纳米磁流体混合分选装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种纳米磁流体混合分选装置及其工作方法，主要用于细胞或组织的磁珠分选或流体混合

【技术实现步骤摘要】
纳米磁流体混合分选装置及其工作方法


[0001]本专利技术涉及微流控
，具体涉及一种纳米磁流体混合分选装置及其工作方法
。

技术介绍

[0002]随着微加工技术的不断发展完整，微流控芯片在合成
、
医药
、
生物等领域发挥的作用越来越大
。
在医药领域，微流控芯片主要用于疾病的诊断或药品的生产；在合成领域，主要用于各种微珠的制造；在生物领域则可以用于各种组织和动物细胞的培养和组分分析
。
传统的微流控芯片虽然能实现细胞组织分选的功能，但在分选精度
、
分选效率上仍存在不足，且受尺寸的限制，加工难度大，加工精度低
、
适应性较差
。
近年来虽然发展出一些纸质芯片，大大降低了分选的成本，但分选方式主要为被动分选，分选的准确性仍有待提高且易对细胞组织造成破坏
。
同时，因其材料特性，纸质芯片只能单次使用，长期使用成本并不低廉
。
而当微通道作为反应器进行两种物料的混合时，由于受通道尺寸的限制，其混合效率较低，混合效果并不十分理想
。
某些微通道反应器为了提高物料的混合效率，在通道内部增加了微针或微翅片，大大增加了制造成本和制造难度，也使通道内部的阻力大大增加，且通道内部一旦发生堵塞，不易清理和维修
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种纳米磁流体混合分选装置及其工作方法，能够实现细胞或组织的磁珠主动分选，也能用于不同流体的混合
。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：一种纳米磁流体混合分选装置，其特征在于，包括上层密封盖板，中层分离混合层，下层磁性转子层，上中下三层依次重叠排列组合在一起，
[0005]所述上层密封盖板上设置有流体进口及分选物出口，中层分离混合层包括与物料进口相连的物料进口通道
、
与分选物出口相连的分选物出口通道
、
残液出口通道
、
环形分选通道以及纳米磁流体捕获器，环形分选通道中部形成一中心通孔，物料进口通道
、
分选物出口通道
、
残液出口通道分别与环形分选通道连通，环形分选通道内封闭有一定数量的纳米磁流体微团作为纳米磁流体捕获器，纳米磁流体微团能够在下层磁性转子层产生的外加磁场作用下改变其形状和位置，并通过纳米磁流体自身磁性将混合物流体中的细胞或粒子分选出来，并在下层磁性转子层的带动下，沿分选通道将捕获的分选物送至分选物出口通道并释放，分选之后的残液能够经残液出口通道侧流出，
[0006]下层磁性转子层包括电磁体和磁性转子平台，可旋转的圆形磁性转子平台通过回转轴安装在下层芯片中心，磁性转子平台安装于中层分离混合层的中心通孔内，在所述磁性转子平台的边缘安装有扇环形的电磁体
。
[0007]进一步地，下层磁性转子层还包括连杆，所述电磁体数量为多个，电磁体布置的方式为对称布置或非对称布置，电磁体之间还装有所述连杆
。
[0008]进一步地，磁性转子平台的直径小于中层分离混合层的中心通孔的直径
。
[0009]进一步地，物料进口通道
、
分选物出口通道为多个，多个物料进口通道和分选物出口通道均匀分布在环形分选通道的四周，成放射状排列
。
[0010].
根据权利要求所述的纳米磁流体混合分选装置，其特征在于，残液出口通道包括两个，两个残液出口通道位于环形分选通道的两侧
。
[0011]进一步地，上层密封盖板
、
中层分离混合层
、
下层磁性转子层通过热键合或螺栓压紧的方式组合在一起
。
[0012]根据上述的纳米磁流体混合分选装置的工作方法：
[0013]先将配置好的液体从流体进口注入装置内部，在压力的驱动下，液体穿过上层密封盖板流体进口向下，进入中层分离混合层的流体入口通道，并沿流体入口通道进入环形分选通道内，同时，磁性转子平台在回转轴的带动下，带动平台上的电磁体不断旋转，纳米磁流体微团在电磁体磁力的作用下，在环形分选通道内，跟随电磁体转动，由于纳米磁流体微团内包含有大量的铁磁性微粒，会将液体中的磁性粒子吸附在其表面，当磁流体微团携带被吸附的分选物经过出口通道时，在出口通道附近设置的反向磁场或改变磁体的磁场方向和大小，使吸附在纳米磁流体微团表面的磁性粒子释放，并在分选物出口处富集，最后流出装置，分选后的残液通过残液出口通道直接流出装置
