[發明專利]一種微流控液滴生產芯片

無效

• 申請號: 201310341540.1
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103386333A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 葉嘉明
• 申請（專利權）人: 蘇州揚清芯片科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及微流控芯片領域，特別是涉及一種微流控液滴生產芯片。

背景技術

現有技術中，微流控芯片是一個新興的技術平臺。在一塊幾平方厘米的芯片上，由網絡化的微通道控制流體，完成常規化學或生物實驗室的各種操作。微液滴(droplet)是近年來在微流控芯片上發展起來的一種操控微小體積液體的技術，其原理為：將兩種互不相溶的液體，以其中的一種為連續相，另一種為分散相，連續相和分散相同時進入微通道后，在微通道的作用下，分散相以微小體積(10^-15～10^-9L)單元的形式分布于連續相中，形成一系列離散的微液滴，每個液滴作為一個微反應器，完成一組化學或生物反應。微液滴用于篩選具有如下優點：1)樣品消耗極微，大大降低篩選成本；2)液滴被油包裹，與外界無物質交換，液滴內的反應條件穩定，結果可靠。因此在藥物篩選、微納米材料合成、酶反應分析檢測等方面具有重要及廣泛的應用前景。

目前，液滴的生成技術主要是基于芯片微通道的設計而實現，即利用T型或者流動聚焦型的微通道結構，連續地產生微液滴；除此之外，氣動閥技術也被應用于不同組分的液滴生成。但是，現有的液滴生成方法還是難以實現在一個微流控芯片中實現同時生成大批量的微液滴，因此在將液滴應用于較大通量的液滴合成或篩選的場合時，難以滿足高效率批量生產液滴的需求。

發明內容

為了滿足液滴批量生產的需求，本發明設計了一種新型的微流控液滴生產芯片，其特征在于該微流控芯片由油相入口、油相引入通道、水相入口、水相引入通道、水相存儲腔室、液滴生成腔室、液滴通道和出口構成。

本發明所提供的微流控液滴生產芯片，其特征在于，所述的微流控芯片是由玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等材料中的一種或幾種制備而成。

本發明所提供的微流控液滴生產芯片，其特征在于，所述的微流控芯片由蓋片層、流體通道層1、中間層、流體通道層2和基底層構成，形成一個三維的通道網絡結構。

所述的微流控芯片中流體通道層1上加工有油相引入通道、液滴生成腔室、液滴通道，三者相連通；流體通道層2上加工有水相引入通道和水相存儲腔室，兩者相連通；水相存儲腔室位于液滴生成腔室的正下方，兩者之間由一個具有陣列通孔的中間層隔開。

本發明所提供的微流控液滴生產芯片，其特征在于，所述的微流控液滴生產芯片的工作原理在于：使用外部泵閥系統分別將油水兩相溶液從各自入口注入，水相存儲腔室中的水經過中間層的陣列通孔結構后，在液滴生成腔室中將產生對應數量的微液滴，并被油相帶入液滴通道，從出口導出收集。

本發明所提供的微流控液滴生產芯片，其特征在于，使用本發明提供的微流控液滴生產芯片，由于能夠實時在線地生成大量的微液滴，從而顯著提高液滴生產效率。

本發明所提供的微流控液滴生產芯片，除了生產油包水型液滴，也能用于大量生產水包油型液滴，只需要簡單地調換油相和水相的進口即可。

附圖說明

圖1.本發明所提供的一種微流控液滴生產芯片的結構示意圖。其中，A為蓋片層，B為流體通道層1，C為中間層，D為流體通道層2，E為基底層；a為油相入口、b為水相入口，c為油相引入通道，d為水相引入通道，e為水相存儲腔室，f為液滴生成腔室，g為液滴通道，h為出口，i為陣列微孔。

圖2.本發明所提供的一種微流控液滴生產芯片的截面結構以及液滴生成的示意圖。

具體實施方案

下面的實施例將結合說明書附圖對本發明予以進一步的說明。

實施例1一種批量生成液滴的微流控芯片

本發明提供一種微流控液滴生產芯片，該芯片由PMMA基片使用激光雕刻結合熱壓鍵合方法進行制備，其結構示意圖如圖1所示。其中，蓋片層A上加工有油相進口a、水相進口b和液滴出口h；流體通道層B上加工有油相引入通道c、液滴生成腔室f和液滴通道g；中間層C上加工有陣列的通孔結構i；流體通道層D上加工有水相引入通道d和水相存儲腔室e；基底層E為空白基片。

上述微流控芯片中批量生成液滴的操作過程如示意圖2所示。使用注射泵往油相通道中注入有機相，例如礦物油、十六烷等；同時使用注射泵往水相通道中注入純水或樣品的水溶液，則該溶液流經水相引入通道進入一端封閉的水相存儲腔室，最后從陣列的通孔結構往上層的液滴生成腔室運行，在油相的作用下，則一次性形成多個油包水型的微液滴，液滴的數量取決于微通孔的數量；最后生成的微液滴從液滴通道、出口流出，可以使用導管或燒杯等進行液滴的收集。

使用本發明提供的微流控液滴生產芯片，由于能夠實時在線地生成大量的微液滴，從而顯著提高液滴生產效率。本發明所提供的微流控液滴生產芯片，除了生產油包水型液滴，也能用于大量生產水包油型液滴，只需要簡單地調換油相和水相即可。