微滴制备系统、微流控芯片及其设计方法技术方案

本发明专利技术涉及一种微滴制备系统、微流控芯片及其设计方法，微流控芯片包括芯片板。芯片板上设有连续相孔、离散相孔、微滴出液孔、第一流道及第二流道。连续相孔通过第一流道与第二流道的中部部位相连通。离散相孔通过第二流道与微滴出液孔相连通。第一流道设有第一迂回通道段，第二流道上与离散相孔相连的一端至第二流道的中部部位设有第二迂回通道段。一方面，第一迂回通道段有利于连续相流体充分均匀混匀，并能起到稳流作用，第二迂回通道段也有利于离散相流体充分均匀混匀，并起到稳流作用；另一方面，能实现控制便可控制两相接触时的剪应力，保证分散相流体进入微流道后，在连续相流体的剪应力作用下，在交叉口处可稳定生成大小均一的微滴。

【技术实现步骤摘要】
微滴制备系统、微流控芯片及其设计方法
本专利技术涉及微滴制备
，特别是涉及微滴制备系统、微流控芯片及其设计方法。
技术介绍
传统地，液滴微流控是把不相溶的液体注入到微流控芯片、以极快的速度生成满足各种尺寸要求、均匀的液滴的技术，把生物、化学、医学等分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程的技术。宏观样品可以在数以万计的微流控芯片(单个微滴体积在纳声到皮升级别)中进行各种化学物理反应。通过对这些液滴测量和分析，可以大大提高样品检测分析的精度和灵敏度。然而，传统的微流控芯片生成液滴的稳定性较差。
技术实现思路
基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种微滴制备系统、微流控芯片及其设计方法，它能够提高生成液滴的稳定性，有利于实现生成大小均一的液滴。其技术方案如下：一种微流控芯片，所述微流控芯片包括：芯片板，所述芯片板上设有连续相孔、离散相孔、微滴出液孔、第一流道及第二流道，所述连续相孔通过所述第一流道与所述第二流道的中部部位相连通，所述离散相孔通过所述第二流道与所述微滴出液孔相连通，所述第一流道设有第一迂回通道段，所述第二流道上与所述离散相孔相连的一端至第二流道的中部部位设有第二迂回通道段。上述的微流控芯片，一方面，由于第一流道设有第一迂回通道段，第一迂回通道段有利于连续相流体充分均匀混匀，并能起到稳流作用，同样地，第二迂回通道段也有利于离散相流体充分均匀混匀，并能起到稳流作用；另一方面，可以在不增大芯片板的体积尺寸情况下，改变第一迂回通道段的形状时，便能调整连续相孔到第一流道与第二流道的交叉口处的路径长度，以及改变第二迂回通道段的形状时，便能调整离散相孔到交叉口处的路径长度，通过控制连续相孔到交叉口处的路径长度，以及离散相孔到交叉口处的路径长度便能实现控制便可控制两相接触时的剪应力，保证分散相流体进入微流道后，在连续相流体的剪应力作用下，在交叉口处可稳定生成大小均一的微滴(例如油包水(W/O)液滴，且油水配比接近1：1)。在其中一个实施例中，所述第一迂回通道段为S字形、C字形、Z字形或L字形的迂回通道，所述第二迂回通道段为S字形、C字形、Z字形或L字形的迂回通道。在其中一个实施例中，所述微流控芯片还包括底盖板，所述连续相孔、所述离散相孔、所述微滴出液孔、所述第一流道及所述第二流道均由所述芯片板的其中一侧面贯穿到所述芯片板的另一侧面形成，所述底盖板叠设于所述芯片板的下方以使得所述芯片板的底面封闭。在其中一个实施例中，所述底盖板与所述芯片板采用键合方式连接、粘接连接、焊接连接、螺钉连接、铆接连接、销钉连接或卡接连接。在其中一个实施例中，所述芯片板上还设有与所述连续相孔相连通的第一进样管，与所述离散相孔相连通的第二进样管，以及与所述微滴出液孔相连通的出样管；所述第一进样管、所述第二进样管及所述出样管均设置于所述芯片板上背离于所述底盖板的侧面。在其中一个实施例中，所述第二流道上与所述微滴出液孔相连的一端包括渐变通道段，所述渐变通道段的口径大小在靠近于所述微滴出液孔的方向上逐渐增大。在其中一个实施例中，所述微流控芯片还包括第一过滤结构与第二过滤结构，所述第一过滤结构设置于所述第一流道的进样端，所述第二过滤结构设置于所述第二流道的进样端。在其中一个实施例中，所述连续相孔、所述离散相孔、所述微滴出液孔、所述第一流道及所述第二流道均为两个以上；两个以上所述连续相孔及两个以上所述第一流道均分别与两个以上所述微滴出液孔一一对应设置；两个以上所述离散相孔、两个以上所述第二流道均分别与两个以上所述微滴出液孔一一对应设置。一种微滴制备系统，包括所述的微流控芯片，气压控制器及气源动力设备，所述气源动力设备用于将气体分别通入到所述连续相孔及所述离散相孔中，所述气压控制器用于控制通入到所述连续相孔中的气压大小，以及控制通入到所述离散相孔中的气压大小。