[發明專利]基于聚焦聲表面波調控的液滴融合微流控裝置進行的液滴融合微流控方法

在審

• 申請號: 202310070024.3
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN116273218A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 金少搏;韋學勇;葉國永;王通;劉旭玲;王鵬鵬;曹娜
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京哌智科創知識產權代理事務所(普通合伙) 11745
• 代理人: 張元媛

1.一種基于聚焦聲表面波調控的液滴融合微流控裝置進行的液滴融合微流控方法，所述微流控裝置包括叉指換能器（700），其特征在于，叉指換能器（700）上設置有兩個聚焦式弧形電極，在叉指換能器上部鍵合有微流道系統（100），聚焦式弧形電極與微流道系統（100）配合，所述微流道系統為對稱結構，微流道系統（100）裝有第一收集出口接頭（200）、第一分散相入口接頭（300）、連續相入口接頭（400）、第二分散相入口接頭（500）、第二收集出口接頭（600），第一分散相入口接頭（300）和第二分散相入口接頭（500）以連續相入口接頭（400）為中心對稱設置，所述微流道系統（100）包括第一分散相流道（102）、連續相流道（104）、第二分散相流道（106），其中第一分散相流道（102）和第二分散相流道（106）是以連續相流道（104）為中心軸的對稱結構，第一分散相流道（102）的入口端為第一分散相入口（101），第一分散相流道（102）的出口端與連續相流道（104）連接貫通；連續相流道（104）的入口端為連續相入口（103），連續相流道（104）的出口端與第一輸送流道（107）、第二輸送流道（113）連接貫通，連續相流道（104）的末端與第一分散相流道（102）的出口端、第二分散相流道（106）的出口端連接貫通；第二分散相流道（106）的入口端為第二分散相入口（105），第二分散相流道（106）的出口端與連續相流道（104）在流道間隔（114）末端連接貫通；第一輸送流道（107）入口端、第二輸送流道（113）入口端與連續相流道（104）連接貫通，第一輸送流道（107）出口端、第二輸送流道（113）出口端在匯聚流道（112）入口端交匯貫通；第一融合流道（110）入口端、第二融合流道（109）入口端為匯聚流道（112）的出口端，第一融合流道（110）的出口端為第一收集出口（111），第二融合流道（109）的出口端為第二收集出口（108）；第一收集出口接頭（200）與第一收集出口（111）同軸配合并連接貫通；第一分散相入口接頭（300）與第一分散相入口（101）同軸配合并連接貫通；連續相入口接頭（400）與連續相入口（103）同軸配合并連接貫通；第二分散相入口接頭（500）與第二分散相入口（105）同軸配合并連接貫通；第二收集出口接頭（600）與第二收集出口（108）同軸配合并連接貫通；

所述基于聚焦聲表面波調控的液滴融合微流控裝置進行的液滴融合微流控方法，包括以下步驟：

1）首先將聚焦聲表面波調控的液滴融合微流控裝置固定在顯微鏡的載物臺上，通過物鏡觀察確保第一分散相流道（102）的出口端與連續相流道（104）的連接貫通處，第二分散相流道（106）的出口端與連續相流道（104）的連接貫通處處于顯微鏡視場內并且無傾斜；

2）將第二收集出口接頭（600）用鐵針進行堵塞封閉，第一分散相入口接頭（300）、連續相入口接頭（400）、第二分散相入口接頭（500）通過PEEK管分別與氮氣壓力注射泵上的第一分散相溶液儲液瓶、連續相溶液儲液瓶連接、第二分散相溶液儲液瓶，第一收集出口接頭（200）通過特氟龍軟管進行液滴收集；

3)?開啟氮氣壓力注射泵，第一分散相入口接頭（300）、連續相入口接頭（400）、第二分散相入口接頭（500）分別設定相應的流速，在第一分散相流道（102）的出口端與連續相流道（104）的連接貫通處，第二分散相流道（106）的出口端與連續相流道（104）的連接貫通處穩定生成微液滴；

4）移動載物臺，通過物鏡觀察確保第一融合流道（110）與第一聚焦弧形叉指電極（701）配合處置于顯微鏡視場內并且無傾斜，并觀察到第一分散相流道（102）的出口端與連續相流道（104）的連接貫通處，第二分散相流道（106）的出口端與連續相流道（104）的連接貫通處生成兩種不同的液滴，兩種不同的液滴經過第一輸送流道（107）、第二輸送流道（113）后，在匯聚流道（112）處實現有序的間隔排列，并有序進入第一融合流道（110）；

5）將經過功率放大器放大后的信號發生器的輸出信號的正負兩極分別與第一聚焦弧形叉指電極（701）的兩極相連接，調節信號發生器的輸出信號為正弦連續輸出；

6）按下信號發生器“輸出”按鈕，第一聚焦弧形叉指電極（701）產生聚焦聲表面波，聚焦聲表面波作用于第一融合流道（110）形成聚焦聲壓場，第一融合流道（110）?中有序間隔排列的液滴在像光束一樣的聚焦聲表面波的捕捉作用下發生融合，形成較大的液滴并突破聲表面波的束縛隨流體向第一收集出口（111）流出，最終在第一收集出口接頭（200）處被收集；

7）同樣的，當把第一收集出口接頭（200）使用鐵針封堵，使用第二聚焦弧形叉指電極（702）和第二融合流道（109）實現液滴融合，步驟與（1-6）相同，最終在第二收集出口接頭（600）處被收集。