本发明专利技术涉及液滴生成技术领域。一种三维交叉式液滴生成微流控装置，包括由从上至下堆叠设置的顶层盖板、夹层盖板及底层基板形成流道结构；顶层盖板上开设有第一连续相入口接头、分散相入口接头以及第二连续相入口接头；夹层盖板上开设有第一连续相通孔、分散相通孔和第二连续相入口；夹层盖板上还开设有第二连续相导流通道，底层基板上开设有第一连续相入口以及分散相入口，底层基板上还开设有第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道，第一连续相第一流道的另一端、第一连续相第二流道、第二连续相导流通道的第二连续相倾斜流道与分散相流道汇聚导通，且汇聚点为液滴剪切处。相较二维液滴生成装置，三维交叉结构剪切液滴效率提升。提升。提升。
【技术实现步骤摘要】
一种三维交叉式液滴生成微流控装置
[0001]本专利技术涉及液滴生成
，具体是液滴生成微流控装置。
技术介绍
[0002]近年来，液滴微流控已被应用于很多领域，如药物输送、材料合成、芯片诊断、化学反应以及微反应器等。液滴的生成在此过程中尤为重要，不仅需要控制分散相和连续相的流速，实现稳定、大小均一的液滴生成，还需要保证液滴的高效率生成，为此，大量研究通过流道结构的改变、连续相流体种类的更换以及通道表面改性对液滴生成进行探索。
[0003]目前液滴生成装置大多采用T型通道，其具有的单一连续相入口和单一分散相入口，虽然结构简单，但是液滴生成较为低效。专利CN104826674A公开了一种实现液滴生成的反Y型通道微流控芯片，其在传统T型流道的基础上，进行优化设计使连续相通道与分散相通道具有最优夹角，形成Y型，提升液滴生成效率，但是两个连续相入口设计有限，且二维流道对液滴剪切效率的进一步提升也并不有利。
[0004]专利CN110624616A公开了一种用于高通量微液滴生成的三维微流控装置及方法，其优化流道结构，虽然提升了生成液滴的效率，但是其连续相采用了液体油。在以往液滴生成装置的专利中，大多数都是在不混溶的油
‑
液系统中进行的：主要是油和水分别作为连续相和分散相，虽然油
‑
液系统有利于生成稳定且大小均一的液滴，但是后期需将液滴从油中分离出来，必须经过复杂的后处理过程，且油
‑
液系统的低雷诺数明显影响液滴生成的效率。
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种三维交叉式液滴生成微流控装置，以解决以上至少一个技术问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种三维交叉式液滴生成微流控装置，包括一封闭的流道结构，其特征在于，所述流道结构由从上至下堆叠设置的顶层盖板、夹层盖板及底层基板形成；
[0007]所述顶层盖板上开设有第一连续相入口接头、分散相入口接头以及第二连续相入口接头；
[0008]所述夹层盖板上开设有第一连续相通孔、分散相通孔和第二连续相入口，所述第一连续相通孔与第一连续相入口接头对接导通，所述分散相通孔与所述分散相入口接头对接导通，所述第一连续相入口与所述第一连续相入口接头对接导通；
[0009]所述夹层盖板上还开设有第二连续相导流通道，所述第二连续相导流通道包括相互导通的横向导流的第二连续相水平流道以及倾斜向下导流的第二连续相倾斜流道，所述第二连续相水平流道与所述第二连续相导流通道导通；
[0010]所述底层基板上开设有第一连续相入口以及分散相入口，所述第一连续相入口与所述第二连续相通孔对接导通，所述分散相入口与所述分散相通孔导通；
[0011]所述底层基板上还开设有左右镜像对称设置的第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道，所述第一连续相第一流道以及所述第一连续相第二流道的一端与所述第一连续相入口导通；
[0012]所述底层基板上还开设有与所述分散相入口导通的分散相流道；
[0013]所述第一连续相第一流道的另一端、所述第一连续相第二流道的另一端、第二连续相倾斜流道的出口与所述分散相流道四者汇聚导通，且汇聚点为液滴剪切处，所述汇聚点与液滴生成流道联通。
[0014]进一步优选地，所述第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道均包括相互导通的水平段、竖直段以及倾斜段；
[0015]所述水平段与所述第一连续相入口导通；
[0016]所述水平段与所述竖直段的夹角为90
°
；
[0017]所述竖直段与所述倾斜段的夹角为110
°‑
160
°
；
[0018]所述第一连续相第一流道以及所述第一连续相第二流道的倾斜段汇聚导通。
[0019]进一步优选地，所述顶层盖板、夹层盖板和底层基板均为PDMS材料。
[0020]进一步优选地，所述顶层盖板与所述夹层盖板通过粘合剂相连，所述夹层盖板与所述底层基板通过粘合剂相连。
[0021]顶层盖板、夹层盖板及底层基板采用粘合剂粘合，放入恒温箱中，进行热键合，保证较好的封接效果。
[0022]进一步优选地，所述第一连续相入口接头用于输送气体源；所述第二连续相入口接头用于输送气体源。
[0023]所述第一连续相入口接头通过特氟龙导管连接氮气气源；
