[發明專利]一種液滴微流控器件

在審

• 申請號: 201610942581.X
• 申請日: 2016-11-01
• 公開（公告）號: CN106582899A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 水玲玲;張瀟斐;金名亮;周國富
• 申請（專利權）人: 深圳市星國華先進裝備科技有限公司;華南師范大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 唐致明

技術領域

本發明涉及一種微流控器件，具體涉及一種液滴微流控器件。

背景技術

微流控芯片的重要功能之一是以液體為介質，在特定的微通道下控制流體介質中各種物質的輸運。近年來，基于液滴的多相微流控成為微流控技術中發展最快，最熱門的分支之一。隨著微流控芯片的制造技術日漸成熟，微液滴的產生及控制水平也在逐步提高。傳統的液滴微流控是指在封閉通道內的兩種或多種互不相溶的液體，比如水和油等，分別以分散相及連續相的形式存在。分散相以微小體積的液滴存在于連續相中，每一個液滴均可以作為具有獨立功能的微反應器。液滴微流控具有更快的輸運及導熱效率，同時液滴與液滴之間相互間隔，避免了交叉污染。由于其優良性能，基于液滴的多相微流控近年來已被廣泛地應用于微納米制備，細胞及生物學研究以及藥物學制備等領域。

當微流控芯片輸運液滴容量增大時，其操控與排列便成為不容忽視的問題。尤其是當用于醫學檢測與診斷，以及多相包裹制造微膠囊時，均勻有序的輸運物排列能夠顯著提升工作效率及產品質量。傳統的微流控芯片產生的液滴在運動過程中易受到通道干擾，導致排列混亂。當應用于生物學或化學的檢測時，排列較為混亂的液滴會對檢測物與待檢測物的結合造成不利影響，使檢測效率降低；當應用于微膠囊的制備時，內相液滴的混亂排布會對外相的包裹造成困難，使包裹成功率降低。

兩相液體在微流控通道中進行運動時，內相會在外相的包裹下形成彼此分離的微液滴，在外相的輸運下進行運動。由于內外相流速存在差異，液滴的分布與排列也會受內外相流速比的影響而變化。在渦型通道中運動的兩相液體，內相液滴在外相的作用下速度發生變化，其排列的均勻性也在發生變化。內外相的流速比，對探究液滴微流控具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種液滴微流控器件。

本發明所采取的技術方案是：

一種液滴微流控器件，包括至少一個液滴產生結構和用于排列產生的液滴的液滴排列通道，所述液滴產生結構通過連接通道與所述液滴排列通道連通，所述液滴排列通道為卷繞形成的多圈結構。

在一些具體的實施方式中，所述液滴產生結構為十字型液滴產生通道、Y字形液滴產生通道或T字形液滴產生通道。

在一些具體的實施方式中，所述液滴排列通道最內圈的直徑與所述液滴排列通道的寬度的比值為（12-18）:1。

在一些具體的實施方式中，所述液滴排列通道的寬度與液滴的直徑的比值為（2.5-4）:10。

在一些具體的實施方式中，所述液滴排列通道的相鄰兩圈的直徑差為所述液滴排列通道寬度的1-5倍。

在一些具體的實施方式中，所述液滴排列通道的圈數為3-5圈。

在一些具體的實施方式中，所述液滴排列通道的寬度和高度比值為（3-5）:10。

在一些具體的實施方式中，所述液滴排列通道由親水性材料或親油性材料制成。

在上述方案的進一步優選的實施方式中，所述液滴排列通道的材料為聚二甲基硅烷、硅片或派熱克斯玻璃。

本發明的有益效果是：

本發明提供了一種液滴微流控器件，包括至少一個液滴產生結構和用于排列產生的液滴的液滴排列通道，所述液滴產生結構通過連接通道與所述液滴排列通道連通，所述液滴排列通道為卷繞形成的多圈結構；兩相流體自內相入口和外相入口進入液滴產生結構，同時進入液滴排列通道，內相流體在外相流體的包裹下形成液滴，進而會被外相液體攜帶輸運。由于外相液體流速大于內相液滴，內相液滴會在外相流體作用下沿液滴排列通道加速。在液滴排列通道的入口處，由于外相流速遠大于內相流速，因此單位體積外相液體中所攜帶的內相液滴相對較多，內相液滴較為“擁擠”，無法散開；隨著液滴在液滴排列通道中行進，外相液體與內相液體流速相差較小，因此單位體積外相液體中所攜帶的內相液滴相對較少，液滴逐漸分散開，從而實現液滴的排列。隨著液滴排列通道的圈數增加，液滴排列通道內的內相液滴的排列狀態由“擁擠”變為“分散”。