[發明專利]基于逐級增壓打印單個微粒的微流控芯片和方法

有效

• 申請號: 202110592261.7
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113373039B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 陳華英;余恩;朱永剛;張校寧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12M1/26;C12M1/00;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.基于逐級增壓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控制部、若干條主通道和若干個捕獲部，所述主通道的入口用于通入載有微粒的第一液體，所述捕獲部朝向所述主通道的一側上設置有多個捕獲槽，所述捕獲槽沿所述主通道的延伸方向分布，所述捕獲槽用于捕獲單個微粒，所述捕獲槽連通主通道；

所述控制部設置有控制通道，所述控制通道位于所述捕獲槽背離所述主通道的一側，所述捕獲槽與所述控制通道之間連通有閥門通道，所述閥門通道的寬度小于所述微粒的直徑；所述控制通道包括入口端和多個出口端，所述入口端用于通入第二液體，所述入口端與多個所述捕獲槽之間的流阻沿所述主通道內的所述第一液體的流動方向遞增；

微粒經過所述捕獲槽時，被所述主通道內的第一液體與所述控制通道內的第一液體之間的壓強差產生的流體曳力拖拽至捕獲槽中，所述控制通道能夠通入不帶微粒的第二液體，且第二液體的壓強為預設壓強，所述控制通道與距所述主通道的入口流動長度最遠的所述捕獲槽的連通處的第二液體的壓強最先大于所述主通道內的第一液體的壓強，所述控制通道與其他所述捕獲槽連通處的第二液體的壓強小于所述主通道內的第一液體的壓強，所述主通道內沿第一液體流動方向距入口最遠端的捕獲槽中的所述微粒，在所述捕獲槽內的第一液體與所述控制通道內的第二液體之間的壓強差產生的流體曳力作用下進入所述主通道，逐級增加所述控制通道內的第二液體的壓強，所述捕獲槽中的微粒能夠從所述主通道的入口的遠端至近端的順序依次進入所述主通道中，并能夠從所述主通道內流出；

其中，通過增加所述入口端到各個所述捕獲槽之間的流動長度差；

或者，增加所述入口端連通各個捕獲槽的分支通道之間的寬度差；

或者，增加所述入口端連通各個捕獲槽的分支通道之間的高度差；

或者，通過以上三種方式中任意多種方式的結合；

以增加所述入口端與各個所述捕獲槽之間的流阻差。

2.根據權利要求1所述的基于逐級增壓打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述捕獲打印單元包括兩條主通道和兩個所述捕獲部，兩個所述捕獲部對稱分布于所述控制部的兩側。

3.根據權利要求1所述的基于逐級增壓打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述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。

4.根據權利要求1所述的基于逐級增壓打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述捕獲槽包括平直部與限位部，所述平直部位于所述主通道與所述限位部之間，所述限位部連通所述控制通道，所述限位部沿所述主通道內的所述第一液體的流動方向的寬度，自所述限位部與所述控制通道連通的一端向另一端遞增。

5.根據權利要求4所述的基于逐級增壓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分支通道，其中任一所述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共線，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所述微粒通過。

6.根據權利要求5所述的基于逐級增壓打印單個微粒的微流控芯片，其特征在于，所述限位閥還設置有多個第一液體通道，多個所述第一液體通道分布于所述中間通道的兩側，所述第一液體通道的寬度小于需打印的所述微粒的直徑。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的基于逐級增壓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。