一種用于制備液滴的離心式微流控芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微流控技術領域，特別是涉及一種用于制備液滴的離心式微流控芯片。
【背景技術】
[0002]在微尺度下，對微升至微升級別的液體進行準確的操控，在生化分析、環境監測、醫學及臨床檢測和微納材料合成制備等方面有著廣泛的應用。基于微流控的液滴生成技術在最近幾年得到快速發展，其液滴的生成是基于分散相和連續相在微通道中交匯時的界面失穩，分散相以微小體積單元的形式分布于連續相中，形成一系列離散的微液滴。
[0003]如今生成微液滴的方式主要是通過毛細管等微通道注射或噴射微量液體，并將液體注入微坑或點樣在基片，這在原理上是一種簡便的液滴生成策略。然而在快速檢測領域需要短時間生成大量的微液滴，傳統的微液滴生成方式已經無法滿足現代需求的快速發展。因此，如果能夠發展一種短時間快速生成大量液滴的微流控芯片，具有可預見的應用價值與廣泛的市場前景。
【發明內容】
[0004]—種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，該微流控芯片由蓋板層(1)、通道層(2)、底板層(3)組成;所述的蓋板層包括:連續相入口(11)、分散相入口(12)、出氣孔(13);所述的通道層(2)包括:連續相儲液池(21)、分散相儲液池(22)、連續相通道
(23)、分散相通道(24)、液滴生成結構單元(25)、液滴通道(26)、液滴收集池(27)、氣孔通道
(28);所述的連續相儲液池(21)與連續相入口(11)相連，所述的連續相通道(23)與連續相儲液池(21)相連；所述的分散相儲液池(22)與分散相入口(12)相連，所述的分散相通道
(24)與分散相儲液池(22)相連;所述的液滴生成結構單元(25)在分散相通道(24)與連續相通道(23)交匯處;所述的液滴通道(26)與液滴生成結構單元(25)相連;所述的液滴收集池
(27)與液滴通道(26)相連;所述的氣孔通道(28)與液滴收集池(27)相連;所述的出氣孔
(13)與氣孔通道(27)相連。
[0005]所述的芯片橫截面形狀為扇形，扇形角度為1°?360°，當扇形角度為360°時，芯片橫截面形狀即為圓形。
[0006]所述的連續相入口和分散相入口分別在連續相儲液池和分散相儲液池靠扇形所在的圓心的一側。
[0007]為保證液相注入時能夠充滿儲液池，所述的連續相通道應在連續相儲液池相對于連續相入口的一側;所述的分散相通道應在分散相儲液池相對于分散相入口的一側。
[0008]從扇形所在的圓心到圓弧，通道層結構依次為連續相儲液池、分散相儲液池、連續相通道、分散相通道、液滴生成結構單元、液滴通道、液滴收集池。
[0009]所述的連續相與分散相可以通過小孔注射的方式注入連續相儲液池和分散相儲液池。
[0010]所述的液滴生成結構單元可以為T型結構和流動聚焦型結構。
[0011]所述的扇形芯片結構可以在圓心角為360°范圍內多次重復，實現多個重復單元。
[0012]所述的連續相儲液池和分散相儲液池可以存在于微流控芯片上，也可以以任何形式外接于微流控芯片。
[0013]所述的微流控芯片中液相的驅動力為離心力。
[0014]所述的出氣孔的作用是使液滴收集池中的空氣順利排出，便于液滴進入液滴收集池。
【附圖說明】
[0015]圖1.本發明所提供的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片的T型結構示意圖。
[0016]圖2.本發明所提供的T型結構的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片的液滴生成示意圖。
[0017]圖3.本發明所提供的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片流動聚焦型結構示意圖。
[0018]圖4.本發明所提供的流動聚焦型的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片的液滴生成示意圖。
[0019]附圖中:1.蓋板層；11.連續相入口；12.分散相入口；13.出氣孔;2.通道層;21.連續相儲液池；22.分散相儲液池；23.連續相通道;24.分散相通道；25.液滴生成結構單元；26.液滴通道;27.液滴收集池;28.氣孔通道;3.底板層。
具體實施方案
[0020]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0021]實施案例I
[0022]參見圖1，本實施例所述的微流控芯片由蓋板層、通道層、底板層組成;所述的蓋板層包括:連續相入口、分散相入口、出氣孔;所述的通道層包括:連續相儲液池、分散相儲液池、連續相通道、分散相通道、液滴生成結構單元、液滴通道、液滴收集池、氣孔通道;所述的芯片橫截面形狀為扇形，扇形角度為1°?360°;從扇形所在的圓心到圓弧，通道層結構依次為連續相儲液池、分散相儲液池、連續相通道、分散相通道、液滴生成結構單元、液滴通道、液滴收集池;所述的連續相與分散相可以通過小孔注射的方式注入連續相儲液池和分散相儲液池;所述的液滴生成結構單元為T型結構。
