[發明專利]一種微流控分離芯片、分離器及超濾裝置

有效

• 申請號: 201210419557.X
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102896010A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 趙剛;朱凱旋;高大勇
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01D61/18;B01D61/22
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 馬佑平

技術領域

本發明涉及微流控領域，特別涉及一種能分離液體中的固體顆粒的微流控分離芯片、分離器及超濾裝置。

背景技術

常規的液體中固體顆粒的分離方式主要有膜過濾及離心過濾等，其中膜過濾是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現對原液的分離和濃縮的目的。離心過濾是指以離心力作為推動力，在具有過濾介質(如濾網、濾布)的有孔轉鼓中加入懸浮液，固體顆粒截留在過濾介質上，液體穿過濾餅層而流出，最后完成濾液和濾餅分離的過濾操作。但以上方法在分離液體中的活性顆粒時，這里的活性顆粒主要指帶有活性的粒子如細胞等，因壓力或者離心力的作用將較大的損傷活性顆粒的活性。

例如血液中的血小板廣泛地應用于臨床醫療和生物制品等行業，在使用時通常需要將血小板單獨分離出來，若采用離心過濾法去分離則需要對血液施加離心力，采用膜過濾法去分離則需要施加外力去驅動血液通過分離膜，以上兩種方法都會對血小板產生擠壓進而較大地損傷血小板，損傷的血小板活性大大降低，將嚴重的影響其進一步地使用。

因此，如何安全地分離液體中的顆粒特別是活性顆粒成為過濾領域中的難題。

發明內容

本發明提供了一種微流控分離芯片，結構簡單，可安全便捷地分離液體中的固體顆粒。

為實現本發明的目的，本發明的技術方案在于提出了一種微流控分離芯片，其包括第一平板和第二平板；其中

所述第一平板具有凹部，所述凹部周圍設置有至少一個第一輸入口、至少一個第一主輸出口和至少一個第一次輸出口，所述第一輸入口和所述第一主輸出口與所述凹部相通；

所述第二平板具有由微通道和至少一條與所述微通道的末端連通的匯流通道組成的超濾區域，所述超濾區域周圍設置有至少一個第二輸入口、至少一個第二主輸出口和至少一個第二次輸出口，所述第二次輸出口與所述匯流通道相通；

所述凹部覆蓋部分所述微通道，并所述匯流通道與所述凹部不連通，所述第一輸入口和所述第二輸入口對應設置并形成所述微流控分離芯片的輸入口，所述第一主輸出口和所述第二主輸出口對應設置并形成所述微流控分離芯片的第一輸出口，所述第一次輸出口和所述第二次輸出口對應設置并形成所述微流控分離芯片的第二輸出口。

優選地，所述凹部矩形設置，并所述凹部內具有矩陣排列的圓柱。

優選地，所述微通道平行設置，并所述微通道和所述匯流通道垂直設置。

優選地，所述微通道和所述匯流通道為矩形或半圓形形狀；其中

所述矩形微通道的寬為0.4～2.5μm，深為0.4～2.5μm，長為1～10cm；

所述半圓形微通道的直徑為0.4～2.5μm，長為1～10cm；

所述矩形匯流通道的寬為100～300μm，深為100～300μm，長為20～40cm；

所述半圓形匯流通道的直徑為100～300μm，長為20～40cm。

優選地，所述微流控分離芯片的材料可為聚二甲基硅氧烷或聚酰亞胺或聚甲基丙烯酸甲脂或聚對二甲苯或聚四氟乙烯。

進一步地，所述圓柱的直徑為100～200μm，高為400～600μm，相鄰圓柱的間距為1～2mm。

此外，本發明還提出了一種微流控分離器，由多個上述任一項所述的微流控分離芯片疊加組成，多個所述微流控分離芯片的輸入口對應設置并形成貫通微流控分離器的輸入通道，多個所述微流控分離芯片的第一輸出口對應設置并形成貫通微流控分離器的第一輸出通道，多個所述微流控分離芯片的第二輸出口對應設置并形成貫通微流控分離器的第二輸出通道。

此外，本發明還提出了一種微流控超濾裝置，包括由多個上述任一項所述的微流控分離芯片組成的微流控分離器及多個分別與所述微流分離器的輸入通道、第一輸出通道和第二輸出通道連接的流量控制裝置。

優選地，所述流量控制裝置為蠕動泵。

本發明提供的微流控分離芯片，包括第一平板和第二平板，并在第二平板上具有微通道和匯流通道，在分離活性顆粒時，不需要對活性顆粒施加過大的外力，從而有效減小了活性顆粒的損傷，可安全便捷地分離液體中的固體顆粒。此外，微通道和匯流通道可以有不同的尺寸規格，適用于分離液體中各種尺寸大小的固體顆粒，且本發明提供的微流控分離芯片對處理樣品量的要求標準低，最低時可以處理幾毫升的樣品，且對樣品量的上限沒有要求，成本低，便于推廣。