[0024]所述第二连续相入口接头通过特氟龙导管连接氮气气源；
[0025]所述分散相入口接头通过特氟龙导管连接分散相溶液储液瓶。
[0026]进一步优选地，所述第一连续相通孔和所述分散相通孔贯穿所述夹层盖板，所述第二连续相入口的深度为所述夹层盖板厚度的一半。
[0027]进一步优选地，所述分散相流道的宽度为50
‑
500μm，所述分散相流道的深度为50
‑
500μm，所述分散相流道的长度为5mm。
[0028]进一步优选地，所述第一连续相第一流道、第一连续相第二流道、第二连续相水平流道和第二连续相倾斜流道的宽度是所述分散相流道的2倍，所述液滴生成流道的宽度是所述分散相流道的3倍。
[0029]进一步优选地，所述液滴生成流道的内壁均设有疏水纳米结构。
[0030]进一步优选地，所述疏水纳米结构是疏水性二氧化硅纳米涂层。制备过程为，首先制备疏水性二氧化硅纳米颗粒悬浮液，采用酒精清洗底层基板，将悬浮液喷涂在液滴生成通道的侧壁面和底面，放入恒温箱中烘干，制备疏水纳米结构。
[0031]进一步优选地，所述顶层盖板的长度为55mm,宽度为55mm；
[0032]所述第一连续相入口接头的直径为5mm，第一连续相入口接头的圆心与所述顶层盖板侧边的距离为12.5mm；
[0033]所述分散相入口接头的直径为5mm，所述分散相入口接头与第一连续相入口接头的圆心距为15mm；
[0034]所述第二连续相入口接头的直径为5mm，所述第二连续相入口接头与分散相入口接头的圆心距为15mm；第一连续相入口接头、分散相入口接头和第二连续相入口接头在一条直线，均贯穿于所述顶层盖板。
[0035]所述夹层盖板的长度为55mm,宽度为55mm；
[0036]所述第一连续相通孔的直径为5mm，所述第一连续相通孔的圆心与所述夹层盖板侧边的距离为12.5mm；
[0037]所述分散相通孔的直径为5mm，所述分散相通孔与所述第一连续通孔的圆心距为15mm，
[0038]所述第二连续相入口的直径为5mm，所述第二连续相入口与所述分散相通孔的圆心距为15mm。
[0039]所述底层基板的长度为55mm,宽度为55mm；
[0040]所述第一连续相入口的直径为5mm，所述第一连续相入口的圆心与所述底层基板侧边的距离为12.5mm；
[0041]所述分散相入口的直径为5mm，所述分散相入口与第一连续相入口的圆心距为15mm。
[0042]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维交叉式液滴生成微流控装置，包括一封闭的流道结构，其特征在于，所述流道结构由从上至下堆叠设置的顶层盖板、夹层盖板及底层基板形成；所述顶层盖板上开设有第一连续相入口接头、分散相入口接头以及第二连续相入口接头；所述夹层盖板上开设有第一连续相通孔、分散相通孔和第二连续相入口，所述第一连续相通孔与第一连续相入口接头对接导通，所述分散相通孔与所述分散相入口接头对接导通，所述第一连续相入口与所述第一连续相入口接头对接导通；所述夹层盖板上还开设有第二连续相导流通道，所述第二连续相导流通道包括相互导通的横向导流的第二连续相水平流道以及倾斜向下导流的第二连续相倾斜流道，所述第二连续相水平流道与所述第二连续相导流通道导通；所述底层基板上开设有第一连续相入口以及分散相入口，所述第一连续相入口与所述第二连续相通孔对接导通，所述分散相入口与所述分散相通孔导通；所述底层基板上还开设有左右镜像对称设置的第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道，所述第一连续相第一流道以及所述第一连续相第二流道的一端与所述第一连续相入口导通；所述底层基板上还开设有与所述分散相入口导通的分散相流道；所述第一连续相第一流道的另一端、所述第一连续相第二流道的另一端、第二连续相倾斜流道的出口与所述分散相流道四者汇聚导通，且汇聚点为液滴剪切处，所述汇聚点与液滴生成流道联通。2.根据权利要求1所述的一种三维交叉式液滴生成微流控装置，其特征在于：所述第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道均包括相互导通的水平段、竖直段以及倾斜段；所述水平段与所述第一连续相入口导通；所述水平段与所述竖直段的夹角为90
°
；所述竖直段与所述倾斜段的夹角为110
°‑
160
°
；所述第一连续相第一流道以及所述第一连续相第二流道的倾斜段汇聚导通。3.根据权利要求1所述的一种三维交叉式液滴生成微流控装置，其特征在于：所述顶层盖板、夹层盖板和底层基板均为PDMS材料。4.根据权利要求1所述的一种三维交叉式液滴生成微流控装置，其特征在于：所述顶层盖板与所述夹层盖板通过粘合剂相连，所述夹层盖板与所述底层基板通过粘合剂相连。5.根据权利要求1所述的一种三维交叉式液滴生成微流控装...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈君，崔佩霖，刘振宇，
申请(专利权)人：上海市宝山区吴淞中心医院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。