一种基于高能光源的微流控液体混合实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于高能光源的微流控液体混合实验装置，该装置包括：微流控芯片

【技术实现步骤摘要】
一种基于高能光源的微流控液体混合实验装置


[0001]本技术属于实验设备
，特别是涉及一种基于高能光源的微流控液体混合实验装置
。

技术介绍

[0002]微流控芯片技术已被列入
21
世纪最为重要的前沿技术之一，作为一项高度学科交叉的研究技术，微流控芯片从设计
、
加工到应用，涵盖了分析化学
、
微机电加工
、
计算机科学
、
电子学
、
材料科学
、
生命科学
、
现代医学等前沿学科，实现了从样品制备
、
处理到样品检测的集成化
、
微型化
、
自动化与便携化
。
微流控芯片技术的产生与发展，将原本需要在常规实验室多种仪器辅助下才能完成的实验，成功微缩集成在一个芯片系统实现，这样不仅大大提高了实验速度，显著减少了实验成本，最为重要的是使得高通量
、
快速时间分辨样品检测成为可能
。
顺应现代分析设备的微型化
、
集成化
、
便携化发展趋势，微流控芯片技术在高通量
、
低消耗
、
大规模平行处理方面具有极大的优势
。
[0003]软物质科学自
19
世纪中后期开始兴起，现已发展成高度学科交叉研究领域
。
软物质体系的基本特性是对外界微小环境变量的敏感性
、
非线性响应
、
以及自组织行为等，其中流体环境
(
如：缓冲溶液类型
、
添加剂与表面活性剂的种类
、
不同流体浓度梯度
、
不同
pH
值等
)
的改变是触发软物质基本单元相互作用发生自组装的重要环境变量，微流控芯片技术就是实现流体环境改变的重要实验技术
。
[0004]将微流控芯片技术集成到同步辐射线站是在分子水平上研究软物质体系动态反应过程的重要实验方法，同步辐射
X
‑
射线的高亮度可为测试体系提供高时空分辨率的探测光源，微流控芯片能够实现环境变量触发时间的快速可控，现今微流控芯片混合流道设计的基本原则是实现流体在交互界面的混合碰撞，比如最常见的
T
型流道芯片设计，通过将两个独立的流体从水平方向的两端同时泵入，并在流体交互界面发生碰撞实现流体混合，进而将混合流体经由垂直于入口流道的液体通路泵出，这种
T
型流道芯片现已被广泛应用于生物制药领域
。
然而，从流体力学的角度分析，混合流体流经
T
形流道一定距离后，在直通道中的流动方式为简单的层流，显著降低了流体的混合效率
。
[0005]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案
。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种基于高能光源的微流控液体混合实验装置，通过改变微流道结构来改变液体样品的流动状态，提高液体样品之间的混合效率，用于解决现有技术中流体混合效率低的问题
。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种基于高能光源的微流控液体混合实验装置，所述微流控液体混合实验装置包括：
[0008]微流控芯片，所述微流控芯片包括微流道结构，所述微流道结构包括进样流道
、
初混合流道
、
第二混合流道和出样流道；所述进样流道包括第一进样口和第二进样口，所述第
一进样口和所述第二进样口分别位于所述进样流道的两端；所述初混合流道与所述进样流道连通设置，自所述第一进样口
、
所述第二进样口注入的液体样品汇聚至所述初混合流道进行碰撞并初步混合，形成初混合样品；所述第二混合流道位于所述初混合流道下方并相互连通，所述第二混合流道包括主通道和子通道，所述主通道与所述子通道向下延伸并相交形成多个相互连通的环形通道，且相邻两个所述环形通道之间通过混合汇流口连通设置；所述出样流道位于所述第二混合流道的下方，且与所述第二混合流道的输出端连通设置，所述初混合样品经所述第二混合流道进行多次混合后进入所述出样流道；
[0009]注射单元，所述注射单元包括第一注射泵和第二注射泵，所述第一注射泵的注射输出端与所述第一进样口连接，所述第二注射泵的注射输出端与所述第二进样口连接，所述第一注射泵和所述第二注射泵分别将液体样品注入所述微流道结构中；