。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
(1)
通道的结构形式简单，能够大大降低通道内部流体的阻力和压力降，且便于加工和制造，能大大降低加工制造成本；
[0015](2)
本专利技术可以采用
PMMA
或其他金属材料进行加工，可重复使用，便于拆卸和检修，大大提高了设备的使用寿命，降低维护运行成本；
[0016](3)
本专利技术采用多个进出口同时进液同时出液的形式，将被分选物的富集和分离集中在同一环节同时进行，大大提高生产效率，解决了传统微流控芯片低通量
、
生产率低的问题
。
[0017]除了上面所描述的目的
、
特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的
、
特征和优点
。
下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明
。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的整体结构结构拆分图
。
[0019]图2为本专利技术的上层盖板结构示意图
。
[0020]图3为本专利技术的中间层二维结构示意图
。
[0021]图4为本专利技术的中间层三维结构示意图
。
[0022]图5为本专利技术的下层磁性转子二维示意图
。
[0023]图6为本专利技术的下层磁性转子三维示意图
。
[0024]图7为本专利技术用于流体混合时工作原理图
。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细的阐述
。
[0026]如附图1所示为本专利技术的一种基于纳米磁流体的微通道分选及混合装置
。1
为上层密封盖板，2为中层分离混合层，3为下层磁性转子层
。
上中下三层依次重叠排列，并通过热键合或螺栓压紧的方式组合在一起，构成一个完整的分选混合装置
。
[0027]如附图2所示为本专利技术上层盖板的结构示意图
。
上层盖板1的作用主要为密封和引导流体流进流出，其上设置有流体进口
11
和
13
及分选物出口
12
和
14。
物料进出口可以成对出现，数量可以是
2、4、6、8
至多个，也可以根据流量和实际需要进行设置
。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种纳米磁流体混合分选装置，其特征在于，包括上层密封盖板
(1)
，中层分离混合层
(2)
，下层磁性转子层
(3)
，上中下三层依次重叠排列组合在一起，所述上层密封盖板
(1)
上设置有流体进口及分选物出口，中层分离混合层
(2)
包括与物料进口相连的物料进口通道
、
与分选物出口相连的分选物出口通道
、
残液出口通道
、
环形分选通道
(27)
以及纳米磁流体捕获器，环形分选通道
(27)
中部形成一中心通孔，物料进口通道
、
分选物出口通道
、
残液出口通道分别与环形分选通道
(27)
连通，环形分选通道
(27)
内封闭有一定数量的纳米磁流体微团
(28)
作为纳米磁流体捕获器，纳米磁流体微团
(28)
能够在下层磁性转子层
(3)
产生的外加磁场作用下改变其形状和位置，并通过纳米磁流体自身磁性将混合物流体中的细胞或粒子分选出来，并在下层磁性转子层
(3)
的带动下，沿分选通道
(27)
将捕获的分选物送至分选物出口通道并释放，分选之后的残液能够经残液出口通道侧流出，下层磁性转子层
(3)
包括电磁体
(31)
和磁性转子平台
(33)
，可旋转的圆形磁性转子平台
(33)
通过回转轴安装在下层磁性转子层
(3)
中心，磁性转子平台
(33)
安装于中层分离混合层
(2)
的中心通孔内，在所述磁性转子平台
(33)
的边缘安装有扇环形的电磁体
(31)。2.
根据权利要求1所述的纳米磁流体混合分选装置，其特征在于，下层磁性转子层
(3)
还包括连杆
(32)
，所述电磁体
(31)
数量为多个，电磁体
(31)
布置的方式为对称布置或非对称布置，电磁体
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬稔，张凯悦，卞雯静，董晓彤，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：