[發(fā)明專利]基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片和方法

有效

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113145192B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 陳華英;錢學鋒;余恩;張校寧;朱永剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學（深圳）
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 謝岳鵬

1.基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，包括：

若干捕獲打印單元，所述捕獲打印單元包括主通道、側(cè)通道和捕獲部，所述主通道用于通入載有微粒的第一液體，所述捕獲部位于所述主通道與所述側(cè)通道之間，所述捕獲部包括多個薄膜件，相鄰兩個薄膜件之間具有捕獲槽和閥門通道，所述捕獲槽用于捕獲單個微粒，所述捕獲槽位于所述捕獲部朝向所述主通道的一側(cè)，所述捕獲槽連通所述主通道；

所述側(cè)通道位于所述捕獲槽背離所述主通道的一側(cè)，所述閥門通道連通所述捕獲槽與所述側(cè)通道，所述閥門通道的寬度小于所述微粒的直徑，各所述閥門通道的兩側(cè)的兩個所述薄膜件中的至少一個的內(nèi)部設置有氣壓腔，各個所述薄膜件中所述氣壓腔的腔壁的厚度各不相同，各所述氣壓腔用于連通于同一氣壓調(diào)節(jié)裝置，通過所述氣壓調(diào)節(jié)裝置能夠改變所述氣壓腔內(nèi)的氣壓，所述氣壓腔的腔壁能夠隨著所述氣壓腔內(nèi)的氣壓變化而收縮或膨脹，以使所述閥門通道的寬度增大或減小，且腔壁厚度越厚的所述氣壓腔在相同壓強變化下的變形越小。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，各個所述薄膜件中所述氣壓腔的腔壁的厚度沿所述主通道內(nèi)的所述第一液體的流動方向依次增加或依次減小。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述閥門通道兩側(cè)的兩個所述薄膜件均在朝向所述閥門通道的一側(cè)的內(nèi)部設置有氣壓腔。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片還包括連通層與氣壓通道層，所述連通層上于各個所述氣壓腔相應位置設置有氣通孔，所述氣通孔連通所述氣壓腔，所述氣壓通道層內(nèi)設置有相互連通的多條氣壓通道，各所述氣通孔連通所述氣壓通道，多條所述氣壓通道用于連通同一所述氣壓調(diào)節(jié)裝置。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述側(cè)通道的出口連通于所述主通道的出口。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片還設置有入口通道和沖洗通道，所述入口通道用于通入載有微粒的所述第一液體，所述主通道與入口通道連通，所述沖洗通道連通所述主通道，所述沖洗通道用于通入第二液體。

7.根據(jù)權利要求6所述的基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述入口通道分叉成多個入口分支通道，其中任一所述入口分支通道與其下一級的所述分支通道之間的連通位置設置有限位閥，所述限位閥設置有中間通道，所述中間通道的軸線與所述分支通道的軸線相同，且所述中間通道的寬度小于所述分支通道的寬度，所述中間通道用于單個微粒通過。

8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述主通道呈直線延伸。

9.基于氣動閥門打印單個微粒方法，其特征在于，應用于權利要求1至權利要求8中任一項所述的基于氣動閥門打印單個微粒的微流控芯片，包括以下步驟：

向所述主通道內(nèi)通入載有微粒的第一液體；

使所述主通道內(nèi)的所述第一液體通過所述閥門通道進入到所述側(cè)通道；

使所有所述捕獲槽捕獲單個微粒；

使各個所述氣壓腔連通于同一所述氣壓調(diào)節(jié)裝置；

通過所述氣壓調(diào)節(jié)裝置減小各個氣壓腔內(nèi)的壓強至設定壓強，所述設定壓強使腔壁厚度最小的氣壓腔的腔壁的收縮變形量能使該氣壓腔一側(cè)的閥門通道打開至寬度不小于單個微粒的直徑，從而與該閥門通道連通的捕獲槽中的微粒進入側(cè)通道之中，而腔壁厚度大于腔壁厚度最小的所述氣壓腔的腔壁的收縮變形量仍不足以打開所述閥門通道至寬度不小于單個微粒的直徑；

繼續(xù)逐級減小各個氣壓腔內(nèi)的壓強，以腔壁厚度從小到大的順序使所述氣壓腔的腔壁依次發(fā)生收縮變形而打開對應的所述閥門通道，各個所述捕獲槽中的微粒逐個進入到所述側(cè)通道之中；

使微粒從所述側(cè)通道流出。

10.如權利要求9所述的基于氣動閥門打印單個微粒方法，其特征在于，使各個所述薄膜件中所述氣壓腔的腔壁的厚度沿所述第一液體的流動方向依次增加或依次減小。