的基本过程是：将两种互不相溶的液体，以其中一种作为连续相，另一种作为分散相，分散相以微小体积单元的形式分散与连续相中，形成微滴在通道内运动。现有的液滴生成装置通常都是在压力泵的作用下，利用正压，推动连续相和分散相运动，在交叉处形成液滴。这种利用注射泵推动液体运动形成液滴的方法，会由于分别作用于连续相和分散相的注射泵压力的不一致性而导致加载在连续相和分散相的压力不同，从而无法保证形成的液滴的均匀性和一致性。此外，现有的多数微流液滴生成装置或者需要外接气源，并进行复杂的气压和流速调节，或者被限制为单一功能，无法进行扩展。因此，需要对现有技术进行改进，提供操作简便、成本低廉、性能可靠、具备一定扩展功能的微流液滴生成装置，以实现发生油包水的乳化液滴的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种微流液滴生成装置。本专利技术提供一种微流液滴生成装置。该装置包括液滴生成芯片、芯片夹具和气压驱动组件，所述芯片夹具用于放置和密封所述液滴生成芯片，所述液滴生成芯片用于生成微流液滴，所述气压驱动组件用于向所述芯片夹具内输出期望的气压，其中所述液滴发生芯片上设有水相存储池、油相存储池和液滴存储池，所述水相存储池的水相样品和所述油相存储池的油相样品在气压驱动下流入所述液滴生成芯片内部的微流管道形成液滴，所生成的液滴进而流入所述液滴存储池进行收集。在一个实施例中，所述液滴生成芯片整体上为正方形，正方形的一角按斜45度方向设为防呆角，所述芯片夹具的基座设有与所述液滴生成芯片匹配的下沉凹槽。在一个实施例中，所述芯片夹具的上盖和下盖之间通过卡扣方式连接，以密封所述液滴生成芯片，并且所述芯片夹具上设有回缩式凹槽，以取放所述液滴生成芯片。在一个实施例中，在所述液滴发生芯片和所述芯片夹具之间配置垫片，该垫片上设有与所述水相存储池、所述油相存储池和所述液滴存储池相匹配的凹槽。在一个实施例中，所述气压驱动组件包括用于提供气压的气压源、气压缓冲瓶、比例稳压阀门、数模/模数转换模块和芯片夹具切换模块。在一个实施例中，所述气压驱动组件通过夹具切换模块使用二位五通阀门在维持一路输入的情况下对两路输出进行切换。在一个实施例中，所述芯片夹具内设有用于监控所述液滴生成芯片和所述芯片夹具之间密封性的传感器。在一个实施例中，本专利技术的微流液滴生成装置还包括中央控制系统、继电器驱动阵列、电源模块、气压与位置传感器。在一个实施例中，所述芯片夹具采用铝制材料制造，所述液滴生成芯片和所述垫片采用抛弃型耗材制造。在一个实施例中，所述液滴生成芯片通过一体注塑而成。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的液滴生成装置采用气压驱动方式，通过内部气源生成足够大的压缩空气，并经过稳压装置将气压稳定在预设的水平，以便配合液滴生成芯片将所产生的液滴的体积控制在预设的大小。经过稳压装置后，有两组不同大小的气压经过气管进入夹具，并进入储液池推动液体流动，在本专利技术中，从稳压装置到液滴生成芯片储液池的整个气路的体积较小，从而在开气后，液滴生成芯片会在极短时间内达到气压平衡，以保证所产生的液滴的大小始终保持稳定。附图说明以下附图仅对本专利技术作示意性的说明和解释，并不用于限定本专利技术的范围，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的液滴发生芯片的示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的液滴发生芯片夹具的示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的垫片的示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的气压源的示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的气压缓冲瓶的示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的比例稳压阀门的示意图；图7是根据本专利技术一个实施例的数模/模数转换模块的示意图；图8是根据本专利技术一个实施例的夹具切换模块的示意图；图9是根据本专利技术一个实施例的中央控制系统的示意图；图10是根据本专利技术一个实施例的继电器驱动阵列的示意图；图11是根据本专利技术一个实施例的电源模块的示意图；图12是根据本专利技术一个实施例的气压与位置传感器的示意图；图13是根据本专利技术一个实施例的微流液滴生成装置的整体连线示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本文示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。