[發(fā)明專利]一種管程可控的微流控芯片

有效

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• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109718876B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路煜恒;辛晨
• 申請（專利權(quán)）人: 路煜恒
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00
• 代理公司: 北京睿邦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11481
• 代理人: 徐丁峰

本發(fā)明涉及一種管程可調(diào)的微流控芯片。該微流控芯片包括圓形基體和能夠與圓形基體上表面緊密結(jié)合的環(huán)形蓋板，所述圓形基體的對應(yīng)于環(huán)形蓋板的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)置有開口向上并與圓形基體上表面平齊且末端封閉的微管凹道，所述環(huán)形蓋板沿微管凹道方向設(shè)置有一個(gè)用于調(diào)整微管管程的開口，所述開口與微管反應(yīng)器出料口相連接。該微流控芯片可以根據(jù)所需反應(yīng)或檢測操作的反應(yīng)時(shí)間和流量大小，直接進(jìn)行對管程長度的實(shí)時(shí)調(diào)整，從而達(dá)到精確控制兩種流體接觸、反應(yīng)時(shí)間的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種管程可控的微流控芯片，具體涉及一種可以通過控制微管道管程從而控制不同流體在芯片內(nèi)接觸、反應(yīng)時(shí)間的微流控芯片。

背景技術(shù)

微流控芯片是一種微型化，集成化的具有微米尺度管道的芯片。制作微流控芯片主要材料有各種硅片、石英、玻璃、高聚物材料、彈性材料和金屬等，其制作技術(shù)目前已發(fā)展成熟。流體在微流控芯片的微通道中有不同于宏觀尺寸通道中的流體行為和流體特性，由于流體在微納尺度的通道中流動(dòng)的阻力很大，通道中的液-固、液-氣、液-液相之間的界面張力起主導(dǎo)作用，其主要的兩種流體行為是層流和液滴。由于它優(yōu)異的可控性和在各個(gè)學(xué)科的巨大潛力，已經(jīng)發(fā)展成為一門涉及生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體物理、微電子、新材料、機(jī)械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域，并廣泛應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)，有機(jī)合成，納米材料合成，生化分析，免疫分析等眾多領(lǐng)域。

對于一種化學(xué)反應(yīng)或者一種樣品檢測的過程，用傳統(tǒng)的微流控芯片只能讓物質(zhì)流走過固定的路程，即芯片上的固定管程。在傳統(tǒng)芯片上的操作不僅無法減少兩種物質(zhì)流在芯片上的固定接觸、反應(yīng)時(shí)間而且如需增加兩種物質(zhì)流的接觸、反應(yīng)時(shí)間只能通過設(shè)置額外的外置管路來增加管程實(shí)現(xiàn)。額外增加的外置管路也不利于操作者實(shí)時(shí)觀察，采集圖片。另外隨著管路中壓力、流量等參數(shù)的變化，兩種物質(zhì)流的接觸、反應(yīng)時(shí)間隨之變化。但此時(shí)已得到理想的匯合流形，即兩種物質(zhì)流的理想流量比，不便再通過調(diào)整微流泵參數(shù)來控制反應(yīng)時(shí)間。如果不能根據(jù)需要調(diào)整管程那么很難掌控兩物質(zhì)流的精確反應(yīng)時(shí)間，給微流控的精準(zhǔn)操作尤其在流體接觸時(shí)間控制上帶來極大的限制。此外，傳統(tǒng)的微流控芯片下游微管道不可拆開，被樣品、反應(yīng)生成物或雜質(zhì)堵塞后難以清理或需要花費(fèi)大量時(shí)間清理，極大地影響實(shí)驗(yàn)效率。

因此，目前存在的問題是需要研究開發(fā)一種管程和反應(yīng)時(shí)間可精確控制且下游管道易于清洗的微流控芯片。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的技術(shù)存在的問題，提供一種管程可調(diào)的微流控芯片，其可以根據(jù)所需反應(yīng)或檢測操作的反應(yīng)時(shí)間和流量大小，直接進(jìn)行對管程長度的實(shí)時(shí)調(diào)整，從而達(dá)到精確控制兩種流體接觸、反應(yīng)時(shí)間的目的。此外，所有管程在同一芯片上，實(shí)現(xiàn)了對整段管程在同一芯片上的觀察，省去了外置管路和外置管路中的樣品浪費(fèi)，降低了外置管路和多余管路連接點(diǎn)對芯片通道的污染可能性，提高了管路特性的穩(wěn)定性和實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)可靠性。

為此，本發(fā)明第一方面提供了一種管程可調(diào)的微流控芯片，其包括圓形基體和能夠與圓形基體上表面緊密結(jié)合的環(huán)形蓋板，所述圓形基體的對應(yīng)于環(huán)形蓋板的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)置有開口向上并與圓形基體上表面平齊且末端封閉的微管凹道，所述環(huán)形蓋板沿微管凹道方向設(shè)置有一個(gè)用于調(diào)整微管管程的開口，所述開口與微管反應(yīng)器出料口相連接。

根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施方式，在微管凹道的兩側(cè)及端部均設(shè)置有密封條凹槽。

本發(fā)明中，所述密封條凹槽包括弧形凹槽或L形凹槽。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述弧形凹槽的截面為沿直徑的0.75到1個(gè)半圓形。

在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例中，弧形凹槽的截面的半徑:微管凹道高度＝(0.1-0.5):1。

在本發(fā)明的另一些優(yōu)選的實(shí)施例中，所述L形凹槽的邊長:微管凹道高度＝(0.1-0.5):1。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在密封條凹槽中放置有密封條。