基于微通道的液体混合芯片和方法技术

本发明专利技术提供了基于微通道的液体混合芯片及方法，所述液体混合芯片包括基底和电极，所述基底采用绝缘材料；多个暂存模块设置在所述基底上，用于暂存液体；所述电极设置在所述暂存模块的外侧；阻碍模块设置在所述暂存模块和电极之间，用于阻碍所述暂存模块上的液体与所述电极接触；多个微通道的入口设置在所述暂存模块和电极之间，出口连通混合腔；混合腔设置在所述基底上。本发明专利技术具有液体消耗量少等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
基于微通道的液体混合芯片和方法


[0001]本专利技术涉及液体混合，特别涉及基于微通道的液体混合芯片和方法。

技术介绍

[0002]微反应体系具有液体消耗量小、通量大、反应速度快以及易于集成化等特点，被广泛的应用于实际临床诊断和大规模药物筛选中，例如POCT和蛋白质结晶等。现有的微反应体系在处理多样本混合时，往往需要复杂的芯片结构或者使用移液管进行液滴操作。这样会导致芯片的设计成本增加和潜在的交叉污染，更重要的是，当处理更多液体的混合时，芯片设计会更加复杂，交叉污染的可能性加大。
[0003]传统的微反应体系一般采用以下结构：
[0004]1.封闭式的微流控芯片结构，不同的反应液利用外部动力(注射泵等)注入到特定的管道内流动，使得不同微体积反应也能够混合。为了实现多液体的精确混合往往需要多个柱塞泵，增加了整体仪器的成本，而且仪器很难实现小型化。
[0005]2.敞开式芯片结构，上表面利用油进行覆盖，防止微量液体的蒸发。在进行液体混合时，利用微量的加液器吸取芯片内的液滴进行混合，此种方法会引入交叉污染并且受限于加样器的根数，反应通量较难提升。
[0006]可控电润湿技术是利用在芯片下面集成多个可控电路，通过改变电路中的带点状态改变液滴的接触角，从而实现液滴的移动，分离等操作，但此种芯片由于需要多个单独控制的电路，控制系统较为复杂，而且通量不能够满足大规模筛选的需求。

