三维液滴剪切流道结构制造技术

本实用新型专利技术涉及液滴生成技术领域。三维液滴剪切流道结构，包括一封闭的流道结构，流道结构包括用于输送分散相的分散相流道；流道结构包括用于横向剪切分散相的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以及第一连续相第二流道的一端均与第一连续相入口导通，第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道的一端与分散相流道在汇聚处导通；流道结构还包括用于纵向剪切分散相的倾斜向下导流的第二连续相倾斜流道，第二连续相倾斜流道的下端与分散相流道在汇聚处导通；流道结构还包括一液滴生成流道，液滴生成流道与汇聚处导通。本专利实现液滴的横向剪切以及纵向剪切，相较二维液滴生成装置，三维交叉结构剪切液滴效率提升。剪切液滴效率提升。剪切液滴效率提升。

【技术实现步骤摘要】
三维液滴剪切流道结构


[0001]本技术涉及液滴生成
，具体是液滴生成流道结构。

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，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，但是二维流道对液滴剪切效率的进一步提升也并不有利。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本技术提供三维液滴剪切流道结构，以解决以上至少一个技术问题。
[0005]为了达到上述目的，本技术提供了三维液滴剪切流道结构，包括一封闭的流道结构，其特征在于，所述流道结构包括用于输送分散相的分散相流道；
[0006]所述流道结构包括用于横向剪切分散相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第一连续相第二流道的一端均与第一连续相入口导通，所述第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道的一端与所述分散相流道在汇聚处导通；
[0007]所述第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道的导出方向与所述分散相流道的导流方向构成20
°‑
70
°
夹角；
[0008]所述流道结构还包括用于纵向剪切分散相的第二连续相流道，所述第二连续相流道位于所述分散相流道的上方，所述第二连续相流道包括倾斜向下导流的第二连续相倾斜流道，所述第二连续相倾斜流道的下端与所述分散相流道在所述汇聚处导通；
[0009]所述流道结构还包括一液滴生成流道，所述液滴生成流道与所述汇聚处导通。
[0010]本专利通过第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道实现液滴的横向剪切，通过第二连续相流道实现液滴的纵向剪切，相较二维液滴生成装置，三维交叉结构剪切液滴效率提升。
[0011]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左右镜像对称设置，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；
[0012]所述水平段与所述第一连续相入口导通；
[0013]所述水平段与所述竖直段的夹角为90
°
；
[0014]所述竖直段与所述倾斜段的夹角为110
°‑
160
°
；
[0015]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与所述分散相流道导通。
[0016]便于导流通道的优化布局。
[0017]进一步优选地，所述分散相流道的入口位于所述第一连续相入口与所述汇聚处之间。
[0018]便于导流通道的优化布局。
[0019]进一步优选地，所述第二连续相流道包括横向导流的第二连续相水平流道，所述第二连续相水平流道的一端与所述第二连续相流道的入口导通；
[0020]所述第二连续相水平流道的另一端与所述第二连续相倾斜流道的上端导通。
[0021]便于实现第二连续相的导流。
[0022]进一步优选地，所述第一连续相流道与所述第二连续相流道的入口与气源导通。
[0023]便于通过气源实现液体的剪切。一方面避免了液体油作为连续相产生分离问题，且不会产生交叉污染，另一方面气体的低粘度提高流速，进一步提升液滴生成效率，疏水纳米结构可减少生成液滴的质量损失。
[0024]进一步优选地，所述第二连续相倾斜流道的导流方向与竖直方向的夹角为20
°‑
70
°
。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]进一步优选地，所述液滴生成流道的内壁均设有疏水纳米二氧化硅涂层。
[0028]疏水纳米二氧化硅涂层可减少生成液滴的质量损失。
附图说明
[0029]图1为本技术实施例1的一种结构示意图；
[0030]图2为图1中顶层盖板的一种结构示意图；
[0031]图3为图1中夹层盖板的一种结构示意图；
[0032]图4为图3中夹层盖板的侧视图；
[0033]图5为图1中底层基板的一种结构示意图；
[0034]图6为图5中底层基板的俯视图；
[0035]图7为常规T型微通道的结构示意图。
[0036]其中，1：顶层盖板；11：第一连续相入口接头；12：分散相入口接头；13：第二连续相入口接头；2：夹层盖板；21：第一连续相通孔；22：分散相通孔；23：第二连续相入口；24：第二连续相水平流道；25：第二连续相倾斜流道；3：底层基板；31：第一连续相入口；32：分散相入口；33：第一连续相第一流道；34：第一连续相第二流道；35：分散相流道；36：液滴生成流道。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本技术做进一步的说明。
[0038]参见图1至图6，具体实施例1：三维液滴剪切流道结构，包括一封闭的流道结构；
[0039]流道结构包括用于输送分散相的分散相流道35；
[0040]流道结构包括用于横向剪切分散相的第一连续相第一流道33以及第一连续相第二流道34，第一连续相第一流道33以及第一连续相第二流道34的一端均与第一连续相入口导通，第一连续相第一流道33以及第一连续相第二流道34的一端与分散相流道35在汇聚处导通。第一连续相第一流道33以及第一连续相第二流道34左右镜像对称设置，第一连续相第一流道33以及第一连续相第二流道34均包括相互导通的水平段、竖直段以及倾斜段；水平段与第一连续相入口导通；水平段与竖直段的夹角为90
°
；竖直段与倾斜段的夹角为110
°‑
160
°
；第一连续相第一流道33以及第一连续相第二流道34的倾斜段与分散相流道35导通。
[0041]第一连续相第一流道33以及第一连续相第二流道34的导出方向与分散相流道35的导流方向构成20
°‑
70
°
夹角；
[0042]流道结构还包括用于纵向剪切分散相的第二连续相流道，第二连续相流道位于分散相流道35的上方，第二连续相流道包括倾斜向下导流的第二连续相倾斜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三维液滴剪切流道结构，包括一封闭的流道结构，其特征在于，所述流道结构包括用于输送分散相的分散相流道；所述流道结构包括用于横向剪切分散相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第一连续相第二流道的一端均与第一连续相入口导通，所述第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道的一端与所述分散相流道在汇聚处导通；所述第一连续相第一流道以及第一连续相第二流道的导出方向与所述分散相流道的导流方向构成20
°‑
70
°
夹角；所述流道结构还包括用于纵向剪切分散相的第二连续相流道，所述第二连续相流道位于所述分散相流道的上方，所述第二连续相流道包括倾斜向下导流的第二连续相倾斜流道，所述第二连续相倾斜流道的下端与所述分散相流道在所述汇聚处导通；所述流道结构还包括一液滴生成流道，所述液滴生成流道与所述汇聚处导通。2.根据权利要求1所述的三维液滴剪切流道结构，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左右镜像对称设置，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...

【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：新型
国别省市：