一种液滴微流控芯片及微液滴的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种液滴微流控芯片及微液滴的制备方法，涉及微流控技术领域，包括：芯片板，内设有流道，流道具有液流入口和微液滴出口；顶盖，贴合于芯片板顶部；基板，贴合于芯片板底部；电浸润动力机构，包括泵腔和电极层，泵腔设于芯片板上并与流道相交连通，电极层位于泵腔内，泵腔内填充有电浸润液体，电极层上的电压周期变化驱动电浸润液体在泵腔内往复移动。本发明专利技术通过电浸润动力机构外接电源的周期变化驱动电浸润液体对芯片板流道内的液流进行周期性挤压以制备微液滴，相较于现有的控制方式反应更迅速，控制灵敏度、精度更高，制备微液滴的效率更高；调节电源频率可以形成不同大小液滴，生成方式简单，操作方便。操作方便。操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种液滴微流控芯片及微液滴的制备方法


[0001]本专利技术涉及微流控
，尤其是涉及一种液滴微流控芯片及微液滴的制备方法。

技术介绍

[0002]微流控(Microfluidics)是指在微米尺度空间对流体进行操控的一种技术。液滴微流控作为微流控芯片研究中的重要分支，是近年来在传统连续流微流控系统基础上发展起来的，液滴微流控技术在生物医学中有广泛的应用，例如通过精确地对反应中的微液滴进行操控，能够减少反应试剂的消耗量，提高试剂利用率。制备的上万甚至上百万单分散性好的皮升级别的微液滴，作为独立的反应单元可以结合荧光成像分析、光谱学、电化学、毛细管电泳、质谱、核磁共振谱、化学发光法等手段实现在分子诊断、免疫生化、细胞培养、高分子合成、单细胞分析、药物运输等方面进行定性或定量的应用。
[0003]关于液滴生成的驱动方式有多种，水动力法是其中一种，利用两通道交叉处的结构特点使分散相液体在连续相剪切力的作用下以液滴形式分散在连续相中，其中最常用的提供驱动的方式为注射泵、蠕动泵或者压力，但这些驱动方式均为机械驱动，存在行程误差，且控制精度不高；专利“CN111030418B
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一种基于电浸润现象的双腔微泵”公开了一种电浸润动力机构，通过外接电源的正负变化实现对电浸润液体的移动方向控制，如果能够利用其原理改进微流控芯片的驱动方式，将使微液滴制备过程的控制精度更高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种液滴微流控芯片及微液滴的制备方法，能够使得微液滴制备过程的控制精度更高；
[0005]本专利技术提供一种液滴微流控芯片，包括：
[0006]芯片板，内设有流道，所述流道具有液流入口和微液滴出口；
[0007]顶盖，贴合于所述芯片板顶部；
[0008]基板，贴合于所述芯片板底部；
[0009]电浸润动力机构，包括泵腔和电极层，所述泵腔设于所述芯片板上并与所述流道相交连通，所述电极层位于所述泵腔内，所述泵腔内填充有电浸润液体，所述电极层上的电压周期变化驱动所述电浸润液体在所述泵腔内往复移动。
[0010]进一步地，所述芯片板包括相互贴合的第一芯片板和第二芯片板，所述顶盖贴合于所述第一芯片板顶部，所述基板贴合于所述第二芯片板底部。
[0011]进一步地，所述第一芯片板上设有第一流道和第二流道，所述第一流道与所述第二流道相交，所述第一流道的两端分别设有所述液流入口和所述微液滴出口，所述第二流道的两端分别设有外相液入口。
[0012]进一步地，所述第二芯片板上设有第三流道和第四流道，所述第三流道与所述第四流道相交，所述第三流道的两端分别设有所述液流入口和所述微液滴出口，所述第四流
道的两端分别设有外相液入口。
[0013]进一步地，所述第一流道上的所述微液滴出口与所述第二流道上的所述微液滴出口分别位于所述芯片板的不同两侧。
[0014]进一步地，所述液流入口包括呈环形设置的内相液入口和中间相液入口。
[0015]进一步地，所述泵腔包括位于所述所述第一芯片板的第一泵腔和位于所述第二芯片板的第二泵腔，所述第一泵腔与所述第一流道相交连通，所述第二流道位于所述第一流道的所述液流入口与所述第一泵腔之间，所述第二泵腔与所述第三流道相交连通，所述第四流道位于所述第三流道的所述液流入口与所述第二泵腔之间。
[0016]进一步地，所述第一泵腔的两端与所述第二泵腔的两端连通，所述电极层上贴合有介电材料疏水层，所述第一泵腔上的所述电极层与第一导线连接，所述第二泵腔上的所述电极层与第二导线连接，所述第一导线和所述第二导线分别贯穿出所述芯片板。
[0017]进一步地，所述顶盖和所述基板上分别贯穿设置有换液孔，所述换液孔与所述第一泵腔和所述第二泵腔连通。
[0018]本专利技术还提供一种液滴微流控芯片的微液滴制备方法，包括如下步骤：
[0019]S1：第一芯片板的内相液入口注入内相液，中间相液入口注入中间相液，在第二流道与液流入口之间的第一流道内形成双相环状流；第二芯片板的内相液入口注入内相液，中间相液入口注入中间相液，在第四流道与液流入口之间的第三流道内形成双相环状流；
[0020]S2：第一芯片板的外相液入口注入外相液，由第二流道进入第一流道包裹双相环状流形成三相环状流；第二芯片板的外相液入口注入外相液，由第四流道进入第三流道包裹双相环状流形成三相环状流；
