一种多功能微通道阵列液滴生成器及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能微通道阵列液滴生成器，包括样本桶体，样本桶体的中部开设有上下贯穿的水相通道，所述水相通道用于盛放水相或作为水相入口；芯片，其上端面与所述样本桶体的底面之间键合连接，环绕所述芯片的外周刻有若干个微通道阵列，所述芯片的中部开设有与所述水相通道适配连通的溶液主流道，所述圆形溶液主流道的外周向外发散开设有若干个均匀排布的溶液辅流道。本发明专利技术可通过手持注射，或注射泵注射，或批量离心的手段实现均匀液滴的高通量精确制备的方法，克服现有液滴发生装置及其控制仪器的成本较高的问题，并且可以随时随地生成液滴，高通量生成液滴，也可进行大量平行实验，满足不同应用场景的需求。满足不同应用场景的需求。满足不同应用场景的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能微通道阵列液滴生成器及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种液滴生成技术，具体是一种多功能微通道阵列液滴生成器及其使用方法。

技术介绍

[0002]稳定均匀的油包水液滴微反应器(water
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in
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oil droplet micro
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reactor)在单细胞测序、分子诊断、水凝胶微球合成等生物医学领域具有广阔的应用前景。微流控技术是一种通过在微通道中控制流体运动形成均匀液滴的通用方法。但是，现有的微流控芯片使用通常需要额外配套昂贵而笨重的辅助设备，较复杂的操作方式，从而增加了使用成本和人力成本，限制了其应用场景。因此，需要开发一种简易便捷的多功能液滴生成方法，降低成本，满足不同应用场景的使用需求。
[0003]因此，现有技术中的液滴生成器配套的辅助设备昂贵，而且使用环境局限，不能满足不同场景下使用的技术需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多功能微通道阵列液滴生成器及其使用方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多功能微通道阵列液滴生成器，其特征在于，包括：
[0006]样本桶体，所述样本桶体的中部开设有上下贯穿的水相通道，所述水相通道用于盛放水相或作为水相入口；
[0007]芯片，其上端面与所述样本桶体的底面之间键合连接，环绕所述芯片的外周刻有若干个微通道阵列，所述芯片的中部开设有与所述水相通道适配连通的溶液主流道，所述溶液主流道的外周向外发散开设有若干个均匀排布的溶液辅流道。
[0008]优选的，所述微通道阵列包括环绕所述芯片的外周依次间隔排列的凸块，任意相邻的两个所述凸块之间形成微通道，所述微通道的末端呈喇叭状，所述微通道的喇叭口朝外设置。
[0009]优选的，所述凸块的上端高于所述芯片的上端面，所述芯片的六个边各个角的位置设置有卡块，所述样本桶体的底面上对应所述卡块设置有卡槽，所述卡块卡入所述卡槽中实现连接；
[0010]所述微通道与所述样本桶体的底面形成供样本溶液中的水相分散到油相中的空隙。
[0011]优选的，所述芯片采用硅材质，所述芯片为六条棱边围合成的六棱柱结构，每个所述溶液辅流道设置在每个所述棱边的中部，并与所述凸块的后端面之间形成供样本溶液汇合流动的汇合槽，所述汇合槽连通所述溶液辅流道；
[0012]所述样本桶体采用塑料材质，呈六棱柱结构，所述样本桶体与所述芯片的形状相
适配。
[0013]优选的，所述水相通道内安装用于盛装样本溶液的水相杯。
[0014]优选的，所述芯片采用梯度乳化原理，生成液滴的大小与所述微通道的形状和尺寸相适配。
[0015]本专利技术还公开了一种多功能微通道阵列液滴生成器的使用方法，采用上述的多功能微通道阵列液滴生成器，包括以下步骤：
[0016]将液滴生成器的芯片部分浸入盛有油相的离心管中；
[0017]将水相通道中加入作为水相的样本溶液；
[0018]通过压力生成装置将所述水相通道中的水相挤入所述芯片中，水相沿着芯片的溶液主流道向外扩散到各个溶液辅流道，并通过溶液辅流道扩散到微通道阵列中，之后通过微通道阵列分散到离心管中的油相中，产生液滴。
[0019]优选的，所述压力生成装置为微量注射器，通过手持微量注射器，将微量注射器的出口端连接所述水相通道，通过注射产生的压力将水相挤入芯片中，并分散到油相中产生液滴。
[0020]优选的，所述压力生成装置为注射泵与微量注射器，所述注射泵连接所述微量注射器，将微量注射器的出口端连接所述水相通道，通过注射泵对微量注射器产生的压力，将水相挤入芯片中，并分散到油相中产生液滴。
