[發明專利]一種基于多孔介質乳化的液滴制備裝置及方法

在審

• 申請號: 202211637115.2
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN115869833A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 黃習知
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: B01F33/83
• 分類號: B01F33/83;B01F23/41;B01F23/80;B01F101/23
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 姜婷

本發明公開一種基于多孔介質乳化的液滴制備裝置及方法，包括油包水液滴生成部及液滴分級部，油包水液滴生成部包括通道件、裝載于通道件內的壓縮海綿體和固定件，液滴分級部為設有階梯式狹縫通道的梯度夾層板組件，油包水液滴生成部生成的液滴經移液器轉移至液滴分級部進行分級排列，利用常見的材料極大提高了液滴形成的通量、速度和可獲得性，并通過梯度狹縫分級顯著地改善高通量液滴的均一性，能為微生物培養、微納合成反應、生化分析和數字化絕對定量檢測等領域提供極其低成本、便攜式、自動化的液滴形成和檢測組件。

技術領域

本發明涉及生化檢測領域，尤其涉及一種基于多孔介質乳化的液滴制備裝置及方法。

背景技術

微液滴具有體積小、通量高、大小均一、內部穩定、可操控等優點被廣泛應用于生物、化學檢測分析、醫療診斷、理論計算、材料合成等領域。特別是高通量超快速的液滴生成技術在數字化PCR和單分子無擴增等絕對定量檢測中已經成為POCT的關鍵限制因數。傳統的液滴生成是基于微流控芯片，這種液滴生成需要精密注射泵對通道中油相和水相流體流速進行嚴格的控制生成液滴，其操作需要精確控制。現有液滴方法仍然需要復雜的芯片結構設計，制作加工復雜，同樣的，該裝置也需要離心裝置，難以微型化，不便于POCT檢測。值得注意的是，液滴生成都需要對芯片材料或者毛細管進行復雜的親疏水處理，才能夠讓液滴擺脫一定的表面張力來完成液滴的制備。總之，基于現有液滴生成方式不可避免的結構復雜或操控難的缺點，不管是基于微振蕩還是離心力方式的驅動力都嚴重制約了液滴POCT檢測中簡單和便攜式的需要。

現有技術也存在一些能夠簡單的就能夠形成液滴的方法，例如振蕩法，超聲噴霧法等等。然而，這些方法產生的液滴存在變異系數(CV60％)過大的特點，難以用在一些用液滴檢測技術來進行數字定量的領域。

總而言之，現在的液滴生成技術難以滿足簡單、高效、快速而均一的特點。需設計一種結構簡單，操作容易的基于疏水多孔介質乳化的超快大規模液滴制備和觀察新裝置及方法。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種基于多孔介質乳化的液滴制備裝置及方法，有效解決了超高通量的液滴快速制備的微型化、便攜化問題。

為達到上述技術目的，本申請采用以下技術方案：

第一方面，本申請提供一種基于多孔介質乳化的液滴制備裝置，包括油包水液滴生成部及液滴分級部，油包水液滴生成部包括通道件、裝載于通道件內的壓縮海綿體、用以固定所述壓縮海綿體于所述通道件內的固定件，液滴分級部為設有階梯式狹縫通道的梯度夾層板組件，所述階梯式狹縫通道設有若干喉部，所述梯度夾層板組件的兩側密封，油包水液滴生成部生成的液滴經移液器轉移至液滴分級部進行分級排列。

優選地，梯度夾層板組件包括平板片、鈍角彎折片、第一限位件、第二限位件，平板片的底部與鈍角彎折片的底部貼合，第一限位件用于固定平板片頂部與鈍角彎折片頂部，第二限位件用于固定平板片中部與鈍角彎折片中部，梯度夾層板組件由頂部到底部形成的狹縫通道寬度梯度減小。

優選地，第一限位件及第二限位件為具有不同厚度的粘合件，第一限位件對應粘合平板片頂部側邊與鈍角彎折片頂部側邊，第二限位件對應粘合于平板片中部側邊與鈍角彎折片中部側邊，第一限位件的厚度為50-500mm，第二限位件的厚度小于等于0.02mm。

優選地，第一限位件為粘合件，第二限位件為彈性緊固件，第一限位件對應粘合平板片頂部側邊與鈍角彎折片頂部側邊，第一限位件的厚度為50-500mm，第二限位件纏繞平板片中部及鈍角彎折片中部并按壓固定以使得平板片中部與鈍角彎折片中部之間形成小于等于0.01mm的狹縫。

優選地，壓縮海綿體由聚酯海綿、PDMS海綿、天然海綿中的一種或幾種壓縮而成，壓縮海綿體的密度為5-100kg/m³。

優選地，通道件為漏斗狀移液槍槍頭、頭部有梨形通道的移液槍槍頭中的一種，通道件用以連接單通道移液器或多通道移液器。。