一种油水分离的微流控芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种油水分离的微流控芯片及其制备方法，该微流控芯片表面有微结构和微通道，在微通道的左右两侧分别进行亲水和亲油修饰，在电场的作用下，油水混合溶液发生破乳，水往亲水侧移动，油往亲油侧移动，最后实现油水分离，主要应用于变压器油、发电厂透平油、海上原油泄漏事故处理、油田落地油、海上钻井平台浮油、钢铁厂平流油、炼油厂大量含油废水等相关领域。该微流控芯片实现了油水混合溶液的快速破乳与迅速分离，具有便携、经济、快速、高效的特点，为油水分离领域提供了一种全新的分析技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该微流控芯片表面有微结 构和微通道，在微通道的左右两侧分别进行亲水和亲油修饰，在电场的作用下，油水混合溶 液发生破乳，水往亲水侧移动，油往亲油侧移动，最后实现油水分离，主要应用于变压器油、 发电厂透平油、海上原油泄漏事故处理、油田落地油、海上钻井平台浮油、钢铁厂平流油、炼 油厂大量含油废水等相关领域。
技术介绍
20世纪80年代后期，为了建立更类似于体内环境的培养体系，尽可能使体外环境 与体内环境相吻合，从而使细胞间能相互沟通信息，相互支撑生长增殖，人们在细胞培养技 术的基础上发展出了细胞共培养技术。细胞共培养技术是将2种或2种以上的细胞共同培 养于同一环境中，由于其具有更好地反映体内环境的优点，所以这种方法被广泛应用于现 代细胞研究中。目前，细胞共培养技术最多应用于骨细胞和神经细胞。细胞共培养体系主要通过 两种方法建立①直接共培养体系，即将2种或2种以上的细胞同时或分别接种于同一孔 中，不同种类的细胞之间直接接触；②间接共培养体系，即将2种或2种以上的细胞分别接 种于不同的载体上，然后将这两种载体置于同一培养环境之中，使不同种类的细胞共用同 一种培养体系而不直接接触。共培养体系主要作用诱导细胞向另一种细胞分化；诱导细胞自身分化；维持细 胞功能和活力；调控细胞增殖；促进早期胚胎发育和提高代谢产物产量。从上世纪30年代 开始，细胞培养逐渐成为研究人员实验过程中不可缺少的重要步骤，其载体工具培养皿/ 培养瓶也逐步被大家所认可，成为了一种常规的实验耗材。虽然到目前为止，很多科学家认 为培养皿/培养瓶的这种体外培养条件与体内生长环境有着显著的不同,但是由于没有更 好的培养载体来改变这个现状，所以生物学家们也只能退而求次的默认这种情况的存在。 但是近来，一种Petaka细胞培养系统的问世，获得美国、欧洲广大生物科学家的青睐，培养 皿/培养瓶的一些致命缺陷又再一次被提及，成为研究人员热烈讨论的话题之一。常规的细胞培养皿很难完成多种细胞的共培养，因此，发展一种便捷、快速、高效、 低成本的多细胞培养技术，是细胞生物学等领域的迫切需求。近年来，微流控芯片分析技术 已成为分析化学中一个重要的研究方向，是其中最活跃的一支，无论是在科研还是应用领 域都获得了广泛的重视。微流控芯片作为一种新型的分析检测平台，具有高通量、集成化、 多重平行分析、便携式、易操作、成本低等优点，已经在众多领域获得了广泛应用。然而，采 用微流控芯片，在其表面制备微结构和微通道，依靠微通道中多层液体之间的层流效应驱 动样品微流体，同时完成多种细胞的植入技术，目前在多种细胞共培养的应用领域尚未有 实质性的突破。多种细胞共培养微流控芯片能将2种或2种以上的细胞共同培养于同一环境中， 能更真实地反映人体组织细胞之间的互相影响，有利于实验者观察细胞与细胞之间互相作用，特别是多个细胞对一个细胞的影响，也有利于快速筛选新药的疗效和毒性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了，该微流控芯片 表面有微结构和微通道，在微通道的左右两侧分别进行亲水和亲油修饰，在电场的作用下， 油水混合溶液发生破乳,水往亲水侧移动,油往亲油侧移动,最后实现油水分离。微流控芯 片由刻有微米级别的微结构和微通道的芯片和粘性薄膜封合而成，微结构和微通道通过微 加工技术制备。为实现上述目的，本专利技术采用以下的操作步骤(I)用计算机辅助设计软件设计和绘制微流控芯片中各层芯片的微结构和微通道 图形。(2)通过微加工技术在各层微流控芯片基材表面和粘性薄膜上加工所需的微结构 和微通道，包括进样孔、分离主通道和分离分通道。(3)利用双层粘性薄膜，将各层离心式微流控芯片对齐、粘合、加压封合，组成油水 分离的微流控芯片。(4)将油水混合溶液从样品池加入，施加一定电场，使油水混合溶液进行破乳。(5)溶液迅速破乳后，利用亲水和亲油界面的同性相吸原理，完成油水的分离。本专利技术中，油水分离的微流控芯片的芯片基材可以是PMMA、PC、PVC、C0C、铜、铝、不 锈钢、硅片、玻璃圆片，也可是市售的各类普通CD光盘。