[0021]S3：第一导线接通外部电源正极，第二导线接通外部电源负极，位于第一流道和第三流道相同侧的电浸润液体向第一流道移动，挤压三相环状流形成微液滴，微液滴从第一流道的微液滴出口流出；
[0022]S4：第一导线接通外部电源负极，第二导线接通外部电源正极，位于第一流道和第三流道相同侧的电浸润液体向第三流道移动，挤压三相环状流形成微液滴，微液滴从第三流道的微液滴出口流出。
[0023]本专利技术的技术方案通过电浸润动力机构外接电源的周期变化驱动电浸润液体对芯片板流道内的液流进行周期性挤压，以制备微液滴，由于直接利用电信号驱动控制电浸润液体的移动，没有机械传动的能耗和延时，相较于现有的控制方式反应更迅速，控制灵敏度、精度更高，制备微液滴的效率更高；调节电源频率可以形成不同大小液滴，生成方式简单，操作方便。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0025]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0026]图2为本专利技术图1的内部透视图；
[0027]图3为本专利技术图1的爆炸视图；
[0028]图4为本专利技术图3的内部透视图；
[0029]图5为本专利技术的第一芯片板俯视图；
[0030]图6为本专利技术图5的A处放大图；
[0031]图7为本专利技术图5的B处放大图；
[0032]图8为本专利技术泵腔处的剖面视图；
[0033]图9为本专利技术微液滴的制备方法示意图；
[0034]附图标记说明：
[0035]1‑
芯片板、101
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第一芯片板、102
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第二芯片板、103
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液流入口、104
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微液滴出口、105
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外相液入口
[0036]1011
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第一流道、1012
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第二流道
[0037]1021
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第三流道、1022
‑
第四流道
[0038]1031
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内相液入口、1032
‑
中间相液入口
[0039]2‑
顶盖
[0040]3‑
基板
[0041]4‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液滴微流控芯片，其特征在于，包括：芯片板，内设有流道，所述流道具有液流入口和微液滴出口；顶盖，贴合于所述芯片板顶部；基板，贴合于所述芯片板底部；电浸润动力机构，包括泵腔和电极层，所述泵腔设于所述芯片板上并与所述流道相交连通，所述电极层位于所述泵腔内，所述泵腔内填充有电浸润液体，所述电极层上的电压周期变化驱动所述电浸润液体在所述泵腔内往复移动。2.根据权利要求1所述的液滴微流控芯片，其特征在于，所述芯片板包括相互贴合的第一芯片板和第二芯片板，所述顶盖贴合于所述第一芯片板顶部，所述基板贴合于所述第二芯片板底部。3.根据权利要求2所述的液滴微流控芯片，其特征在于，所述第一芯片板上设有第一流道和第二流道，所述第一流道与所述第二流道相交，所述第一流道的两端分别设有所述液流入口和所述微液滴出口，所述第二流道的两端分别设有外相液入口。4.根据权利要求3所述的液滴微流控芯片，其特征在于，所述第二芯片板上设有第三流道和第四流道，所述第三流道与所述第四流道相交，所述第三流道的两端分别设有所述液流入口和所述微液滴出口，所述第四流道的两端分别设有外相液入口。5.根据权利要求4所述的液滴微流控芯片，其特征在于，所述第一流道上的所述微液滴出口与所述第二流道上的所述微液滴出口分别位于所述芯片板的不同两侧。6.根据权利要求5所述的液滴微流控芯片，其特征在于，所述液流入口包括呈环形设置的内相液入口和中间相液入口。7.根据权利要求6所述的液滴微流控芯片，其特征在于，所述泵腔包括位于所述所述第一芯片板的第一泵腔和位于所述第二芯片板的第二泵腔，所述第一泵腔与所述第一流道相交连通，所述第二流道位于所述第一流道的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江帆，黄玉琴，颜举，冯铁麟，黄君宏，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：