[0023]上述微流控芯片中生成液滴的示意圖如圖2所示。是將連續相通過連續相入口注入連續相儲液池，同時將分散相通過分散相入口注入分散相儲液池。以扇形所在的圓心為中心，對芯片進行離心作用。在離心力的作用下，分散相和連續相進入T型通道處，在連續相的剪切作用下，分散相形成微液滴分散于連續相中，微液滴通過液滴通道進入液滴收集池。
[0024]實施案例2
[0025]參見圖3，本實施例所述的微流控芯片由蓋板層、通道層、底板層組成;所述的蓋板層包括:連續相入口、分散相入口、出氣孔;所述的通道層包括:連續相儲液池、分散相儲液池、連續相通道、分散相通道、液滴生成結構單元、液滴通道、液滴收集池、氣孔通道、所述的芯片橫截面形狀為扇形，扇形角度為1°?360°;從扇形所在的圓心到圓弧，通道層結構依次為連續相儲液池、分散相儲液池、連續相通道、分散相通道、液滴生成結構單元、液滴通道、液滴收集池。所述的連續相與分散相可以通過小孔注射的方式注入連續相儲液池和分散相儲液池;所述的液滴生成結構單元為流動聚焦型結構。
[0026]上述微流控芯片中生成液滴的示意圖如圖4所示。是將連續相通過連續相入口注入連續相儲液池，同時將分散相通過分散相入口注入分散相儲液池。以扇形所在的圓心為中心，對芯片進行離心作用。在離心力的作用下，分散相和連續相進入流動聚焦型通道處，在連續相對于分散相兩側的擠壓與剪切作用下，分散相形成微液滴分散于連續相中，微液滴通過液滴通道進入液滴收集池。
【主權項】
1.一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，所述的微流控芯片由蓋板層、通道層、底板層組成;所述的蓋板層包括:連續相入口、分散相入口、出氣孔;所述的通道層包括:連續相儲液池、分散相儲液池、連續相通道、分散相通道、液滴生成結構單元、液滴通道、液滴收集池、氣孔通道;所述的連續相儲液池與連續相入口相連，所述的連續相通道與連續相儲液池相連;所述的分散相儲液池與分散相入口相連，所述的分散相通道與分散相儲液池相連;所述的液滴生成結構單元在分散相通道與連續相通道交匯處;所述的液滴通道與液滴生成結構單元相連;所述的液滴收集池與液滴通道相連;所述的氣孔通道與液滴收集池相連;所述的出氣孔與氣孔通道相連。2.按照權利要求1所述的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，所述的芯片橫截面形狀為扇形，扇形角度為1°?360°，當扇形角度為360°時，芯片橫截面形狀即為圓形。3.按照權利要求1、2所述的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，所述的連續相入口和分散相入口分別在連續相儲液池和分散相儲液池靠扇形所在的圓心的一側。4.按照權利要求1所述的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，為保證液相注入時能夠充滿儲液池，所述的連續相通道應在連續相儲液池相對于連續相入口的一側;所述的分散相通道應在分散相儲液池相對于分散相入口的一側。5.按照權利要求1、2所述的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，從扇形所在的圓心到圓弧，所述的通道層結構依次為連續相儲液池、分散相儲液池、連續相通道、分散相通道、液滴生成結構單元、液滴通道、液滴收集池。6.按照權利要求1所述的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，所述的連續相與分散相可以以小孔注入的方式注入連續相儲液池和分散相儲液池。7.按照權利要求1所述的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，所述的液滴生成結構單元可以為T型結構和流動聚焦型結構。8.按照權利要求1、2所述的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，所述的芯片結構可以在扇形的圓心角為360°范圍內多次重復，實現多個重復單元。9.按照權利要求1所述的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，所述的連續相儲液池和分散相儲液池可以存在于微流控芯片上，也可以以任何形式外接于微流控芯片。10.按照權利要求1所述的一種用于制備液滴的離心式微流控芯片，其特征在于，所述的微流控芯片中液相的驅動力為離心力。
【專利摘要】微流控芯片由蓋板層、通道層、底板層組成；蓋板層包括：連續相入口、分散相入口、出氣孔；通道層包括：連續相儲液池、分散相儲液池、連續相通道、分散相通道、液滴生成結構單元、液滴收集池、氣孔通道；本發明一種用于制備液滴的離心式微流控芯片可短時間快速生成大量液滴的微流控芯片，具有可預見的應用價值與廣泛的市場前景。
【IPC分類】B01L3/00
【公開號】CN105498875
【申請號】CN201610069321
【發明人】葉嘉明, 榮莉, 王 鋒
【申請人】杭州霆科生物科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月27日