[實(shí)用新型]一種單微液滴產(chǎn)生裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520753945.0
• 申請(qǐng)日: 2015-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204996468U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志海;陳云浩;趙莉;張羽;張亞勛;趙恩銘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01L3/02
• 分類(lèi)號(hào): B01L3/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及制備微液滴的設(shè)備，尤其涉及一種單微液滴產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)

微液滴的產(chǎn)生和操控可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如微量化學(xué)分析、生物大分子分析、食品以及藥品生產(chǎn)等領(lǐng)域。

目前，微液滴的產(chǎn)生主要是借助于微流控芯片，按照生成方法可以將其分為兩大類(lèi)。一類(lèi)是被動(dòng)法，即通過(guò)對(duì)微通道結(jié)構(gòu)的特別設(shè)計(jì)使液流局部產(chǎn)生速度梯度來(lái)對(duì)微液滴進(jìn)行操控，主要為多相流法，該法的主要特點(diǎn)是可以快速批量生成微液滴；另一類(lèi)是主動(dòng)法，即通過(guò)電場(chǎng)力、熱能量等外力使液流局部產(chǎn)生能量梯度來(lái)對(duì)微液滴進(jìn)行操控，主要包括電潤(rùn)濕法、介電電泳法、氣動(dòng)法和熱毛細(xì)管法，該法的主要特點(diǎn)是可以對(duì)單個(gè)微液滴進(jìn)行操控。微流控芯片產(chǎn)生的微液滴大小通常為皮升、納升量級(jí)，且工藝較為復(fù)雜，成本較高。

李漢明等人通過(guò)調(diào)制施加在毛細(xì)玻璃管上的壓電陶瓷頻率等參數(shù)，獲得了單微液滴(李漢明,劉峰,李英駿,等.20μm單微液滴的產(chǎn)生和特性研究J.物理學(xué)報(bào),2007,56(10):5926-5930.)，這種方法可以快速地獲得批量液滴，但其獲得液滴的方法，從根本上來(lái)講，是在噴嘴處利用脈沖震動(dòng)將液柱震顫分離為一組連續(xù)液滴，并不能很好地控制單個(gè)液滴的形成，而且液滴的體積大小難以調(diào)控，此外由于毛細(xì)玻璃管不夠柔軟而且容易斷裂，導(dǎo)致其實(shí)際三維移動(dòng)困難。本實(shí)用新型提出的基于錐形空心光纖的單微液滴產(chǎn)生裝置，能夠產(chǎn)生真正的單微液滴，液滴大小容易調(diào)控，其體積可以低至飛升量級(jí)，有效節(jié)約實(shí)驗(yàn)液體，此外，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，再加上光纖的柔軟、纖細(xì)特性使得本實(shí)用新型裝置可以方便的對(duì)單微液滴進(jìn)行三維移動(dòng)，從而精確的控制液滴產(chǎn)生位置。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以產(chǎn)生飛升量級(jí)單微液滴，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行三維移動(dòng)的單微液滴產(chǎn)生裝置。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：微泵上夾持有注射器，注射器的針管的端部連接有空心光纖，且針管與空心光纖的連接處設(shè)置有環(huán)氧樹(shù)脂，所述空心光纖的端部拉制形成錐形空心光纖，且所述錐形空心光纖構(gòu)成微液滴噴嘴。

本實(shí)用新型還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述微液滴噴嘴的長(zhǎng)度在1厘米至1.2厘米之間，微液滴噴嘴的前端的內(nèi)徑在a與b之間，且10納米≤a＜100納米、1微米≤b≤9微米。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：1、本實(shí)用新型可以產(chǎn)生真正的單個(gè)微液滴，這對(duì)于微液滴相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究具有重大意義。2、光纖拉錐技術(shù)現(xiàn)已非常成熟，利用光纖拉錐法形成的液滴噴嘴，其內(nèi)徑可以達(dá)到幾十納米～幾微米，產(chǎn)生的液滴低至飛升量級(jí)，可以有效節(jié)約實(shí)驗(yàn)液體，對(duì)于微量化學(xué)分析、生物大分子分析、化妝品、食品、藥品等領(lǐng)域的研究與生產(chǎn)具有重要意義。3、光纖具有較好的柔韌性，用空心光纖作為液體流動(dòng)管道，相比微流芯片和一些毛細(xì)玻璃管制成的微液滴產(chǎn)生裝置，能夠更為靈活地控制液滴的三維移動(dòng)。4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作，具有推廣價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的微液滴噴嘴部分的放大示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的單為液滴的產(chǎn)生過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1至圖3，本實(shí)用新型包括空心光纖1，注射器2，連接針管3，環(huán)氧樹(shù)脂4，微泵5，液體6。將空心光纖1的一端拉制形成錐形空心光纖，即微液滴噴嘴1-1，另一端1-2與注射器2通過(guò)連接針管3進(jìn)行連接，空心光纖另一端1-2與連接針管3之間通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂4進(jìn)行連接，注射器2夾持在微泵5上。微泵5對(duì)注射器2施加微小推力，微量液體6被推出，形成單微液滴。

所述的微液滴噴嘴1-1，其長(zhǎng)度L在1～1.2cm之間，其前端的微細(xì)管道內(nèi)徑為d，范圍大約在幾十納米至幾微米之間。

所述的空心光纖的另一端1-2，用光纖切割刀將其處理成平端面后，將去除涂覆層的部分(長(zhǎng)度～1cm)插入連接針管3中，再用環(huán)氧樹(shù)脂4進(jìn)行封裝。

所述的微泵5，其產(chǎn)生的微小推力和拉力能夠驅(qū)動(dòng)微液滴噴嘴產(chǎn)生fL～pL量級(jí)的單微液滴。