本专利技术实施例提供一种微流液滴生成装置，该装置整体上包括液滴发生芯片组件、气压驱动组件(或称稳定气压动力组件)和电路控制模块，在本专利技术中采用气压驱动方式将所产生的液滴体积控制在预设的大小。在下文中将详细介绍各组件或模块的功能。1)、关于液滴发生组件的实施例液滴发生组件包括液滴发生芯片、用于放置液滴发生芯片的芯片夹具以及垫片，其中液滴发生芯片用于产生微流液滴，芯片夹具用于放置和密封液滴发生芯片，垫片用于保证液滴发生芯片和芯片夹具之间的密封性。图1是液滴发生芯片的示意图，在该实施例中，液滴发生芯片整体上是正方形，例如边长26mm的正方形，其中，有一侧按斜45度方向切掉一个防呆角。并且，液滴发生芯片上设有三个储液池，储液池10用于储存水相样品，储液池20用于储存油相样品，储液池30用于液滴收集。三个储液池通过设置在液滴发生芯片内部的微流管道进行连接。储液池10和储液池20内的液体样品，经过气压驱动组件(将在下文介绍)产生的气压驱动，流入微流管道，并在微流管道内部产生油包水液滴，再最终流入储液池30进行收集。优选地，三个储液池的容积不同，但高度相同，以有利于与芯片夹具配合进行密封。液滴发生芯片可采用抛弃型耗材通过一体注塑而成。图2是芯片夹具的示意图，该芯片夹具与图1的液滴发生芯片匹配，具体包括基座1、卡扣2、凹槽3和防呆角4，其中基座1设有一下沉凹槽，用于放置液滴发生芯片；卡扣2用于确保芯片夹具扣好时，气路与液滴发生芯片间完全密封不漏气；凹槽3设置为回缩式，以便用户单手取放液滴发生芯片；防呆角4的设计，使得液滴发生芯片只能有一种放置方式，以避免事故和样品的浪费。优选地，芯片夹具是铝制材料。在一个优选实施例中，液滴发生组件还包括垫片，参见图3所示，垫片上设有三个凹槽，与液滴发生芯片的三个储液池相匹配，垫片用于密封液滴发生芯片与芯片夹具上盖之间的空隙。垫片与液滴发生芯片一样，可采用抛弃型耗材，例如采用橡胶材质制造。2)、关于气压驱动组件的实施例气压驱动组件用于在液滴生成过程中提供期望的气压，以控制液滴生成的稳定性和均一性。例如，气压驱动组件包括气压源、气压缓冲瓶、稳压阀门、数模/模数转换模块和夹具切换模块。图4是气压源的示意图，该气压源采用隔膜压缩泵，功耗低，寿命长，噪音小。优选地，在气压源入口处还设有过滤装置。气压源例如可采用Thomas气泵或Parker气泵等。图5是气压缓冲瓶的示意图，气压缓冲瓶的目的是让高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流液滴生成装置，其特征在于，包括液滴生成芯片、芯片夹具和气压驱动组件，所述芯片夹具用于放置和密封所述液滴生成芯片，所述液滴生成芯片用于生成微流液滴，所述气压驱动组件用于向所述芯片夹具内输出期望的气压，其中所述液滴发生芯片上设有水相存储池、油相存储池和液滴存储池，所述水相存储池的水相样品和所述油相存储池的油相样品在气压驱动下流入所述液滴生成芯片内部的微流管道形成液滴，所生成的液滴进而流入所述液滴存储池进行收集。

【技术特征摘要】
1.一种微流液滴生成装置，其特征在于，包括液滴生成芯片、芯片夹具和气压驱动组件，所述芯片夹具用于放置和密封所述液滴生成芯片，所述液滴生成芯片用于生成微流液滴，所述气压驱动组件用于向所述芯片夹具内输出期望的气压，其中所述液滴发生芯片上设有水相存储池、油相存储池和液滴存储池，所述水相存储池的水相样品和所述油相存储池的油相样品在气压驱动下流入所述液滴生成芯片内部的微流管道形成液滴，所生成的液滴进而流入所述液滴存储池进行收集。2.根据权利要求1所述的微流液滴生成装置，其特征在于，所述液滴生成芯片整体上为正方形，正方形的一角按斜45度方向设为防呆角，所述芯片夹具的基座设有与所述液滴生成芯片匹配的下沉凹槽。3.根据权利要求1所述的微流液滴生成装置，其特征在于，所述芯片夹具的上盖和下盖之间通过卡扣方式连接，以密封所述液滴生成芯片，并且所述芯片夹具上设有回缩式凹槽，以取放所述液滴生成芯片。4.根据权利要求1所述的微流液滴生成装置，其特征在于，在所述液滴发生芯片和所述芯片夹具之间配置垫片，该垫片上设有与所述水相存储池、所述油相存储池和所述液滴存储池相匹配...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳，门涌帆，潘挺睿，舒伟良，吴碧珠，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44