[發明專利]液滴分裂微流控芯片及應用

有效

• 申請號: 201811269425.7
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109289951B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 張寶月;陳艷
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明實施例提供了一種液滴分裂微流控芯片，包括一基底，所述基底上包括至少一個分裂單元，每個所述分裂單元包括液滴容納腔室、與所述液滴容納腔室相連通的M條微通道和匯聚組件，M大于或等于2；所述液滴容納腔室設有母液滴流入口，所述母液滴流入口的直徑大于所述微通道的直徑，所述匯聚組件包括1條液滴流出通道；母液滴從所述母液滴流入口進入所述液滴容納腔室之后，經過所述M條微通道分裂得到子液滴；所述子液滴經所述匯聚組件匯入所述1條液滴流出通道流出。該液滴分裂微流控芯片可以實現液滴快速、高通量地分裂，具有主動性強、靈活度高和操作條件溫和的特點。本發明還提供了一種液滴分裂微流控芯片的應用。

技術領域

本發明涉及微流控技術領域，特別是涉及液滴分裂微流控芯片及應用。

背景技術

液滴微流控作為微流控芯片研究中的重要分支，是近年來在傳統連續流微流控系統基礎上發展起來的，利用互不相溶的兩種（例如水和油）或多種液相產生分散的微液滴進行實驗操作的非連續流微流控技術。隨著現代高新科學技術的迅速發展，液滴微流控技術中的微液滴以其獨特的流體力學特性及微尺度效應，已被廣泛應用于醫學、生物、動力、化工、核能、石油、冶金等領域。而微液滴生成的大小、穩定性、以及均勻度都嚴重影響其應用效果。

液滴微流控技術主要包括液滴生成、分裂與融合、內涵物分析等。其中，液滴的生成是依靠油水兩相的剪切力和表面張力共同作用而實現；液滴的分裂是指將一個液滴分裂成多個液滴的液滴操控技術，其可在液滴生成后進一步調控液滴的體積、內涵物的濃度，從而獲得高通量分析結果，因此，在液滴微流控芯片技術的應用中，液滴的分裂是極為重要的液滴操控技術之一。

現有技術中，通常使用機械泵閥系統，例如注射泵、蠕動泵等對液滴微流控芯片進行操控。然而上述系統中，儀器設備加工昂貴、泵閥系統難以獲得流場穩定性，難以實現精準操控。并且采用外加的電場或溫度場又對液滴具有一定破壞性。因此，現有的液滴分裂技術的研究中，人們迫切希望獲得一種更為簡便、操作條件溫和、主動性強和靈活度高的液滴操控技術。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種液滴分裂微流控芯片及應用，所述液滴分裂微流控芯片可以實現液滴快速、高通量地分裂，具有主動性強、靈活度高、易于集成和操作條件溫和的特點，大大提高液滴的生成及分裂效率。

第一方面，本發明提供了一種液滴分裂微流控芯片，包括一基底，所述基底上包括至少一個分裂單元，每個所述分裂單元包括液滴容納腔室、與所述液滴容納腔室相連通的M條微通道和匯聚組件，M大于或等于2；所述液滴容納腔室設有母液滴流入口，所述母液滴流入口的直徑大于所述微通道的直徑，所述匯聚組件包括1條液滴流出通道；母液滴從所述母液滴流入口進入所述液滴容納腔室之后，經過所述M條微通道分裂得到子液滴；所述子液滴經所述匯聚組件匯入所述1條液滴流出通道流出。

可選地，所述微通道均勻延伸分布在所述液滴容納腔室的同一側壁上；所述母液滴流入口分布在與所述側壁相對設置的另一側壁上。

可選地，所述M等于2ⁿ⁺¹，n為0或正整數，所述M條微通道與所述1條液滴流出通道之間由通道數量依次減半的n級匯聚子組件連接。

可選地，當所述液滴分裂微流控芯片包括兩個以上的所述分裂單元時，所述分裂單元依次串聯設置，前一個所述分裂單元的所述液滴流出通道與后一個所述分裂單元的所述母液滴流入口相連通。

可選地，所述依次串聯設置的所述分裂單元之間，前一個所述分裂單元的所述微通道的直徑大于后一個所述分裂單元的所述微通道的直徑。

可選地，所述微通道的直徑為1-100μm。

可選地，所述微通道在所述側壁上的開口的邊緣設有一圈凹槽或凸起。