[0021]优选的，所述压力生成装置为离心机，所述离心机上装设有均匀排布的若干个的安装槽位，并将芯片浸入盛有油的离心管中形成液滴生成装置，并通过水相通道加入水相，将液滴生成装置批量放入安装槽位内，开启离心机，通过离心机的离心力将水相甩入油相中批量生成液滴。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的液滴生成器简单、高效，可通过手持注射，或注射泵注射，或批量离心的手段实现均匀液滴的高通量精确制备的方法，克服现有液滴发生装置及其控制仪器的成本较高的问题，并且可以随时随地生成液滴，高通量生成液滴，也可进行大量平行实验，满足不同应用场景的需求，并且能够确保生成的液滴颗粒大小的均匀性，可有效提高液滴颗粒大小的CV值的特点。
附图说明
[0023]图1为本专利技术液滴生成器中芯片的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术液滴生成器中样本桶体结构示意图；
[0025]图3为本专利技术液滴生成器的结构示意图；
[0026]图4为本专利技术在生成液滴中与液滴生成器配套的离心管的安装结构示意图；
[0027]图5为本专利技术在生成液滴中与液滴生成器配套的水相杯及离心管的安装结构示意图；
[0028]图6为本专利技术第一个实施例中手持微量注射器的方式进行挤压液滴的结构示意图；
[0029]图7为本专利技术第二个实施例中通过注射泵方式挤压形成液滴的结构示意图；
[0030]图8为本专利技术第三个实施例中通过离心泵的离心力形成液滴的结构示意图；
[0031]图9为第一个实施例中不同实验人员通过手持注射方式产生的液滴形态；
[0032]图10为第二个实施例中在不同的流速下产生的液滴形态；
[0033]图11为第二个实施例中采用不同的油相的前提下产生的液滴的形态；
[0034]图12为在第三个实施例中不同的离心速率下产生的液滴形态。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]参见图1
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图3，本专利技术提出一种多功能微通道阵列液滴生成器，包括样本桶体2和芯片1，其中样本桶体2，样本桶体2优选采用塑料材质，呈六棱柱结构，样本桶体2的中部开设有上下贯穿的水相通道4，水相通道4与芯片1键合后可用于盛放水相或作为水相入口，液滴发生装置集成度更高。
[0037]在另外一个实施例中，参见图5，也可以在水相通道4内安装用于盛装样本溶液的水相杯8，即将水相杯插入水相通道4内，水相杯8的上端向外侧凸出有外沿801，外沿801 的直径大于水相通道4的直径，因此在水相杯8插入水相通道4时，外沿801起到限定水相杯8的位置的作用，同时能够防止水相杯8掉落入水相通道4内。样本溶液也可以称为水相，再通过水相杯8可以和标准的注射器口进行组装，其特点和创新点是使用便携，集成度高，与实验室常用注射器和离心管匹配行高。
[0038]芯片1的上端面与样本桶体2的底面之间键合连接，环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能微通道阵列液滴生成器，其特征在于，包括：样本桶体(2)，所述样本桶体(2)的中部开设有上下贯穿的水相通道(4)，所述水相通道(4)用于盛放水相或作为水相入口；芯片(1)，其上端面与所述样本桶体(2)的底面之间键合连接，环绕所述芯片(1)的外周刻有若干个微通道阵列，所述芯片(1)的中部开设有与所述水相通道(4)适配连通的溶液主流道(3)，所述溶液主流道(3)的外周向外发散开设有若干个均匀排布的溶液辅流道(31)。2.根据权利要求1所述的一种多功能微通道阵列液滴生成器及其使用方法，其特征在于：所述微通道阵列包括环绕所述芯片(1)的外周依次间隔排列的凸块(5)，任意相邻的两个所述凸块(5)之间形成微通道(6)，所述微通道(6)的末端呈喇叭状，所述微通道(6)的喇叭口朝外设置。3.根据权利要求1所述的一种多功能微通道阵列液滴生成器，其特征在于，所述凸块(5)的上端高于所述芯片(1)的上端面，所述芯片(1)的六个边各个角的位置设置有卡块(71)，所述样本桶体(2)的底面上对应所述卡块(71)设置有卡槽，所述卡块(71)卡入所述卡槽中实现连接；所述微通道(6)与所述样本桶体(2)的底面形成供样本溶液中的水相分散到油相中的空隙。4.根据权利要求1所述的一种多功能微通道阵列液滴生成器，其特征在于，所述芯片(1)采用硅材质，所述芯片(1)为六条棱边(7)围合成的六棱柱结构，每个所述溶液辅流道(31)设置在每个所述棱边(7)的中部，并与所述凸块(5)的后端面之间形成供样本溶液汇合流动的汇合槽(32)，所述汇合槽(32)连通所述溶液辅流道(31)；所述样本桶体(2)采用塑料材质，呈六棱柱结构，所述样本桶体(2)与所述芯片(1)的形状相适配。5.根据权利要求1所述的一种多功能微通道阵列液滴生成器，其特征在于，所述水相通道(4)内安装用于盛装样本溶液的水相杯。6.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永成，唐政敏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：