[發明專利]一種用于微球和纖維制備的微流控裝置

有效

• 申請號: 201810980473.0
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109137096B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 劉向陽;孟海強
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: D01D5/06
• 分類號: D01D5/06;D01D5/24;D01D5/34;B01J13/02;B01J13/04
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 張素斌

一種用于微球和纖維制備的微流控裝置，屬于微流控材料制備技術領域，包括液體推進泵、微流控管道、承接件；液體推進泵通過導管連接微流控管道，承接件連接微流控管道；微流控管道包括錐式圓柱形毛細管、平式圓柱形毛細管、方形毛細管；錐式圓柱形毛細管的一端為平口狀，另一端為尖錐狀；平式圓柱形毛細管的兩端均為平口狀；錐式圓柱形毛細管和平式圓柱形毛細管的外徑與方形毛細管的內徑相當，錐式圓柱形毛細管和平式圓柱形毛細管部分插接在方形毛細管內，且圓柱形毛細管的尖錐狀端略伸入到平式圓柱形毛細管的一端內、或錐式圓柱形毛細管的平口狀端內；該裝置結構簡單，成本低，操作方便，能制備出不同結構和尺寸的微球或纖維。

技術領域

本發明屬于微流控材料制備技術領域，尤其涉及一種用于微球和纖維制備的微流控裝置。

背景技術

微液滴技術是在微尺度通道內，利用流動剪切力與表面張力之間的相互作用將連續流體分割分離或協同運動的一種微納技術，它是近年來發展起來的一種全新的操縱微小液滴或微細纖維的技術，廣泛應用于生物檢測、化學合成、生物分子包覆、材料制備等領域，因此穩定簡易的微流控裝置的制造是微流控技術發展的關鍵。目前用于微流控裝置的常用技術有在軟質硅橡膠上進行光刻、在硬質塑料上進行熱壓、在硬質無機材料上進行光刻或者化學刻蝕，以上方法不但對實驗條件要求嚴格、容易造成孔道尺寸誤差，而且封裝后易漏液、微流控尖端出口的微液滴易于團聚，這些問題大大提高了微流控裝置的成本，限制了微流控技術的發展。因此開發一種簡易穩定的微流控裝置成為關鍵。

CN107138337A公開了一種微滴噴射裝置，包括制動器、振子、腔體、振桿、噴嘴、外殼；制動器在振子上方，振子和振桿相連，振桿套入腔體內；噴嘴和腔體下端相連，振子和腔體上端相連；制動器、振子、腔體、振桿、噴嘴置于外殼內部；制動器在PWM信號的驅動下，推動振桿作間歇性的往復直線運動關閉噴嘴或開啟噴嘴；振子在PWM信號的驅動下帶動振桿作周期性的振蕩運動，將連續的液體分割成微小的液滴，這種方法采用的裝置結構過于復雜。

CN107661782A公開了一種十字交叉型微通道集成微滴生成芯片，包括芯片底板以及壓合在其上的芯片通道集成板；芯片通道集成板上開設第一通孔與芯片底板圍成微滴收集存儲池；芯片通道集成板上開設十字交叉型槽與芯片底板圍成十字交叉型微通道；十字交叉型微通道的一端連通所述微滴收集存儲池；芯片通道集成板上開設第二通孔、第三通孔和第四通孔分別與芯片底板圍成第一油相輸送池、第二油相輸送池以及樣本相輸送池；十字交叉型微通道的另三端連通所述第一油相輸送池、第二油相輸送池以及樣本相輸送池，能一次性移出批量微滴到應用平臺上，防止了因多通道多出口的多次移液而造成的微滴破裂與融合，該技術方案中的液滴收集池尺寸有限，仍然不適用于批量化生產，且只適用于微滴的制備，不能用于制備纖維，制備的材料結構單一。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的上述問題，提供一種用于微球和纖維制備的微流控裝置，該裝置結構簡單、成本低、操作方便，能制備出不同結構和尺寸的微球或纖維，實現微球、核殼結構、纖維、空心纖維等特殊結構的微米級尺寸構造，同時通過設計有效的承接件實現對材料的成型。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于微球和纖維制備的微流控裝置，包括液體推進泵、微流控管道和承接件；

液體推進泵通過導管連接微流控管道，液體推進泵用于將液體推進微流控管道中，并控制液體在微流控管道中的流速和流量；

承接件連接微流控管道，承接件用于承接從微流控管道中流出的微球或纖維；

微流控管道包括錐式圓柱形毛細管、平式圓柱形毛細管和方形毛細管；

錐式圓柱形毛細管的一端為平口狀，錐式圓柱形毛細管的另一端為尖錐狀；

平式圓柱形毛細管的兩端均為平口狀；