本专利技术中，油水分离的微流控芯片和粘性薄膜的微结构和微通道可以通过数控铣 刻、激光刻蚀、LIGA技术、模塑法、热压法、化学腐蚀制备，也可用软刻蚀技术制备。本专利技术中，油水分离的微流控芯片是由两层芯片组成，各层芯片之间用粘性薄膜 贴合，粘性薄膜可以是双层力致粘性薄膜，也可是普通双面胶薄膜。本专利技术中，油水分离的微流控芯片上的样品溶液的驱动依靠油水溶液储液罐与进 样孔之间的液差所产生的重力。本专利技术中，油水分离的微流控芯片的油水破乳是依靠微通道两侧之间形成的电场 来完成的。本专利技术中，油水分离的微流控芯片的微通道两侧的表面分别进行了亲水和亲油的 表面修饰。本专利技术中，油水分离的微流控芯片进行微通道表面修饰的亲水剂是本专利技术中，油水分离的微流控芯片进行微通道表面修饰的亲油剂是本专利技术提出的油水分离的微流控芯片及其制备方法，操作简单、实现了油水混合 溶液的快速破乳和迅速分离，降低了试剂与样品的用量，简化了分离过程，具有便携、经济、 快速、高效的特点，在油水分离的相关领域中具有良好的应用前景。附图说明图1.油水分离的微流控芯片的结构示意图。a.亲水界面，b.亲油界面，c.电场正极，d.电场负极，e.电源。具体实施方案实施例1用计算机辅助设计软件设计和绘制离心式微流控芯片的两层芯片的微结构和微 通道图形。利用数控CNC系统加工制备两层圆片状聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)芯片的微结 构和微通道，分别用自来水、蒸馏水清洗各层芯片，并用乙醇擦拭芯片表面残留的指纹、油 溃等污溃。在双面胶薄膜上，用刻字机加工制备所需的微结构和微通道。将两层芯片小心 对齐、粘合、加压封合，制成油水分离的微流控芯片。将油水溶液储液罐与进样注入孔相连， 利用液差加入待分离的油水混合溶液，施加电场，油水混合溶液在分离主通道迅速破乳，水 组分向亲水界面移动，油组分向亲油界面移动，最后实现油水分离。实施例2用计算机辅助设计软件设计和绘制离心式微流控芯片的两层芯片的微结构和微 通道图形。利用数控CNC系统加工制备两层圆片状聚碳酸酯(PC)芯片的微结构和微通道， 分别用自来水、蒸馏水清洗各层芯片，并用乙醇擦拭芯片表面残留的指纹、油溃等污溃。在 双面胶薄膜上，用刻字机加工制备所需的微结构和微通道。将两层芯片小心对齐、粘合、加 压封合，制成油水分离的微流控芯片。将油水溶液储液罐与进样注入孔相连，利用液差加入 待分离的油水混合溶液，施加电场，油水混合溶液在分离主通道迅速破乳，水组分向亲水界 面移动，油组分向亲油界面移动，最后实现油水分离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油水分离的微流控芯片及其制备方法，其特征在于该微流控芯片表面有微结构和微通道，在微通道的左右两侧分别进行亲水和亲油修饰，在电场的作用下，油水混合溶液发生破乳，水往亲水侧移动，油往亲油侧移动，最后实现油水分离。微流控芯片由刻有微米级别的微结构和微通道的芯片和粘性薄膜封合而成，微结构和微通道通过微加工技术制备。

【技术特征摘要】
1.一种油水分离的微流控芯片及其制备方法，其特征在于该微流控芯片表面有微结构和微通道，在微通道的左右两侧分别进行亲水和亲油修饰，在电场的作用下，油水混合溶液发生破乳,水往亲水侧移动,油往亲油侧移动,最后实现油水分离。微流控芯片由刻有微米级别的微结构和微通道的芯片和粘性薄膜封合而成，微结构和微通道通过微加工技术制备。2.按权利要求1所述的油水分离的微流控芯片及其制备方法，其特征在于，其制作步骤如下(1)用计算机辅助设计软件设计和绘制微流控芯片中各层芯片的微结构和微通道图形。(2)通过微加工技术在各层微流控芯片基材表面和粘性薄膜上加工所需的微结构和微通道，包括进样孔、分离主通道和分离分通道。(3)利用双层粘性薄膜，将各层离心式微流控芯片对齐、粘合、加压封合，组成油水分离的微流控芯片。(4)将油水混合溶液从样品池加入,施加一定电场,使油水混合溶液进行破乳。(5)溶液迅速破乳后，利用亲水和亲油界面的同性相吸原理，完成油水的分离。3.按权利要求1或2所述的油水分离的微流控芯片及其制备方法，其特征在于，这种油水分离芯片的核心功能器件是微流控芯片，此芯片以液差产生的重力作为油水混合溶液流动的驱动力，可以批量生产、多次利用、灵活设计与组装。4.按权利要求1或2所述的油水分离的微流控芯片及其制备方法，其特征在于，这种油水分离芯片上的微结...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙俊，
申请(专利权)人：苏州汶颢芯片科技有限公司，
类型：发明
国别省市：