[發明專利]一種高通量微液滴梯度稀釋裝置和方法

在審

• 申請號: 201810594519.5
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108837718A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 沈峰;俞夢超
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B01F3/08
• 分類號: B01F3/08;B01L3/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種高通量微液滴梯度稀釋裝置，其特征在于，包括上子芯片和下子芯片，所述上子芯片的下表面和所述下子芯片的上表面相互接觸，在所述上子芯片的下表面和所述下子芯片的上表面有流體管道，系列1微孔和系列2微孔分別設置在所述上子芯片的下表面和所述下子芯片的上表面，當所述系列1微孔設置在所述上子芯片的下表面時，所述系列2微孔則設置在所述下子芯片的上表面；當所述系列1微孔設置在所述下子芯片的上表面時，所述系列2微孔則設置在所述上子芯片的下表面；所述系列2微孔為一系列多行平行微孔；所述上子芯片和所述下子芯片組合到一起，在初始位置，所述系列1微孔與組合子芯片的流體管道相互部分重疊，形成聯通的系列1流體通道，溶液1通過所述系列1流體通道注入所述系列1微孔，所述系列2微孔與組合子芯片的流體管道相互部分重疊，形成聯通的系列2流體通道，溶液2或稀釋液通過所述系列2流體通道注入所述系列2微孔；所述上子芯片和所述下子芯片的相對位移達到第二個位置，所述系列1微孔與所述第一排系列2微孔重疊，所述系列1微孔中的所述溶液1被第一排所述系列2微孔中的所述溶液2或稀釋液改變濃度；溶液充分混合后，將所述上子芯片相對所述下子芯片位移到第三個位置使所述系列1微孔與第二排所述系列2微孔重合，所述系列1微孔中的溶液被所述系列2微孔中的所述溶液2第二次改變濃度；所述上子芯片和所述下子芯片可以進行多次的相對位移，從而達到對所述系列1微孔中的所述溶液1進行梯度改變濃度的目的。

2.如權利要求1所述的高通量微液滴梯度稀釋裝置，其特征在于，所述系列1微孔用來注入原始溶液，所述系列2微孔用來注入稀釋溶液。

3.如權利要求1所述的高通量微液滴梯度稀釋裝置，其特征在于，所述系列1微孔的體積與所述系列2微孔的體積比例決定每次稀釋的比例。

4.如權利要求1所述的高通量微液滴梯度稀釋裝置，其特征在于，所述上子芯片和所述下子芯片的材料選擇復合材料，所述復合材料是玻璃、石英玻璃、塑料、陶瓷、金屬、無機材料、纖維材料、聚合物。

5.如權利要求1所述的高通量微液滴梯度稀釋裝置，其特征在于，所述流體管道通過濕/干法刻蝕或微機械加工、3D打印、熱壓、熱塑成形、壓力成形、注模成型、注塑成型方法制備。

6.如權利要求1所述的高通量微液滴梯度稀釋裝置，其特征在于，所述上子芯片和所述下子芯片的表面經過特殊的疏水化處理。

7.如權利要求6所述的高通量微液滴梯度稀釋裝置，其特征在于，所述特殊的疏水化處理為二甲基二氯硅烷使芯片表面疏水化。

8.如權利要求1-7任一所述的高通量微液滴梯度稀釋裝置的微液滴梯度稀釋方法，其特征在于，包括以下步驟：

100、提供如權利要求1-7任一所述的高通量微液滴梯度稀釋裝置；

101、將相應的溶液注入到本發明的微流控芯片中，在初始位置，把濃度為C1的溶液1由系列1流體通道注入到系列1微孔中；把濃度為C2的溶液2由系列2流體通道注入系列2微孔；

102、將上子芯片和下子芯片的位置相對移動，使系列1微孔，體積為V1，和系列2微孔，體積為V2，不再部分相互疊加，從而形成獨立的微液滴；

103、繼續將上子芯片和下子芯片的位置相對移動，使系列1微孔與第一排系列2微孔部分或全部疊加，系列1微孔中的溶液1與系列2微孔中的溶液2相接觸；

104、溶液1與溶液2通過主動混合或者被動混合或者上下子芯片的相對移動而進行混合，第一次混合后溶液的濃度為:

105、上子芯片和下子芯片進行下一步的相對移動，包含C3濃度的系列1微孔與第二排的系列2微孔部分或全部重疊，系列1微孔中的溶液被系列2微孔中的溶液2第二次改變濃度，微孔中的溶液相互混合為濃度C4；如此反復，微液滴的溶液可以逐級的進行改變濃度。

9.如權利要求8所述的高通量微液滴梯度稀釋方法，其特征在于，所述步驟101中所注入的溶液可以全部或部分充滿流體通道。

10.如權利要求8所述的高通量微液滴梯度稀釋方法，其特征在于，所述步驟104中主動混合是指磁珠或其他可以達到攪拌混合效果的物體放置在微孔中進行攪拌，所述步驟104中被動混合是指靜止依靠物質的擴散。