[實用新型]一種液滴微流控芯片及成型裝置

有效

• 申請號: 201820453031.6
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN208288041U
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 蔣克明;黎海文;周武平;劉聰;張濤;印晨宇;劉聰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李旦華

本實用新型提供了一種液滴微流控芯片及成型裝置，液滴微流控芯片包括：底板、流道層、支撐層和密封層，流道層疊置在底板的上方，流道層的底面上設有用于形成液滴的流道，底板密封流道，流道層的頂面上設有多個連接柱；支撐層，疊置在流道層的上方，支撐層具有供連接柱穿設的連接孔；密封層，疊置在支撐層的上方，本實用新型技術方案克服現有技術中液滴微流控芯片需采用注射泵進行驅動，對芯片的鍵合強度要求較高；芯片需要與外部液路及接頭相連，在添加樣品和試劑時不便于操作的問題。

技術領域

本實用新型涉及微流控技術領域，具體涉及一種液滴微流控芯片及成型裝置。

背景技術

液滴微流控技術不同于傳統的連續流微流控系統，液滴微流控技術采用互不相溶的兩相流體形成微液滴，對分散的液滴進行操控，是一種非連續流微流控技術。

液滴微流控技術具有諸多特點：液滴之間相互獨立，無交叉污染和擴散；體積小，樣品和試劑的用量少；表面積大，熱傳遞速度快；生成速率快，通量高；液滴尺寸均一，單分散性良好。由于技術特點突出，液滴微流控技術被廣泛應用于功能材料合成、生命科學和食品加工等領域。

目前，最常用的液滴生成方法是采用注射泵進行驅動的，主要存在以下缺點：

1、液滴微流控芯片需要與外部設備及管路接頭連接，集成度低，裝置復雜，不便于操作。由于需要通過外部管路和接頭輸運樣品和試劑，實際操作過程中需要大量的樣品和試劑，并且管接頭存在死體積，容易造成樣品和試劑的損失；當樣品量較少時又難以操作。

2、注射泵是通過提供正壓驅動力的方式驅動液體的，對芯片的鍵合強度要求較高，此種驅動方式壓力過大時容易導致芯片泄漏。并且常規的注射泵采用步進電機驅動液體，存在脈沖效應，難以精確控制液體的流速和壓力，這會影響液體流速的穩定性，降低液滴尺寸的均一性。壓力驅動泵響應時間短，穩定性高，便可以用于替代注射泵，但是其價格昂貴，這限制了其應用范圍。

因此，現需要一種在添加樣品和試劑時操作較為方便，并且對芯片鍵合強度要求較低的液滴微流控芯片，在保證液滴尺寸一致性的同時，實現液滴制備過程的精確操控。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提供一種液滴微流控芯片及成型裝置，以解決現有技術中液滴微流控芯片需采用注射泵進行驅動，對芯片的鍵合強度要求較高；芯片需要與外部液路及接頭相連，在添加樣品和試劑時不便于操作的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種液滴微流控芯片，包括：底板、流道層、支撐層和密封層，流道層，疊置在底板的上方，流道層的底面上設有用于形成液滴的流道，底板密封流道，流道層的頂面上設有多個連接柱；支撐層，疊置在流道層的上方，支撐層具有供連接柱穿設的連接孔；密封層，疊置在支撐層的上方；其中，密封層、部分連接柱及流道層上的對應位置均設有樣品腔、油腔和液滴收集腔，密封層、部分連接柱及流道層之間對應的樣品腔、油腔和液滴收集腔相互連通，流道層上的密封層、部分連接柱及流道層與流道連通，其余部分的連接柱連接密封層和流道層。

進一步地，流道的高度h與流道層的厚度Ht的關系為：10×h≤Ht≤100×h，和/或，流道的高度h與底板的厚度Hb的關系為：10×h≤Hb≤50×h。

進一步地，液滴收集腔的體積Vd等于油腔的體積Vo與樣品腔的體積Vs之和。

進一步地，其余部分的連接柱穿設的連接孔的直徑和數量分別為D和N，支撐層的面積為S，其中，2S/25πD²≤N≤S/2πD²，D為1～10mm。

進一步地，流道包括分別與油腔、樣品腔及液滴收集腔對應連通的油路通道、樣品通道和液滴通道。

進一步地，液滴微流控芯片還包括疊置在支撐層的上方且圍繞在密封層四周的圍欄，圍欄和支撐層一體成型或分體成型。