[發明專利]用于引入多個鞘液流的微流道結構及其微流控芯片

在審

• 申請號: 202010161822.3
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111298696A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 吳凡;王智彬;莫松平;陳穎;王超
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B01F13/00
• 分類號: B01F13/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌

本發明涉及微流控技術領域，更具體地，涉及一種用于引入多個鞘液流的微流道結構及其微流控芯片，包括聚焦流道、鞘液流道，所述聚焦流道與鞘液流道通過若干分支流道相連通，所述聚焦流道包括若干順次交替設置的收縮段和擴張段。本發明能夠減少樣品溶液的顆粒到達聚焦位置所需要的時間，減少對顆粒生理活性的影響，同時實現快速顆粒聚焦的目的。

技術領域

本發明涉及微流控技術領域，更具體地，涉及一種用于引入多個鞘液流的微流道結構及其微流控芯片。

背景技術

微流控技術是在微尺度流道內通過對流體施加壓力等手段對微量流體進行傳熱傳質、檢測等操作的技術，涉及到微電子、生物、化學等眾多學科領域。在微尺度流道中流動的流體，普遍存在慣性聚焦效應、渦旋、層流等現象。上述流體現象在微流控技術中的應用已引起廣泛研究，特別是與粒子操縱相關的慣性聚焦技術，是微流控技術中不可忽略的重要部分。

幾年來出現了多種用于細胞和顆粒單流聚焦的微流體裝置。慣性微流體技術可實現細胞和粒子的高效被動聚焦。然而，在矩形微通道中，多個平衡位置的存在需要復雜的解決方案，其中涉及操縱微流道結構以實現單一流流動，但往往實現顆粒聚焦所需要的流道結構過長。現有的聚焦流道由收縮直流道和擴張三角形流道交替連接構成，但由于其使用的流道結構過長，使得流動時間過長而容易引起顆粒的損傷。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的聚焦流道的流動時間過長的不足，提供一種用于引入多個鞘液流的微流道結構及其微流控芯片，能夠減少樣品溶液的顆粒到達聚焦位置所需要的時間，減少對顆粒生理活性的影響，同時實現快速顆粒聚焦的目的。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

提供一種用于引入多個鞘液流的微流道結構，包括聚焦流道、鞘液流道，所述聚焦流道與鞘液流道通過若干分支流道相連通，所述聚焦流道包括若干順次交替設置的收縮段和擴張段。

本發明包括一種用于引入多個鞘液流的微流道結構，聚焦流道用于供具有顆粒的樣品溶液流動，鞘液流道用于供鞘液流動，分支流道的設置使鞘液流道中的鞘液能夠引入聚焦流道的擴張段中，推動樣品溶液顆粒聚集在擴張段一側來達到聚焦作用，使得擴張段內的液體以迪恩渦流形式進行擾動，加速實現聚焦。

優選地，所述聚焦流道的兩端均與外界相連通；所述鞘液流道的一端與外界相連通，另一端不與外界相連通。聚焦流道的兩端均與外界相連通的設置使得液體能夠從聚焦流道的一端流入、另一端流出；鞘液流道的其中一端不與外界相通的設置，使得微流道結構只具有一個用于出液的端口。

優選地，所述聚焦流道與鞘液流道相互平行設置。相互平行的設置使得聚焦流道和鞘液流道內的液體能夠平行引入，通過多個迪恩流擾動加速實現顆粒聚焦。

優選地，所述聚焦流道與分支流道之間呈30°～90°夾角。聚焦流道與分支流道之間的夾角設置能夠使聚焦流道與鞘液流道內的液體能夠順利混合并輸出。

優選地，所述聚焦流道與鞘液流道均為帶缺口的環狀流道，且所述聚焦流道與鞘液流道呈同心環狀設置。環狀流道的設置能夠便于向微流道結構引入離心力，縮短顆粒到達聚焦位置所需要的時間。

優選地，所述分支流道的液體流動方向與所述分支流道和聚焦流道相交點的切線方向之間呈30°～90°夾角。聚焦流道與分支流道之間的夾角設置使聚焦流道與鞘液流道內的液體能夠順利混合并輸出。

優選地，所述擴張段的長度為350～700μm，寬度為350～700μm；所述收縮段的長度為350～1200μm，寬度為50～200μm。

本發明還提供一種用于引入多個鞘液流的微流控芯片，包括上述的微流道結構，還包括芯片本體，所述微流道結構設于所述芯片本體內。芯片本體能夠用于保護微流道結構。