微流控芯片管道内部加热条件控制液体定向流动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的微流控芯片管道内部加热条件控制液体定向流动装置，属于微流控芯片控制液体定向流动领域。本发明专利技术包括微流控芯片，加热装置。通过加热电源对芯片中的加热微管道进行加热，通过调节电压实现对芯片微流体管道中的温度控制，使得加热管道壁面温度呈预定空间分布，即能够对微流体芯片内微流体管道的流场及温度进行有效地控制。在此基础上，通过调节限制加热管道和微流体管道的几何位置结构，加热管道和微流体管道皆为周期性几何结构，使加热管道与微流体管道最宽流道的中心位置的相位差为π/2，进而调控液体在微流体管道内的流动，实现控制液体定向流动。本发明专利技术能够用于对于单细胞尺度(即微米尺度)的温度控制。于单细胞尺度(即微米尺度)的温度控制。于单细胞尺度(即微米尺度)的温度控制。

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片管道内部加热条件控制液体定向流动装置


[0001]本专利技术属于微流控芯片控制液体定向流动领域，涉及一种微流控芯片内部物理环境的液体定向流动控制装置。

技术介绍

[0002]微流控技术是近年来兴起的主要应用于生物医学领域的技术，尤其是集成式的微流控装置，将流动控制与温度控制等其他功能模块集成设计并囊括至一块芯片内，实现了生物医学组分的高效制备与调控，在该领域有巨大的应用和发展价值。芯片的内嵌加热系统可实现例如PCR、细胞加热等功能，同时，在流体力学理论研究领域，对于容器壁面的加热可导致流体的Rayleigh
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Benard不稳定的产生，在流场内形成具有一定图纹的涡流分布，因此加热技术在一定程度上可控制液体的流动，对于基础流体研究领域也同样重要。常用的加热方法包括了基于焦耳热效应的加热，微波加热等。例如Vigolo在微流控芯片中，在所需加热的管道周围围绕了含有液态金属的加热管道，实现了所需加热管道的均匀加热。Shah通过微波的方式在毫米管道内实现了温度梯度，且温度变化距离在毫米尺度。以上方法虽然实现了流道内温度的控制，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微流控芯片管道内部加热条件控制液体定向流动装置，其特征在于：包括微流控芯片，加热装置；通过加热电源对芯片中的加热微管道进行加热，通过调节电压实现对芯片微流体管道中的温度控制，使得加热管道壁面温度呈预定空间分布，即能够对微流体芯片内微流体管道的流场及温度进行有效地控制；在此基础上，通过调节限制加热管道和微流体管道的几何位置结构，使具有周期性变化，进而调控液体在微通道管道内中的流动，实现控制液体定向流动。2.如权利要求1所述的微流控芯片管道内部加热条件控制液体定向流动装置，其特征在于：调节限制加热管道和微流体管道的几何位置结构，使具有周期性变化，进而调控液体在管道中的流动，实现控制液体定向流动，具体结构和实现方法为：加热管道和微流体通道皆为周期性几何结构；当所述加热管道的位置与微流体管道最宽流道的位置具有相位差，流体在涡流的附近同时存在一部分的定向流动；通过调节所述相位调控液体定向流动增减、出现或消除；若加热管道的位置与微流体管道最宽流道的位置之间不存在相位差，在微流体管道内，流体产生占据整个流道的涡流的流场分布，从而没有流体的定向流动；因此，调节限制加热管道和微流体管道的几何位置结构，使加热管道与微流体管道最宽流道的中心位置相位差为π/2，在微流体管道中，少数涡流只出现在管道的上半部分，而在微流体管道的下半部分，流体呈由入口至出口的定向流动，并无涡流分布，即调控液体在微通道管道内中的流动，实现控制液体定向流动。3.如权利要求2所述的微流控芯片管道内部加热条件控制液体定向流动装置，其特征在于：在加热管道周期性变化的情况下，液体管道壁面的温度分布也呈现对应的周期性变化，在加热管道的加热作用下，通过控制微流体通道内的流体的温度，实现微纳米尺度下的流体温度控制。4.如权利要求3所述的微流控芯片管道内部加热条件控制液体定向流动装置，其特征在于：利用所述微流控芯片管道内部加热条件控制液体定向流动装置，为各种需要温度环境下的微纳米尺度下的生物化学反应提供反应环境，根据反应环境需求，调节限制加热管道和微流体管道的几何位置结构或者改变电源电压，进而调控液体在微流体管道内中的流动，实现控制液体定向流动。5.如权利要求1或2所述的微流控芯片管道内部加热条件控制液体定向流动装置，其特征在于：制作及工作方法为，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李真珍，黄彪，黄睿雯，葛鑫金，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：