[發(fā)明專利]一種微滴快速生成芯片系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010789231.0
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN114054106A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 王立言;郭肖杰;段保峰;王欣鵬
• 申請（專利權）人: 洛陽華清天木生物科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種微滴快速生成芯片系統(tǒng)，包括液滴快速生產(chǎn)芯片、進樣裝置及其連接的毛細管道，其特征在于，所述液滴快速生產(chǎn)芯片由芯片本體及其內(nèi)部設置的腔室、管道組成，所述腔室包括進油相的油相腔室、進水相的水相腔室及排樣腔室，所述油相腔室連接的第一管道、水相腔室連接的第二管道、排樣腔室連接的第三管道相互連通，所述第一管道、第二管道靠近相互連通點處設置有蛇形通道，所述芯片中距離連通點100?500μm處設置一組用于芯片液滴大小參比的可視標識；所述油相腔室、水相腔室分別密封連接毛細管道，所述毛細管道中的液體由進樣裝置驅(qū)動流動。本發(fā)明能夠快速實現(xiàn)皮升級液滴的生成，且液滴成分均勻，大小可控。

技術領域

本發(fā)明屬于微流控技術領域，特別涉及一種微滴快速生成芯片系統(tǒng)。

背景技術

微流控芯片微滴技術是一種基于微流控芯片的操控微小體積液體的新技術。在生化實驗中，利用這些分散的微液滴單元來替代實驗室中的發(fā)酵罐、燒杯、反應器等，實現(xiàn)生化反應及檢測的微量化，有助于減少反應試劑、減短反應時間、調(diào)控局部反應條件、增加反應精度等，顯現(xiàn)出巨大的應用潛力。

微液滴作為微反應器單元，要讓其真正發(fā)揮其潛在的應用技術，其先決條件是要穩(wěn)定地產(chǎn)生非常均勻的、尺寸和結構精確控制的微液滴。然而要產(chǎn)生上述微液滴，一方面取決于微流體進樣系統(tǒng)如注射器、蠕動泵、活塞泵等精準控制進液量，另一方面取決于芯片的設計。注射器、蠕動泵、活塞泵等這些進樣裝置對于實現(xiàn)皮升級的流體時，其控制十分吃力，常常出現(xiàn)滯后、穩(wěn)定時間長、重復性差、脈沖效應等一系列問題，因此，需要在芯片系統(tǒng)上進行改進，合理設計結構，實現(xiàn)每分鐘產(chǎn)生成千上萬個尺寸均一的、體系穩(wěn)定的皮升級微液滴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種液滴快速生成芯片系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以用于快速制備大量的大小均一、混合均勻的微液滴，微液滴平鋪于芯片上，在顯微鏡或者成像儀下參照液滴生成處一組用于芯片液滴大小參比的可視標識，判斷液滴的大小。

一種微滴快速生成芯片系統(tǒng)，包括液滴快速生產(chǎn)芯片、進樣裝置及其連接的毛細管道，所述液滴快速生產(chǎn)芯片由芯片本體及其內(nèi)部設置的腔室、管道組成，所述腔室包括進油相的油相腔室、進水相的水相腔室及排樣腔室，所述油相腔室連接的第一管道、水相腔室連接的第二管道、排樣腔室連接的第三管道相互連通，在第一管道、第二管道、第三管道的連通點處油相和水相形成油包水的混合均勻的穩(wěn)定的微液滴。所述第一管道、第二管道靠近相互連通點處設置有蛇形通道，所述蛇形通道對液流起到減小或緩沖液流壓力的作用；所述芯片中距離連通點100-500 μm處設置有一組用于芯片液滴大小參比的可視標識；所述油相腔室、水相腔室分別密封連接毛細管道，所述毛細管道中的液體由進樣裝置驅(qū)動流動。進樣裝置驅(qū)動液體在管道中流動，微液滴在第一管道、第二管道、第三管道的連通點處形成，微液滴的大小可參照芯片中的可視標識判斷，若大小需要調(diào)整，可通過進樣裝置如注射器、蠕動泵、活塞泵等進一步控制，最終使液滴穩(wěn)定、大小均一。

優(yōu)選的，在所述第一管道、第二管道、第三管道相互連通點處微液滴的體積為0.2-200 pL。

優(yōu)選的，所述水相腔室及第二管道為2個或以上的水相腔室與管道并聯(lián)結構，所述并聯(lián)結構相交點位于第一管道、第二管道、第三管道相互連通點上端0.2-0.5 mm。更進一步，所述2個或以上的水相腔室與管道，可以通過水相腔室外接不同水相，這樣便于改變水相中不同因子的成分與含量。

優(yōu)選的，所述第一管道，一端與油相腔室連接，另一端設有多個分支管道，所述分支管道靠近相互連通點處設置有蛇形通道。進一步優(yōu)選，另一端設有2個分支第一管道a、第一管道b。所述第一管道a、第一管道b與第二管道、第三管道在連通點處交匯。

進一步優(yōu)選的，所述蛇形通道為來回折疊的U型通道或S型通道。液體通過折疊的蛇形通道時，降低液壓，這對于微流體系的穩(wěn)定至關重要，同時通過反復來回折疊的蛇形通道結構，增加了芯片空間利用度。