一种柔性微混合器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性微混合器及其制备方法，柔性微混合器包括：进液管、管道连接器、混合管、出液管和固定模板，所述进液管、所述管道连接器、所述混合管及所述出液管顺次连接，所述混合管固定于所述固定模板，所述混合管设有多级循环缩放式结构。通过简单的管道加工和装配便可制得柔性微混合器，大幅简化了微混合器制备工序，缩短其生产周期，并降低成本，同时柔性微混合器的混合管是一条具有循环缩放式内径的微流道，通过该多级循环缩放式结构的混合管可有效调控微流体的流速变化，并在管径缩放处形成混沌对流(Chaotic advection)，加快不同试剂之间的扩散和传质，提升混合效率，可广泛应用于微全分析系统技术领域。广泛应用于微全分析系统技术领域。广泛应用于微全分析系统技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性微混合器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及微全分析系统
，尤其是一种柔性微混合器及其制备方法。

技术介绍

[0002]微混合器是芯片实验室(LOC)设备和微全分析系统((
‑
TAS)的重要组成部分，其高效的混合效率可显著提高检测灵敏度，减少分析时间，在纳米材料的合成、生物工程以及生化系统等领域的应用都是必不可少的。
[0003]被动微混合器主要通过微流体之间分子扩散和混沌对流进行混合，除了泵送流体外，不需要如磁场，电场，超声波振动等外部能量，可有效节约能源。
[0004]但是现有技术多采用微流控芯片技术制备微混合器，需要经过微流道模具加工、微流道图案转印、芯片键合等多步工序，其中模具加工通常使用光刻、等离子刻蚀、激光雕刻等技术；微流道图案转印成型通常使用聚合物浇铸、注塑成型、模压成型等技术；芯片键合通常使用热键合、等离子键合、超声波键合等技术。以上技术均需要昂贵设备和耗材，生产成本高，制备周期长，人工操作复杂，可重复利用率不高。此外，现有技术还有利用旋转弹簧式玻璃管道制备微混合器，但玻璃管道材质成本较高，刚性易碎，且表面疏水性较差，导致微流道内流阻较大，影响混合效率。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种柔性微混合器及其制备方法，能够通过混合管的多级循环缩放式结构有效提升混合效率，且可以通过简单的管道加工和装配制得微混合器，可大幅简化微混合器制备工序，缩短生产周期，降低成本。
[0006]本专利技术实施例的第一方面提供了一种柔性微混合器，包括：
[0007]进液管、管道连接器、混合管、出液管和固定模板，所述进液管、所述管道连接器、所述混合管及所述出液管顺次连接，所述混合管固定于所述固定模板，所述混合管设有多级循环缩放式结构。
[0008]可选地，所述柔性微混合器还包括试剂槽，所述试剂槽连接于所述进液管的前端。
[0009]可选地，所述柔性微混合器还包括负压泵送器，所述负压泵送器连接于所述出液管的后端。
[0010]可选地，所述进液管、出液管和所述混合管为聚合物管。
[0011]可选地，所述进液管的数量大于或等于2。
[0012]可选地，所述混合管以三维构型固定于所述固定模板，所述三维构型包括蛇型、正弦型和螺旋型，所述固定模板包括平板结构、圆柱结构、圆锥结构以及柱状阵列结构。
[0013]本专利技术实施例第二方面提供了一种柔性微混合器制备方法，包括：
[0014]选取进液管、管道连接器、混合管和出液管；
[0015]通过多页加热装置对所述混合管进行加热处理，在所述混合管设置多级循环缩放式结构；
[0016]将所述进液管、所述管道连接器、所述多级循环缩放式结构的混合管和所述出液管顺次连接；
[0017]将所述多级循环缩放式结构的混合管固定于固定模板。
[0018]可选地，所述通过多页加热装置对所述混合管进行加热处理，在所述混合管设置多级循环缩放式结构，包括：
[0019]将多页加热模具安装于加热台合成多页加热装置；
[0020]将所述混合管置于所述多页加热装置；
[0021]启动所述加热台进行预热处理直至达到目标温度；
[0022]将所述混合管沿轴向转动进行加热处理，在所述混合管设置多级循环缩放式结构。
[0023]可选地，所述将所述混合管沿轴向转动进行加热处理，包括：
[0024]将所述混合管沿轴向转动进行拉制法加热处理；
[0025]或，将所述混合管沿轴向转动进行热缩法加热处理。
[0026]可选地，所述将所述循环缩放式混合管固定于固定模板，包括：
