[發(fā)明專利]一種微液滴制造系統(tǒng)及制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810725473.6
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN109092208A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段學(xué)欣;龐慰;何美杭
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B01J2/00
• 分類號: B01J2/00;B01J2/02;B01J19/10
• 代理公司: 北京華夏正合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 張煥亮;曲芳兵

本發(fā)明提供了一種微液滴制造系統(tǒng)及制造方法，包括：基底，其通過一支撐裝置使其水平支撐設(shè)置；樣品存儲(chǔ)容器，設(shè)置于所述基底的下方，用于存儲(chǔ)用于制造微液滴的液體樣品；液體尖峰產(chǎn)生裝置，與所述樣品存儲(chǔ)容器底部連接，用于將所述樣品存儲(chǔ)容器中存儲(chǔ)的液體樣品向上推動(dòng)以產(chǎn)生液體尖峰；其中，產(chǎn)生的所述液體尖峰的頂部與所述基底的下表面進(jìn)行瞬時(shí)的接觸，以將所述液體樣品轉(zhuǎn)移至所述基底表面形成微液滴。由上，本申請?jiān)谥圃煳⒁旱螘r(shí)，不會(huì)影響微液滴中生物樣品的活性，且不會(huì)出現(xiàn)裝置堵塞的問題，不易損耗，效率高，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微納制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微液滴制造系統(tǒng)及制造方法。

背景技術(shù)

微液滴，是指直徑為1微米至1毫米，對應(yīng)體積為1飛升至1微升的液滴，其組成材料可以是脫氧核糖核酸(DNA)、蛋白質(zhì)、細(xì)胞、微納米粒子、硫醇等各類生物化學(xué)材料。微液滴技術(shù)在生化領(lǐng)域有著極為重要的應(yīng)用，包括合成、檢測、分析等。鑒于此，如何快速地以低成本的方式形成大小和位置可控的微液滴一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

因?yàn)槲⒁旱蔚某叽鐦O小，常規(guī)的液體分配裝置，如注射器、移液槍等已無法產(chǎn)生如此小體積的液滴，更不用說精確地控制這些微液滴的位置和體積了。目前，可用于制造微液滴的技術(shù)主要包括針尖打印技術(shù)和噴墨打印技術(shù)。但是，因?yàn)檫@兩種技術(shù)在制造微液滴時(shí)需要針尖或者噴嘴，因此具有如下缺陷：如針尖打印：1)針尖易損耗。2)針尖容易對基底表面造成損傷。3)針尖的材質(zhì)一般為金屬，但金屬易與某些材料(如蛋白質(zhì))相互作用而影響蛋白的生物活性。4)由于針尖上所蘸取的液量有限，打印過程中，隨著針尖上的液體越來越少，所制造出的微液滴的體積會(huì)變得越來越小。因此，在制造微液滴的過程中必須不斷地重新蘸取液體材料。這使得針尖打印效率比較低。又如噴墨打?。?)噴墨打印的腔體清洗困難。2)噴嘴造價(jià)高，且非常容易堵塞。3)生成微液滴時(shí)還可能附帶著產(chǎn)生一些“衛(wèi)星液滴”。4)噴墨打印主要分為熱氣泡式和微壓電式兩種，前者的工作溫度非常高，不適用于制造具有生物活性的材料的微液滴。而后者設(shè)備的價(jià)格昂貴，制造成本較高。

因此，目前亟需一種微液滴制造系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)在制造微液滴時(shí)，不影響樣品生物活性，不出現(xiàn)儀器堵塞的問題，不易損耗，效率高且成本低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供了一種微液滴制造系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在制造微液滴時(shí)，不影響樣品生物活性，不出現(xiàn)儀器堵塞的問題，不易損耗，效率高且成本低。

本申請?zhí)峁┮环N微液滴制造系統(tǒng)，包括：

基底，其通過一支撐裝置使其水平支撐設(shè)置；

樣品存儲(chǔ)容器，設(shè)置于所述基底的下方，用于存儲(chǔ)用于制造微液滴的液體樣品；

液體尖峰產(chǎn)生裝置，用于將所述樣品存儲(chǔ)容器中存儲(chǔ)的液體樣品向上推動(dòng)以產(chǎn)生液體尖峰；

其中，產(chǎn)生的所述液體尖峰的頂部與所述基底的下表面進(jìn)行瞬時(shí)的接觸，以將所述液體樣品轉(zhuǎn)移至所述基底表面形成微液滴。

由上，本申請的微液滴制造系統(tǒng)不需要針尖或者噴嘴，因此避免了針尖或者噴嘴帶來的問題。如現(xiàn)有技術(shù)中：金屬針尖會(huì)影響某些樣品的生物材料的活性；針尖易損耗；針尖打印過程中易損傷基底，且需要不停地蘸取樣品造成效率低；噴嘴造價(jià)高且易堵塞等問題。本申請通過上述技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)了在制造微液滴時(shí)，不影響樣品生物活性，不出現(xiàn)儀器堵塞的問題，不易損耗，效率高且成本低。

優(yōu)選地，所述液體尖峰產(chǎn)生裝置，包括：

薄膜體聲波諧振器，設(shè)置于所述樣品存儲(chǔ)容器內(nèi)的底部；

信號發(fā)生器，與一功率放大器連接；其中，所述功率放大器與所述薄膜體聲波諧振器連接；

中央處理器，與所述信號發(fā)生器連接，用于控制信號的產(chǎn)生。