[发明专利]一种用于试剂混合及微液滴、微液柱制备的微流控芯片

权利要求书

1.一种用于试剂混合及微液滴、微液柱制备的微流控芯片，其特征在于：该微流芯片的微通道AC段与BC段相对中心线对称，AC、BC和CK段微通道共同形成“Y字型”微通道；其中的CK段微通道，CD、EF段微通道宽度相同，而DE段微通道宽度小于CD、EF段；GF段微通道与CK段微通道垂直相连，交点为F；IJ段微通道以平行于芯片短边的方向贯穿芯片，并与CK段微通道垂直；微通道的A端、B端、G端、I端、J端和K端分别对应进/出液1口、进/出液2口、进/出液3口、进/出液4口、进/出液5口、进/出液6口，且各微通道端直接与芯片的各进/出液口相连，各进/出液口形状为矩形凹槽；通过选取宽度比和角度加工微通道，并可精确控制所形成的微液滴、微液柱尺寸；盖片是一块和基片大小相同的平板；∠ACB为60°～90°时最利于试剂的混合；由于DE段宽度小于CD和EF段，CF段与DE段微通道宽度之比为2.0～3.0时最利于两种试剂的混合；微通道GF段与EH段、HK段与IJ段的宽度之比为1.2～1.8，微通道各段深度之比为0.75～1.0，微通道角度∠GFC、∠IHF、∠KHI大小范围为75°～105°，微通道CH段、IJ段深宽之比为1.0～1.25时，同等条件下形成的微液柱长度最短。

2.根据权利要求1所述的一种用于试剂混合及微液滴、微液柱制备的微流控芯片，其特征在于：通过精密注塑的方法在其微通道的CD和EF段加工出以任意形式排列的圆锥形、圆柱形、立方柱形、四棱柱形四种形状的其中一种微结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于试剂混合及微液滴、微液柱制备的微流控芯片，其特征在于：采用精密注塑机分别注塑成型该微流控芯片的基片、盖片，基片和盖片的材料相同，材料可以为PMMA、PDMS、PP或PC；基片上的进/出液口直接在注塑过程中成型，可在一定程度上简化微流控芯片制作工序；制得基片与盖片之后，利用封塑机将基片与盖片对准封装，即制得该微流控芯片。

4.根据权利要求1所述的一种用于试剂混合及微液滴、微液柱制备的微流控芯片，其特征在于：使用该微流控芯片时，选择合适尺寸的导管连接注射泵和微流控芯片，先将一种试剂从注射泵中以一定速度通过导管进入微流控芯片，使其充满微通道，去除微通道中的气泡，然后再通入另一种试剂即可进行反应；将芯片用于混合时，待混合的两种试剂从进/出液1口、进/出液2口进入通道CH，其中DE段微通道宽度较CD和EF段微通道宽度有所减小，CD和EF段微通道底部加工有微结构，都是为加强试剂混合而设计的；为了更进一步加强两种试剂的混合，从进/出液3口通入足够压力的空气，使从进/出液1口、进/出液2口流入的试剂在进入通道EH时形成微液柱，微液柱会加强两种试剂的混合，且形成的微液柱长度越短越利于混合，两种试剂的混合体最终从进/出液6口流出。

5.根据权利要求1所述的一种用于试剂混合及微液滴、微液柱制备的微流控芯片，其特征在于：需要制备微液滴或微液柱时，连续相和分散相分别从进/出液4口、进/出液6口进入微通道IJ，通过调节两相流速，可在通道IJ内形成尺寸不同的微液滴或微液柱，并从进/出液5口流出；也可使连续相或分散相分别从进/出液1或进/出液2口或进/出液3口进入微通道CH，同等两相流速下，在此通道中形成的微液柱尺寸将大于在微通道IJ中形成的。