[0027]将所述循环缩放式混合管以三维构型固定于固定模板，所述三维构型包括蛇型、正弦型和螺旋型，所述固定模板包括平板结构、圆柱结构、圆锥结构以及柱状阵列结构。
[0028]本专利技术实施例提出了一种柔性微混合器及其制备方法，通过简单的管道加工和装配便可制得柔性微混合器，大幅简化了微混合器制备工序，缩短其生产周期，并降低成本，同时柔性微混合器的混合管是一条具有循环缩放式内径的微流道，通过该多级循环缩放式结构的混合管可有效调控微流体的流速变化，并在管径缩放处形成混沌对流，加快不同试剂之间的扩散和传质，提升混合效率。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。
[0030]图1为本专利技术实施例提供的一种柔性微混合器的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例提供的一种柔性微混合器制备方法的流程示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例提供的一种多页加热装置的结构示意图；
[0033]图4为本专利技术实施例提供的另一种多页加热装置的俯视图；
[0034]图5为本专利技术实施例提供的基于图3的另一种多页加热装置的A
‑
A方向的结构示意图；
[0035]图6为本专利技术实施例提供的一种柔性混合器的试剂混合效果光学显微示意图；
[0036]图7为本专利技术实施例提供的另一种柔性混合器的试剂混合效果光学显微示意图。
具体实施方式
[0037]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并
不用于限定本申请。
[0038]为了使本申请内容及技术方案更加清楚明白，对相关术语及含义进行说明：
[0039]芯片实验室/微全分析系统：芯片实验室(Lab
‑
on
‑
a
‑
chip)或称微全分析系统(Micro Total Analysis System，or microTAS)是指把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离检测等基本操作单位集成或基本集成于一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的一种技术。
[0040]混沌对流(Chaotic advection)：混沌对流通常是通过改变微通道的几何形状，通过操纵或重组流体流动来减少扩散长度，使流体间的界面面积最大化；
[0041]迪恩涡流(Dean Vortex)：在通过弯曲通道几何形状的流动中，曲率放大了横向不稳定性，从而驱动二次横截面流场(迪恩流)，其特征是位于通道对称水平平面上方和下方的两个反向旋转涡的存在。
[0042]混合指数(Mixing index)：液体的均匀状况的指标。
[0043]下面对本专利技术的装置的结构及功能进行详细说明：
[0044]本专利技术实施例提供了一种柔性微混合器，包括进液管、管道连接器、混合管、出液管和固定模板，进液管、管道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性微混合器，其特征在于，包括：进液管、管道连接器、混合管、出液管和固定模板，所述进液管、所述管道连接器、所述混合管及所述出液管顺次连接，所述混合管固定于所述固定模板，所述混合管设有多级循环缩放式结构。2.根据权利要求1所述的一种柔性微混合器，其特征在于，还包括试剂槽，所述试剂槽连接于所述进液管的前端。3.根据权利要求1所述的一种柔性微混合器，其特征在于，还包括负压泵送器，所述负压泵送器连接于所述出液管的后端。4.根据权利要求1所述的一种柔性微混合器，其特征在于，所述进液管、出液管和所述混合管为聚合物管。5.根据权利要求4所述的一种柔性微混合器，其特征在于，所述进液管的数量大于或等于2。6.根据权利要求1所述的一种柔性微混合器，其特征在于，所述混合管以三维构型固定于所述固定模板，所述三维构型包括蛇型、正弦型和螺旋型，所述固定模板包括平板结构、圆柱结构、圆锥结构以及柱状阵列结构。7.一种柔性微混合器制备方法，其特征在于，包括：选取进液管、管道连接器、混合管和出液管；通过多页加热装置对所述混合管进行加热处理，在所述混合管设置多级循环缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊翔，龚尧，邹丽丽，
申请(专利权)人：广东省科学院生物与医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：