技术实现思路

[0007]为解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种基于微通道的液体混合芯片。<br/>[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0009]基于微通道的液体混合芯片，所述液体混合芯片包括基底和电极，所述基底采用绝缘材料；所述液体混合芯片还包括：
[0010]多个暂存模块，所述暂存模块设置在所述基底上，用于暂存液体；所述电极设置在所述暂存模块的外侧；
[0011]阻碍模块，所述阻碍模块设置在所述暂存模块和电极之间，用于阻碍所述暂存模块上的液体与所述电极接触；
[0012]多个微通道，所述微通道的入口设置在所述暂存模块和电极之间，出口连通混合腔；
[0013]混合腔，所述混合腔设置在所述基底上。
[0014]本专利技术的目的还在于提供了液体混合方法，该专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0015]根据本专利技术的液体混合芯片的液体混合方法，所述液体混合方法为：
[0016](A1)带电体接触暂存模块内的液体；
[0017](A2)所述带电体和电极间形成电场，暂存模块内的液体克服阻碍模块，接触所述电极；
[0018]在所述电场作用下，所述液体进入微通道内；
[0019](A3)混合腔内接收各个微通道输送来的液体，液体在所述混合腔内混合。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
[0021]1.液体使用量少；
[0022]利用暂存模块和电极的设置，使得液体仅需纳升级就可以暂存在暂存模块，需要混合时，使用电泳技术即可使暂存的液体进入微通道内，显著地降低了液体使用量；
[0023]2.高通量；
[0024]在同一芯片上设计多个暂存模块，存在不同液体，配合毛细管电泳阵列实现多种液体的混合，显著地提高了分析通量；
[0025]3.结构简单、成本低；
[0026]利用毛细管电泳技术实现了纳升液体的输送，无需昂贵的泵，降低了结构复杂度和成本；
[0027]4.混合方式多选；
[0028]同一个暂存模块对应多个微通道，使得不同的混合腔连接不同的暂存模块，实现了不同液体的混合，如利用第一混合腔实现第一、第二和第三种液体的混合，暂存第一种液体的暂存模块利用第一微通道与第一混合腔连通，利用第二混合腔实现了第一、第四种液体的混合，暂存第一种液体的暂存模块利用第二微通道与第二混合腔连通，实现了液体混合方式的选择。
附图说明
[0029]参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：
[0030]图1是根据本专利技术实施例的液体混合芯片的结构简图；
[0031]图2是根据本专利技术实施例的液体混合芯片的另一结构简图。
具体实施方式
[0032]图1
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2和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
[0033]实施例1：
[0034]图1给出了本专利技术实施例的基于微通道的液体混合芯片的结构简图，如图1所示，所述基于微通道的液体混合芯片包括：
[0035]基底11，所述基底11采用绝缘材料；
[0036]多个暂存模块，如第一暂存模块21、第二暂存模块41、第三暂存模块51和第四暂存模块61，暂存模块设置在所述基底11上，用于暂存液体；
[0037]电极，如第一电极21、第二电极42、第三电极52和第四电极62，电极设置在暂存模块的外侧；
[0038]阻碍模块，所述阻碍模块设置在暂存模块和电极之间，用于阻碍暂存模块上的液体与所述电极接触；
[0039]多个微通道，如第一微通道31、第二微通道33、第三微通道35和第四微通道37，微通道的入口(如第一入口32、第二入口34、第三入口36和第四入口38)设置在暂存模块和电极之间，出口连通第一混合腔81；
[0040]第一混合腔81，所述第一混合腔81设置在所述基底11上，多个暂存模块环绕第一混合腔81。
[0041]为了提高混合通量，进一步地，混合腔为多个，如第一混合腔81和其它混合腔，任一混合腔通过微通道与多个暂存模块连接，任意二个混合腔连接的暂存模块具有不同。
[0042]为了适应一种液体与其它不同液体的混合，进一步地，多个电极环绕同一个暂存模块，在任一电极和暂存模块间设置微通道的入口；与同一个暂存模块连接的多个微通道的出口连通不同的混合腔。
[0043]为了防止暂存模块上的液体在非混合时进入微通道，进一步地，所述微通道的入口设置在所述阻碍模块处。
[0044]为了降低结构复杂度及提高可靠性，进一步地，所述阻碍模块采用疏水层，所述疏水层设置在所述暂存模块和电极之间的基底表面。
[0045]为了降低结构复杂度及提高可靠性，进一步地，所述暂存模块是设置在所述基底表面的亲水层。
[0046]为了降低结构复杂度及提高可靠性，进一步地，所述暂存模块是形成在所述基底上的槽，自下而上地，所述槽的内径变大，所述电极的内径大于所述槽的最大内径。
[0047]本专利技术实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于微通道的液体混合芯片，所述液体混合芯片包括基底和电极，所述基底采用绝缘材料；其特征在于，所述液体混合芯片还包括：多个暂存模块，所述暂存模块设置在所述基底上，用于暂存液体；所述电极设置在所述暂存模块的外侧；阻碍模块，所述阻碍模块设置在所述暂存模块和电极之间，用于阻碍所述暂存模块上的液体与所述电极接触；多个微通道，所述微通道的入口设置在所述暂存模块和电极之间，出口连通混合腔；混合腔，所述混合腔设置在所述基底上。2.根据权利要求1所述的液体混合芯片，其特征在于，混合腔为多个，任一混合腔通过微通道与多个暂存模块连接，任意二个混合腔连接的暂存模块具有不同。3.根据权利要求2所述的液体混合芯片，其特征在于，多个电极环绕同一个暂存模块，在任一电极和暂存模块间设置微通道的入口；与同一个暂存模块连接的多个微通道的出口连通不同的混合腔。4.根据权利要求1所述的液体混合芯片，其特征在于，所述微通道的入口设置在所述阻碍模块处。5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体混合芯片，其特征在于，所述阻碍模块采用疏水层，所述疏水层设置在所述暂...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯一鸣，张罗，卜晨，
申请(专利权)人：聚光科技杭州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：