[0010]驱动单元，所述驱动单元与所述微流控芯片连接，用于调整所述微流控芯片的位置；
[0011]控制单元，所述控制单元分别与所述注射单元
、
所述驱动单元电性连接
。
[0012]优选地，所述微流控芯片包括基体层和封窗层，所述微流道结构开设于所述基体层，所述封窗层位于所述基体层开设有所述微流道结构的一面，且所述封窗层与所述基体层的形貌相匹配设置
。
[0013]优选地，所述基体层与所述封窗层均为聚甲基丙烯酸甲酯材质，且所述微流控芯片为所述基体层与所述封窗层经热压键合而成的
。
[0014]优选地，所述微流控芯片的总厚度为
2.8
～
3.2mm
，所述基体层的厚度为
1.8
～
2.2mm
，且所述微流道结构的深度为
100
～
200
μ
m。
[0015]优选地，所述出样流道的宽度不小于所述混合汇流口的宽度，且所述出样流道的宽度为
280
μ
m
～
330
μ
m。
[0016]优选地，所述环形通道为不对称的圆环通道，所述环形通道包括第一半圆环通道和第二半圆环通道，多个所述第一半圆环通道形成连通的所述主通道，多个所述第二半圆环通道形成连通的所述子通道
。
[0017]优选地，所述环形通道的数量为4～8个
。
[0018]优选地，所述第一半圆环通道的宽度大于所述第二半圆环通道的宽度
。
[0019]优选地，所述第一半圆环通道的宽度为所述第二半圆环通道宽度的
1.5
～2倍
。
[0020]优选地，所述出样流道的出样端还连接设置有样品收集器，所述样品收集器用于收集混合后的样品
。
[0021]如上所述，本技术的基于高能光源的微流控液体混合实验装置及其应用，具有以下
[0022]有益效果：
[0023]本技术中的微流控液体混合实验装置包括微流控芯片
、
注射单元
、
驱动单元和控制单元，控制单元高精度控制驱动单元实现高能光源的光束中心与微流控芯片的光路快速校准，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于高能光源的微流控液体混合实验装置，其特征在于：所述微流控液体混合实验装置包括：微流控芯片，所述微流控芯片包括微流道结构，所述微流道结构包括进样流道
、
初混合流道
、
第二混合流道和出样流道；所述进样流道包括第一进样口和第二进样口，所述第一进样口和所述第二进样口分别位于所述进样流道的两端；所述初混合流道与所述进样流道连通设置，自所述第一进样口
、
所述第二进样口注入的液体样品汇聚至所述初混合流道进行碰撞并初步混合，形成初混合样品；所述第二混合流道位于所述初混合流道下方并相互连通，所述第二混合流道包括主通道和子通道，所述主通道与所述子通道向下延伸并相交形成多个相互连通的环形通道，且相邻两个所述环形通道之间通过混合汇流口连通设置；所述出样流道位于所述第二混合流道的下方，且与所述第二混合流道的输出端连通设置，所述初混合样品经所述第二混合流道进行多次混合后进入所述出样流道；注射单元，所述注射单元包括第一注射泵和第二注射泵，所述第一注射泵的注射输出端与所述第一进样口连接，所述第二注射泵的注射输出端与所述第二进样口连接，所述第一注射泵和所述第二注射泵分别将液体样品注入所述微流道结构中；驱动单元，所述驱动单元与所述微流控芯片连接，用于调整所述微流控芯片的位置；控制单元，所述控制单元分别与所述注射单元
、
所述驱动单元电性连接
。2.
根据权利要求1所述的基于高能光源的微流控液体混合实验装置，其特征在于：所述微流控芯片包括基体层和封窗层，所述微流道结构开设于所述基体层，所述封窗层位于所述基体层开设有所述微流道结构的一面，且所述封窗层与所述基体层的形貌相匹配设置
。3.
根据权利要求2所述的基于高能光源的微流控液体混合实验装置，其特征在于：所述基体层与所述封窗层均为聚甲基丙烯酸甲酯材质，且所述微流控芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，宋攀奇，刘广峰，张建桥，李怡雯，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：新型
国别省市：