[發明專利]一種基于卡門渦街的微液滴生成芯片

在審

• 申請號: 202210246260.1
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114643088A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 張輯;宋增;劉成;鐘黎萍;黃歡;胡松
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張俊范

本發明公開了一種基于卡門渦街的微液滴生成芯片，其本體內設有微流道，微流道設有流體分隔部和繞流柱，流體分隔部設有朝向微流道的下游的開口，流體分隔部使微流道分隔為中部流動區和位于中部流動區兩側的側邊流動區，本體設有第一進液口和第二進液口，第一進液口用于向中部流動區注入液體，第二進液口用于向側邊流動區注入液體，繞流柱設置在流體分隔部的下游方向并與流體分隔部的開口相對，繞流柱與流體分隔部之間留有足夠間隙使中部流動區和側邊流動區的混合來流經過繞流柱形成卡門渦街。本發明利用卡門渦街的渦旋周期性脫落現象，達到快速的制備微液滴的目的，芯片結構簡單，使用壽命長。

技術領域

本發明涉及一種微液滴生成芯片，特別是涉及一種基于卡門渦街的微液滴生成芯片。

背景技術

微液滴在膠體顆粒合成、高分子材料合成、生物學、醫學檢測和食品科學等領域都有巨大的應用市場。傳統微液滴的制備方法通常包括：高速攪拌法、逐層沉積法、膜乳化法和界面聚合法等，這些方法通常需要多級處理和特定的乳液合成配方，并且無法實現對復雜結構微液滴的殼層厚度或內部腔室結構及其組分的精確調控。此外，由于傳統合成工藝所用的剪切力可變性高，導致生成微液滴的尺寸差異較大。

為了克服傳統制備微液滴方法的缺陷與不足，近年來許多領域的學者都在研究如何利用微流控芯片技術來快速精確的制備微液滴，其中有很多方法已經在實驗室得到了充分的驗證。其中主流的微流控芯片中生成結構包括：T型結構、流動聚焦結構和共聚焦結構。對比于傳統微液滴的制備方法，利用微流控芯片制備微液滴具有1、試劑耗量少；2、避免交叉污染；3、生成微液滴尺寸可控以及誤差小等特點。但是這些結構仍存在著不足，主要是所生成的微液滴的位置都會在同一水線平方向上(參見圖1至圖3所示)，這種情況會導致微液滴在后續的流動中會有相互融合形成新的更大尺寸的微液滴的現象，不利于實際工業的生產，所以目前主流的幾種方法無法徹底滿足工業生產中的需求。

發明內容

針對上述現有技術的缺陷，本發明提供了一種基于卡門渦街的微液滴生成芯片，減少生成的微液滴的融合現象，豐富微流控芯片制備微液滴的方法以更加的符合工業生產的需求。

本發明技術方案如下：一種基于卡門渦街的微液滴生成芯片，包括本體，所述本體內設有微流道，所述微流道設有流體分隔部和繞流柱，所述流體分隔部設有朝向所述微流道的下游的開口，所述流體分隔部使所述微流道分隔為中部流動區和位于所述中部流動區兩側的側邊流動區，所述本體設有第一進液口和第二進液口，所述第一進液口用于向所述中部流動區注入液體，所述第二進液口用于向所述側邊流動區注入液體，所述繞流柱設置在所述流體分隔部的下游方向并與所述流體分隔部的開口相對，所述繞流柱與所述流體分隔部之間留有足夠間隙使所述中部流動區和側邊流動區的混合來流經過所述繞流柱形成卡門渦街。

進一步地，所述流體分隔部由所述微流道的底面延伸至頂面，所述繞流柱由所述微流道的底面延伸至頂面。頂天立地的流體分隔部能切實可靠的分隔兩個流動區的流體，使兩種流體在流體分隔部的開口和繞流柱之間的微流道內形成穩定的環狀流，頂天立地的繞流柱能保證環狀流完全的流經卡門渦街生成結構的側面以利于卡門渦街的生成。

進一步地，為了更容易地生成卡門渦街，所述繞流柱為圓柱體。

進一步地，所述繞流柱的橫截面寬度為所述微流道的寬度的1/4～1/2。

進一步地，所述微流道的下游端在所述本體的一側面形成微液滴收集端口。

進一步地，所述本體包括上基板和下底板，所述下底板上設有凹槽，所述上基板與所述下底板蓋合時，所述凹槽構成所述微流道。

進一步地，所述第一進液口和第二進液口設置于所述上基板。

本發明所提供的技術方案的優點在于：