[发明专利]一种用于非牛顿流体中颗粒单一位置富集的微流控芯片

说明书

一种用于非牛顿流体中颗粒单一位置富集的微流控芯片，由盖片层和载片组成,在盖片层上开设有颗粒混合液加液区、颗粒富集微通道、流体扩张观测区、和液体排液区；颗粒混合液由颗粒混合液加液区进入颗粒富集微通道，经过颗粒富集微通道，颗粒富集至单一位置，经流体扩展区进行观测记录，最后颗粒液由液体排出区流出进行处理；本发明可实现非牛顿流体中颗粒的单一位置富集，本发明具有加工容易、结构简单、成本低、便于携带等优点，在生物医学及食品科学等领域有重要应用潜力。

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片，具体涉及一种用于非牛顿流体中颗粒单一位置富集的微流控芯片。

背景技术

微流控芯片，是实现样品的制备、进样、反应、分离、检测等功能于一体的微型芯片，具有所需样品体积小、检测效率高、使用成本低且易于和其他技术设备集成、良好的兼容性等优点，在生物医学、食品与环境监测等领域有重要作用，如疾病诊断、食品安全检测和水质监测等。在生物医学领域中，通常需要将目标细胞从全血中富集并提取出来，以便排除其他细胞或微粒的干扰。例如对癌症的研究和诊断中，需要将恶性肿瘤细胞(俗称癌细胞)从血液中进行有效的富集与提取。在牛奶的质量安全检测中，需要对所含的细菌等微生物进行富集和提取，以便后续检测。血液和牛奶是典型的非牛顿流体，其与牛顿流体(如水)流变特性存在显著差异，导致流体-颗粒两相作用不同，颗粒在流体中的富集规律不同。目前实现非牛顿流体中颗粒富集和提取的微流控芯片较少，已有工作主要集中在直通道中。通常，所需的直通道较长,不利于微流控芯片上各组件的高效集成。除此之外，颗粒或细胞在直通道中有多个平衡位置，不利于后续的颗粒检测和高效提取。

因此，研发尺寸小、效率高、便携的微流控生物芯片，实现非牛顿流体中颗粒的单一位置富集和提取，对于生物医学及食品安全等领域有着重要的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于非牛顿流体中颗粒单一位置富集的微流控芯片，能够对非牛顿流体中的颗粒或细胞实现单一位置富集，具有加工容易、结构简单、成本低、效率高、便于携带等优点，在生物医学、临床诊断与治疗等领域，具有很好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于非牛顿流体中颗粒单一位置富集的微流控芯片，由盖片层5和置于盖片层5下的载片6组成；所述盖片层5上开设有颗粒混合液加液区1、颗粒富集微通道2、流体扩张观测区3、液体排液区4和半圆柱结构7；所述颗粒富集微通道2是sin型曲线弯曲微通道，其中一侧具有向颗粒富集微通道2内凹的半圆柱结构7；所述颗粒富集微通道2入口和颗粒混合液加液区1出口连通；所述颗粒富集微通道2出口与流体扩张观测区3入口连通；流体扩张观测区3用于降低含有颗粒的液体流速，以便对颗粒进行观测记录；流体扩张观测区3出口与液体排液区4入口相连通；所述颗粒混合液加液区1和液体排液区4为在盖片层5上开设的通孔，所述颗粒富集微通道2和流体扩张观测区3为在盖片层5与载片6相接触的表面上开设的盲道。

所述的sin型曲线弯曲微通道结构满足y＝10sin(πx/50)，x指的是流动方向，y指的是垂直于流动方向。

所述颗粒富集微通道2一侧凹进的半圆柱结构7的半径为10-40μm，相邻的半圆柱结构7在流动方向上的中心距为100μm；所述颗粒富集微通道2内凹进的半圆柱结构7的数量为60-120个。

所述的流体扩张观测区3为对称渐扩结构，扩展壁面与水平方向的角度为5°-30°。

所述盖片层5和载片6通过等离子处理结合在一起。

所述颗粒富集微通道2和流体扩张观测区3位于盖片层5和载片6相结合处的中央位置。

所述半圆柱结构7是属于颗粒富集微通道2的一部分。

所述颗粒混合液加液区1和液体排液区4均为圆柱形孔。