[发明专利]使用流体破裂的液滴生成

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求享有Abate等人在2012年2月8日提交的题名为“使用流体破裂的液滴生成”的美国临时专利申请序列No.61/596,658的优先权，其整个内容通过参考包含于此。

政府资助

关于本发明的各方面的研究至少部分地由美国国家科学基金会以授予号DBI-0649865和授予号DMR-0820484资助。美国政府拥有本发明中的某些权利。

技术领域

本发明总体上涉及微流体学，并且具体地，本发明涉及用于产生液滴的系统和方法。

背景技术

出于流体输送、产品制造、分析等目的，操作流体以形成所需构造的流体流、不连续的流体流、液滴、颗粒、分散体等是相对充分研究的技术。在微流体系统中产生液滴的方法的示例包括使用T型接合部或流动聚焦技术。然而，这样的技术经常仅在较慢的层流条件或“滴落”条件下起作用，并且在某些应用中，例如，需要更快的液滴产生速率，以便产生更大数量的液滴。

发明内容

本发明总体上涉及用于产生液滴的系统和方法。在某些情况下，本发明的主旨包括相关产品、特定问题的可替代的解决方案、和/或一个或多个系统和/或制品的多种不同的用法。

在一个方面中，本发明总体上涉及一种用于产生液滴的装置。在一组实施例中，该装置包括第一接合部，所述第一接合部包括第一入口微流体通道、第二入口微流体通道和出口微流体通道。在某些情况下，第一通道和第二通道之间的角度小于约45°。该装置还可以包括在第二接合部的第二通道上游的第二接合部，其中，第二接合部被构造和布置成在第二流体中产生第一流体的基本单分散的液滴。

在另一组实施例中，该装置包括：连续喷射的流体流，其包括第一流体；和多个基本单分散的第二流体的液滴，其定位成进入流体流。该装置根据另一组实施例包括微流体通道，所述微流体通道包括：连续喷射的流体流，其包括第一流体；和多个第二流体的液滴，其定位成进入流体流。

在一组实施例中，该装置包括第一接合部，所述第一接合部包括第一入口微流体通道、第二入口微流体通道和出口微流体通道。在某些情况下，第一通道和第二通道之间的角度小于约45°。在某些实施例中，该装置还可以包括在第一接合部的第一通道上游的第二接合部。例如，第二接合部可以是T型接合部、流体聚焦接合部或类似物。

在另一组实施例中，该装置可以包括：第一产生液滴的微流体接合部；用于产生喷射的流体的第二微流体接合部；和定位在第一接合部和第二接合部中的每个下游的第三接合部。

在另一方面中，本发明总体上涉及一种产生液滴的方法。在一组实施例中，该方法包括以下步骤：在微流体通道中提供包括第一流体的连续的流体流；和将多个第二流体的液滴插入连续的流体流中以促使连续的流体流形成离散的第一流体的液滴。

在另一组实施例中，该方法包括以下步骤：提供包括第一流体的连续的流体流；和将多个第二流体的液滴插入连续的流体流中以促使连续的流体流形成离散的、基本单分散的第一流体的液滴。

该方法根据又一组实施例包括以下步骤：提供包括第一流体的连续的流体流；和将多个基本单分散的第二流体的液滴插入连续的流体流中以促使连续的流体流形成离散的第一流体的液滴。

在一组实施例中，该方法包括以下步骤：提供包括第一流体的连续的流体流；和将多个第二流体的液滴插入连续的流体流中以促使连续的流体流形成第一流体的液滴。

该方法根据另一组实施例包括以下步骤：以至少约15,000滴/秒的速率产生基本单分散的微流体液滴。在又一组实施例中，该方法包括以下步骤：提供包含在微流体通道内的喷射的连续的流体流；和在基本不改变微流体通道内的流体流的线性流速的情况下促使流体流形成基本单分散的微流体液滴。

在另一方面中，本发明包含了实施本文所述的实施例中的一个或多个的方法。在又一方面中，本发明包含了使用本文所述的实施例中的一个或多个的方法。

当参照附图考虑时，本发明的其它优点和新颖特征将从以下本发明的各种非限制性实施例的详细说明而变得显而易见。在其中本说明书和通过参考包含于此的文献含有冲突和/不一致的公开内容的情况下，本说明书应当控制。如果通过参考包含于此的两个或更多个文献含有相对于彼此冲突和/或不一致的公开内容，则具有更晚有效日期的文献应当控制。

附图说明