[發明專利]可生成油?水?油和水?油?水兩種液滴的微流控芯片

有效

• 申請號: 201611110081.6
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106378217B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 陳景東;宋亞婷
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01F13/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源,王勇

技術領域

本發明涉及微流控芯片，具體是一種可生成油-水-油和水-油-水兩種液滴的微流控芯片。

背景技術

微流控芯片是把生物和化學等領域中涉及到的樣品制備、分離、混合、反應及檢測等基本操作單元集成或基本集成到一塊幾平方厘米（甚至更?。┑男酒?，依靠芯片上微管道、微閥、儲液器、微電極、微檢測元件和連接器等功能器件控制流體貫穿整個系統，用以取代常規生物或化學實驗室各種功能的一種技術平臺，因此又被稱為片上實驗室（lab-on-a-chip）。微流控芯片能夠把常規實驗的采樣、稀釋、濃縮、混合、分離、反應和檢測等進行功能一體化、微型化、快速化和便攜化等。

液滴微流控芯片采用非連續流技術，生成高度單分散的納升級至飛升級液滴，并以液滴為單元開展相關研究。相比連續流微流控芯片，液滴微流控芯片克服了交叉污染的缺點，并使得高效快速的平行檢測和實驗成為可能，可實現高通量檢測。液滴微流控芯片在生物檢測、藥物篩選、細胞研究和材料合成等領域具有廣闊的應用潛力。

通過對現有技術的檢索發現，水-油-水和油-水-油兩種液滴的制備均可以利用雙“T”型結構（Okushima S et al, Langmuir 20:9905-9908）和雙“十”型結構（Abate AR et al, Lab Chip 11:253-258）。芯片的內表面的親水和疏水性質對液滴的形成和穩定有著非常重要的作用，水-油液滴的形成需要芯片的內表面具有疏水性，而油-水液滴的形成需要芯片的內表面具有親水性。因此，制備水-油-水液滴芯片的前半部分需要疏水表面，而后半部分需要親水表面；制備油-水-油液滴芯片的前半部分需要親水表面，而后半部分需要疏水表面。

目前制備水-油-水和油-水-油兩種液滴的芯片一般采用一種材料，單一材料的表面親疏水性質是固定的，這就需要對其表面進行改性，由此帶來如下問題：其一，表面改性的過程比較繁瑣，而且還要在改性過程中對不需要改性的部分進行保護。其二，經過表面改性的表面親疏水性質隨著時間的推移會慢慢恢復到原來固有的親疏水性質。因此，倘若發明一種集成兩種或兩種以上材料的既能夠制備油-水-油液滴又能夠制備水-油-水液滴的微流控芯片，則可以有效克服上述問題。然而目前并無這樣一種液滴微流控芯片。

發明內容

本發明為了解決目前尚無一種集成兩種或兩種以上材料的既能夠制備油-水-油液滴又能夠制備水-油-水液滴的微流控芯片的問題，提供了一種可生成油-水-油和水-油-水兩種液滴的微流控芯片。

本發明是采用如下技術方案實現的：

可生成油-水-油和水-油-水兩種液滴的微流控芯片，包括第一疏水層、第二疏水層、第一親水層、第二親水層；

其中，第一疏水層、第二疏水層、第一親水層、第二親水層自上而下依次層疊在一起；

第一疏水層的表面貫通開設有第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔；

第二疏水層的表面貫通開設有第五通孔、第六通孔、第七通孔、第八通孔；

第二疏水層的上表面左部開設有第一微通道單元；所述第一微通道單元包括第一圓形凹孔、矩形通道、長直通道；矩形通道環繞第一圓形凹孔設置，且矩形通道的左側邊中部凸出形成有第二圓形凹孔；長直通道與矩形通道的右側邊中部垂直交叉連通；長直通道的左端與第一圓形凹孔連通；長直通道的右端與第五通孔連通；

第二疏水層的上表面右部開設有第二微通道單元；所述第二微通道單元包括U形通道；U形通道環繞第六通孔設置，且U形通道的開口朝左；U形通道的右側邊中部凸出形成有第三圓形凹孔；U形通道的兩端分別與第七通孔和第八通孔連通；

第二圓形凹孔位于第一通孔的正下方；第一圓形凹孔位于第二通孔的正下方；第六通孔位于第三通孔的正下方；第三圓形凹孔位于第四通孔的正下方；

第一親水層的表面貫通開設有第九通孔、第十通孔、第十一通孔、第十二通孔；

第一親水層的下表面開設有十字形通道；十字形通道的四端分別與第九通孔、第十通孔、第十一通孔、第十二通孔連通；第九通孔位于第五通孔的正下方；第十通孔位于第六通孔的正下方；第十一通孔位于第七通孔的正下方；第十二通孔位于第八通孔的正下方。