[實用新型]液滴微流控芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202021930790.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN212396771U
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李順基;程曉宇;劉筆鋒;錢純亙;胡鹍輝
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市亞輝龍生物科技股份有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 馬小悅

本實用新型涉及一種液滴微流控芯片，所述液滴微流控芯片包括至少一個液滴制備單元，液滴制備單元包括分散相腔體、定量腔體、毛細(xì)噴嘴和連續(xù)相腔體；液滴微流控芯片具有旋轉(zhuǎn)中心，分散相腔體設(shè)有用于添加分散相液體的加樣孔，定量腔體與分散相腔體連接且相對分散相腔體更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心；毛細(xì)噴嘴相對定量腔體更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心，且毛細(xì)噴嘴的一端與定量腔體連接并自該連接端向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的方向延伸；連續(xù)相腔體與毛細(xì)噴嘴遠(yuǎn)離定量腔體的一端連接且相對毛細(xì)噴嘴更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心，連續(xù)相腔體內(nèi)收容有連續(xù)相液體。該液滴微流控芯片利用離心力作為液滴制備驅(qū)動力，通過不同參數(shù)配置可實現(xiàn)均一尺寸液滴的穩(wěn)定高速的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及微流控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種液滴微流控芯片。

背景技術(shù)

微流控(Microfluidics)是指在微米尺度空間對流體進(jìn)行操控的一種技術(shù)，該技術(shù)可以將化學(xué)、生物等實驗室的基本功能微縮到一個幾平方厘米芯片上，因此又被稱為芯片實驗室。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(tǒng)連續(xù)流微流控系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，液滴微流控技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，例如通過精確地對反應(yīng)中的微液滴進(jìn)行操控，能夠減少反應(yīng)試劑的消耗量，提高試劑利用率。制備的上萬甚至上百萬單分散性好的皮升級別的微液滴，作為獨(dú)立的反應(yīng)單元可以結(jié)合熒光成像分析、光譜學(xué)、電化學(xué)、毛細(xì)管電泳、質(zhì)譜、核磁共振譜、化學(xué)發(fā)光法等手段實現(xiàn)在分子診斷、免疫生化、細(xì)胞培養(yǎng)、高分子合成、單細(xì)胞分析、藥物運(yùn)輸?shù)确矫孢M(jìn)行定性或定量的應(yīng)用。

然而，目前制備微液滴的芯片由于穩(wěn)定性和重復(fù)性差、液滴制備工藝復(fù)雜、設(shè)備要求高等原因不適宜大多數(shù)研究和量產(chǎn)化需求。

實用新型內(nèi)容

基于此，有必要提供一種穩(wěn)定性和重復(fù)性好、可簡化液滴制備工藝的液滴微流控芯片。

一種液滴微流控芯片，包括至少一個液滴制備單元，所述液滴制備單元包括分散相腔體、定量腔體、毛細(xì)噴嘴和連續(xù)相腔體；所述液滴微流控芯片具有旋轉(zhuǎn)中心，所述分散相腔體設(shè)有用于添加分散相液體的加樣孔，所述定量腔體與所述分散相腔體連接且相對所述分散相腔體更遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心；所述毛細(xì)噴嘴相對所述定量腔體更遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心，且所述毛細(xì)噴嘴的一端與所述定量腔體連接并自該連接端向遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心的方向延伸；所述連續(xù)相腔體與所述毛細(xì)噴嘴遠(yuǎn)離所述定量腔體的一端連接且相對所述毛細(xì)噴嘴更遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心，所述連續(xù)相腔體用于預(yù)存連續(xù)相液體。

本實用新型的液滴微流控芯片在使用時，可將分散相液體(例如生化檢測的各種試劑)從加樣孔加至分散相腔體，然后啟動低離心力離心將分散相液體甩入定量腔體，然后通過提高離心力使分散相液體通過毛細(xì)噴嘴進(jìn)入連續(xù)相腔體，因離心力從毛細(xì)噴嘴噴出的分散相液體進(jìn)入連續(xù)相腔體內(nèi)與其中的連續(xù)相液體相接觸，并在連續(xù)相液體的剪切力作用下被擠壓、切斷形成微液滴。由于毛細(xì)噴嘴的存在，較低離心力(0g～100g)下因液體表面張力，分散相液體無法被甩出至連續(xù)相腔體，從而確保了利用該芯片生成液滴的均勻性和穩(wěn)定性。該液滴微流控芯片利用離心力作為液滴制備驅(qū)動力，通過不同參數(shù)配置可實現(xiàn)均一尺寸液滴的穩(wěn)定高速的制備。離心驅(qū)動過程液體等分均一可靠，避免了傳統(tǒng)被動法中平面微流控芯片生成液滴需要連接多個微泵精準(zhǔn)控制液體流量的復(fù)雜操作，有利于降低設(shè)備復(fù)雜度、體積，同時極大地提高液體終末利用效率，減少液體在流動轉(zhuǎn)移過程的損失和死體積。離心驅(qū)動方式簡單，不需要像主動法需要運(yùn)用復(fù)雜的電路控制、光學(xué)模塊等，同樣簡化了設(shè)備尺寸和控制難度，減少設(shè)備制造成本，提高設(shè)備可靠性以及后續(xù)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的難度。

在其中一個實施例中，所述液滴制備單元還包括分液流道，所述分液流道與所述分散相腔體連接并自該連接端圍繞所述旋轉(zhuǎn)中心延伸，所述分液流道相對所述分散相腔體更遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心；

所述定量腔體的數(shù)量為多個，多個所述定量腔體分別與所述分液流道連接且在所述分液流道的外側(cè)沿所述分液流道的延伸方向依次排布；

所述毛細(xì)噴嘴的數(shù)量為多個，多個所述毛細(xì)噴嘴與多個所述定量腔體一一對應(yīng)連接。