本发明专利技术公开了一种微液滴生成装置，涉及微流控装置技术领域，包括：基座、盖片、螺母盖、peek螺丝头，所述基座、盖片为共用轴线的旋转体，所述基座、盖片的轴线上分别设有第一通孔及第二通孔，所述螺母盖的中部开孔；所述基座上表面设有第一凹槽，侧面设有装配孔，所述第一凹槽的底部设有第二凹槽，所述装配孔、第二凹槽连通；所述第一凹槽底部放置有垫片。本发明专利技术还公开了使用上述装置生成微液滴的方法。本发明专利技术通过更换不同内径的毛细管a、b，不同厚度的垫片500，可获得不同尺寸的通道结构。本发明专利技术通过调整连续相、不连续相的流速，获得不同粒径的液滴，且使用极性溶剂或非极性溶剂时均能保持良好的流动性，不易发生堵塞。不易发生堵塞。不易发生堵塞。
【技术实现步骤摘要】
一种微液滴生成装置及方法
[0001]本专利技术涉及微流控装置
，具体为一种微液滴生成装置及方法。
技术介绍
[0002]微流控指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升nL到飞升fL)的系统。流体在微流控的微通道中主要的流体现象有层流和液滴。当两相不互溶的液体(油和水)在微流控通道中流动时，在液/液界面张力和剪切力的作用下，其中一相流体会形成高度均一的间断流，即液滴，如附图1所示。
[0003]目前基于微流控体系的液滴生成方法中，最常用的有主动式和被动式两种。在主动式中，主要采用诸如热量、气压、压电、微阀和磁场等外场驱动力实现液滴生成。相比主动式而言，被动生成方法无需施加外场作用，直接利用微通道几何结构的限制促使流场交界面发生变形、界面不稳定性增加，从而生成离散相液滴。被动式液滴生成技术不仅可以生成大小均一、单分散度好、空间分布均匀的连续液滴串，还能有效避免外界作用干扰，消除交叉污染。根据材料的不同，在被动式中微流控装置主要是PDMS微流控芯片和毛细管微流控装置，但是PDMS芯片的加工相对复杂，成本较高，且PDMS在非极性溶剂中有溶胀作用，一旦发生堵塞难以疏通，重复利用率低，且通道尺寸容易受压力影响。毛细管微流控装置对毛细管的制造精度要求较高。根据通道结构类型不同，主要分为三种：T型结构、共轴型、聚焦流型。
[0004]T型结构中，分散相在接点处被连续相剪切，然后破碎成液滴。形成的微液滴的体积则取决于两相液流之间的流速比、两相之间的流量、通道大小等；但是如果两相液流的驱动压力有很大的差别，那么就不能形成液滴，两相液流则会表现为层流。这种结构容易堵塞。
[0005]在共流结构中，将分散相引入内部通道，连续相沿相同方向流入外部通道。然后，分散相和连续相流体在平行流中相遇，界面张力和剪切力的共同作用使分散相被连续相挤压断裂形成均匀的液滴。该通道内，液滴的大小受流体性质和流速的影响。其中流速为主要因素。此外，该通道内液滴主要呈现两种状态。当流体低速流动时，毛细管孔口的尖端会周期性地形成液滴，被称为滴流模式，该模式产生的液滴是高度单分散的。如果将任何一种流体的流速提高到某个临界值上，内部流体被拉长，在下游形成液滴，则被称为射流模式，以喷射方式产生的液滴大部分是多分散的。
[0006]在聚焦流结构中，基于流体动力聚焦，连续相对分散相进行对称剪切，导致分散相破碎成液滴。跟T形装置方法相比而言，使用聚焦流的方法更加容易控制微液滴的产生，液滴形成相对稳定，而且形成液滴的粒径分布会更加宽泛。利用聚焦流法形成的微液滴的雷诺数很小，通常介于0.01与0.1之间，主要作用力是界面张力，两相液流的黏性力作用大于液流速度所带来的惯性力的作用。
[0007]相比而言，聚焦流的方法更加容易控制微液滴的产生，液滴形成相对稳定，而且形成液滴的粒径分布会更加宽泛。但无论是PDMS微流控芯片，还是毛细管微流控装置，同一个
装置的通道尺寸是固定的，无法进行调整，存在结构单一的问题。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于：提供一种微液滴生成装置，具有可调整的通道尺寸，且极性溶剂或非极性溶剂均可作为连续相，以解决现有的微流控装置存在的问题。
[0009]本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]一种微液滴生成装置，包括：基座、盖片、螺母盖、peek螺丝头，所述基座、盖片为共用轴线的旋转体，所述基座、盖片、螺母盖、peek螺丝头可拆卸连接，所述基座的轴线上设有第一通孔，所述盖片的轴线上设有第二通孔，所述螺母盖的中部开孔；
[0011]所述基座上表面设有第一凹槽，所述第一凹槽用于放置盖片，所述第一凹槽的底部设有第二凹槽，所述第二凹槽位于第一通孔外侧，所述基座的侧面设有装配孔，所述装配孔用于安装peek螺丝头，所述装配孔、第二凹槽连通；
[0012]所述盖片的侧面与所述第一凹槽紧贴，所述第一凹槽底部放置有垫片，所述垫片位于第二凹槽外侧，所述螺母盖用于将盖片压紧在第一凹槽内。
[0013]优选的，当所述螺母盖拧紧时，所述盖片的上表面高于基座的上表面，同时所述基座的上表面不与螺母盖的内表面接触。
