[发明专利]一种基于振荡流主动控制的液滴制备方法及器件

说明书

本发明提出了一种基于振荡流主动控制的液滴制备方法，首先制备间隔的第一离散相的液滴，再同步制备间隔的第二离散相的液滴，最后将第一离散相的液滴与第二离散相液滴经不同长度额输出管道进行排列输出；本发明还公开一种基于振荡流主动控制的液滴制备器件，包括M个T型通道、负流阻振荡器；所述负流阻振荡器用以将连续相液体振荡成类似于正弦波式流动，所述T型通道的第一进液管作为第一离散相液体的流入通道；所述T型通道的第二进液管作为连续相液体的流入通道；所述M个T型通道的出液管共同与输出管道相连；本发明提高了制备高粘度液滴的可靠性，简化液滴制备过程中生成频率与体积的操作步骤，同时解决的不同性质的多液滴同同步生成。

技术领域

本发明属于微流控器件领域，特别是一种基于振荡流主动控制的液滴制备方法及器件。

背景技术

液滴的生成方式主要可分为被动式和主动式两大类：在被动式微液滴制备技术涉及多个变量，微液滴形成的体积、频率不仅与流体的流率、通道结构尺寸有关,还和流体的性质(粘性力、界面张力)、外界环境等参数有关,因此通过被动式液滴制备方式来控制液滴的体积、频率需要一套复杂的调试过程，这也导致了微液滴制备的灵活性大大降低。虽然主动式液滴制备技术可以解决传统被动式液滴制备技术中存在的体积、频率可控性差的技术难题，但是主动式液滴制备技术中需要外加设备来干扰液滴形成。由于外加设备的存在，主动式微液滴芯片结构往往比较复杂，从而影响可靠性，且体积较大，成本较高，便携度差。另外主动控制中施加的外场力往往作用在试剂上，容易对试剂产生不良影响或破坏，影响实验结果。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于振荡流主动控制的液滴制备方法及器件，以提高制备高粘度液滴的可靠性，简化液滴制备过程中生成频率与体积的操作步骤，同时解决的不同性质的多液滴同同步生成。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于振荡流主动控制的液滴制备方法，包括以下步骤：

制备间隔的第一离散相的液滴：连续的第一离散相液体经第一T型通道的第一进液管流入，经振荡器震荡后的连续相液体经第一T型通道的第二进液管流入；经振荡器震荡后，连续相液体产生类似于正弦波式的振荡流动，第一离散相液体和连续相液体在第一T型通道交汇处相遇，第一离散相液体受到来自连续相液体的剪切力而断裂形成间隔的液滴。

同步制备间隔的第二离散相的液滴：连续的第二离散相液体经第二T型通道的第一进液管流入，经振荡器震荡后的连续相液体经第二T型通道的第二进液管流入；第二离散相液体和连续相液体在第二T型通道交汇处相遇，第二离散相液体受到来自连续相液体的剪切力而断裂形成间隔的液滴。

将第一离散相的液滴与第二离散相液滴进行排列：第一离散相的液滴经第一T型通道的出液管流入输出管道，第二离散相液滴经第二T型通道的出液管流入输出管道；第一离散相的液滴和第二离散相液滴在输出管道中间隔排列输出。

一种基于振荡流主动控制的液滴制备器件，包括M个T型通道(M≥2)、负流阻振荡器；所述负流阻振荡器用以将连续相液体振荡成类似于正弦波式流动，所述T型通道的第一进液管作为第一离散相液体的流入通道；所述T型通道的第二进液管作为连续相液体的流入通道；所述M个T型通道的出液管共同与输出管道相连。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明的基于振荡流的液滴制备方法及器件，具有较大的粘度适用范围(1cP～80cP)。

(2)相比于传统的主动控制液滴生成芯片，本发明的基于振荡流的液滴制备与操控芯片，不需要改变芯片结构便可实现任意不同液滴的同步生成，通用性好。

(3)与传统主动控制液滴制备器相比，本发明可以以较高频率实现液滴制备(10Hz～1000Hz)，大大的提高了工作效率。

(4)本发明的基于振荡流的液滴制备方法及器件，制备的液滴体积具有较高的范围(0.35nl～200nl)。