上述的微滴制备系统工作时，使用微量定量移液枪分别把定量的连续相流体加入到微流控芯片的连续相孔中，把定量的离散相样品加入到微流控芯片的离散相孔中；开启气源动力设备和气压控制器，在微流控芯片中生成液滴；液滴生成完毕，关闭压力控制器，使用移液枪可以从微滴出液孔处移除定量的乳液。此外，由于包括微流控芯片，因此还包括微流控芯片的技术效果，在此不再赘述。一种所述的微流控芯片的设计方法，包括如下步骤：第一流道与第二流道相连接的部位形成交叉口，通过调整连续相孔到交叉口处的路径长度，以及离散相孔到交叉口处的路径长度来控制交叉口处生成微滴的大小均匀性。上述的微流控芯片的设计方法，微流控芯片的设计方案采用正压式、十字交叉法生成微滴，通过设置连续相孔达到交叉口处的长度，以及设置离散相孔达到交叉口处的长度，便可控制两相接触时的剪应力，保证分散相流体进入微流道后，在连续相流体的剪应力作用下，在交叉口处可稳定生成大小均一的微滴(例如油包水(W/O)液滴，且油水配比接近1：1)。此外，由于采用了微流控芯片，因此还包括微流控芯片的技术效果，在此不再赘述。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例的微流控芯片的芯片板的结构示意图；图2为图1在A处的放大结构示意图；图3为本专利技术一实施例的微滴制备系统的结构示意图。10、微流控芯片；11、芯片板；111、连续相孔；112、离散相孔；113、微滴出液孔；114、第一流道；115、第二流道；116、交叉口；117、第一迂回通道段；118、第二迂回通道段；119、渐变通道段；13、第一进样管；14、第二进样管；15、出样管；16、第一过滤结构；17、第二过滤结构；20、夹持板；30、密封垫板；31、对接口。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。参阅图1至图3，图1示意出了本专利技术一实施例的微流控芯片10的芯片板11的结构示意图；图2示意出了图1在A处的放大结构示意图；图3示意出了本专利技术一实施例的微滴制备系统的结构示意图。本专利技术一实施例提供的一种微流控芯片10，微流控芯片10包括芯片板11。芯片板11上设有连续相孔111、离散相孔112、微滴出液孔113、第一流道114及第二流道115。连续相孔111通过第一流道114与第二流道115的中部部位相连通。离散相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括：/n芯片板，所述芯片板上设有连续相孔、离散相孔、微滴出液孔、第一流道及第二流道，所述连续相孔通过所述第一流道与所述第二流道的中部部位相连通，所述离散相孔通过所述第二流道与所述微滴出液孔相连通，所述第一流道设有第一迂回通道段，所述第二流道上与所述离散相孔相连的一端至第二流道的中部部位设有第二迂回通道段。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括：
芯片板，所述芯片板上设有连续相孔、离散相孔、微滴出液孔、第一流道及第二流道，所述连续相孔通过所述第一流道与所述第二流道的中部部位相连通，所述离散相孔通过所述第二流道与所述微滴出液孔相连通，所述第一流道设有第一迂回通道段，所述第二流道上与所述离散相孔相连的一端至第二流道的中部部位设有第二迂回通道段。


2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一迂回通道段为S字形、C字形、Z字形或L字形的迂回通道，所述第二迂回通道段为S字形、C字形、Z字形或L字形的迂回通道。


3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括底盖板，所述连续相孔、所述离散相孔、所述微滴出液孔、所述第一流道及所述第二流道均由所述芯片板的其中一侧面贯穿到所述芯片板的另一侧面形成，所述底盖板叠设于所述芯片板的下方以使得所述芯片板的底面封闭。


4.根据权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述底盖板与所述芯片板采用键合方式连接、粘接连接、焊接连接、螺钉连接、铆接连接、销钉连接或卡接连接。


5.根据权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片板上还设有与所述连续相孔相连通的第一进样管，与所述离散相孔相连通的第二进样管，以及与所述微滴出液孔相连通的出样管；所述第一进样管、所述第二进样管及所述出样管均设置于所述芯片板上背离于所述底盖板的侧面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅超，梁帅，曾杰生，王哲，
申请(专利权)人：广东顺德工业设计研究院广东顺德创新设计研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44