[0014]优选的，所述第一凹槽的中部设有锥形槽，所述盖片的底部设有锥形凸出部，所述锥形槽、锥形凸出部、第一凹槽同轴。
[0015]优选的，所述锥形槽、锥形凸出部的圆心角和高度均相等。
[0016]优选的，所述第一凹槽内设有密封垫圈，所述密封垫圈的内侧与盖片紧贴。
[0017]优选的，所述基座、盖片、螺母盖、垫片均为金属材质，peek螺丝头为塑料材质。
[0018]本专利技术还提供一种微液滴生成方法，包括如下步骤：
[0019]S1：将毛细管a从第二通孔中穿过，使毛细管a下端断面不高于盖片下表面，并固定；
[0020]S2：将带有毛细管a的盖片放入基座上的第一凹槽中，放上螺母盖并拧紧，然后将另1根毛细管b插入第一通孔中，向上推至不动为止，并固定；
[0021]S3：拆下螺母盖，取出带有毛细管a的盖片，在第一凹槽内放入垫片、密封垫圈，再装回盖片、螺母盖，并将螺母盖拧紧；
[0022]S4：将毛细管a连接到装有不连续相的注射装置上，并将毛细管b与收集管连接，同时将显微镜的镜头贴到毛细管b处；
[0023]S5：将peek螺丝头拧入基座，并装好peek管，peek管另一端连通连续相容器，连续相容器连通压力泵；
[0024]S6：启动压力泵，当连续相从毛细管b中流出时，通过显微镜观察连续相中是否有气泡，无气泡时打开注射装置，即可在连续相中生成不连续相的微液滴。
[0025]优选的，步骤S1中，毛细管a下端断面与盖片下表面持平或突出于盖片下表面。
[0026]优选的，毛细管a、毛细管b为石英毛细管，注射装置为带有注射泵的注射器。
[0027]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0028](1)通过调整不同内径的毛细管a、b，不同厚度的垫片可形成不同尺寸的通道结构，实现在同一个装置上产生多种不同的通道结构，解决了毛细管微流控装置通道结构单
一的问题；
[0029](2)除密封垫圈外的结构均采用金属材质，使用极性溶剂或非极性溶剂时均能保持良好的流动性，不易发生堵塞；
[0030](3)由于垫片的支撑，在盖片与基座之间形成了一圈圆锥形的通道，连续相流体通过锥形通道聚焦至毛细管a、b间的狭缝中，由于通道截面积变小，流体会受到挤压力的作用，使不连续相破碎成液滴。
附图说明
[0031]图1为微液滴生成过程演示图。
[0032]图2为本专利技术的微液滴生成装置爆炸图。
[0033]图3为本专利技术的微液滴生成装置装配图。
[0034]图4为图3中A、B处放大图，其中Ⅰ为图3中A处放大图，Ⅱ为图3中B处放大图。
[0035]图5为毛细管a、b接触位置的放大图。
[0036]图6为实施例1的显微本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微液滴生成装置，其特征在于，包括：基座(100)、盖片(200)、螺母盖(300)、peek螺丝头(400)，所述基座(100)、盖片(200)为共用轴线的旋转体，所述基座(100)、盖片(200)、螺母盖(300)、peek螺丝头(400)可拆卸连接，所述基座(100)的轴线上设有第一通孔(101)，所述盖片(200)的轴线上设有第二通孔(201)，所述螺母盖(300)的中部开孔；所述基座(100)上表面设有第一凹槽(102)，所述第一凹槽(102)用于放置盖片(200)，所述第一凹槽(102)的底部设有第二凹槽(103)，所述第二凹槽(103)位于第一通孔(101)外侧，所述基座(100)的侧面设有装配孔(104)，所述装配孔(104)用于安装peek螺丝头(400)，所述装配孔(104)、第二凹槽(103)连通；所述盖片(200)的侧面与所述第一凹槽(102)紧贴，所述第一凹槽(102)底部放置有垫片(500)，所述垫片(500)位于第二凹槽(103)外侧，所述螺母盖(300)用于将盖片(200)压紧在第一凹槽(102)内。2.根据权利要求1所述的一种微液滴生成装置，其特征在于，当所述螺母盖(300)拧紧时，所述盖片(200)的上表面高于基座(100)的上表面，同时所述基座(100)的上表面不与螺母盖(300)的内表面接触。3.根据权利要求2所述的一种微液滴生成装置，其特征在于，所述第一凹槽(102)的中部设有锥形槽(105)，所述盖片(200)的底部设有锥形凸出部(202)，所述锥形槽(105)、锥形凸出部(202)、第一凹槽(102)同轴。4.根据权利要求3所述的一种微液滴生成装置，其特征在于，所述锥形槽(105)、锥形凸出部(202)的圆心角和高度均相等。5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：晁志引，刘洋，仇鑫，冉海莹，刘芳，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学，
类型：发明
国别省市：
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