[发明专利]一种微流体装置及其制造和使用方法

说明书

本发明公开了一种微流体装置及其制造和使用方法，用于微流体混合，解决了现有技术中的微流体在微流芯片混合时，容易微流体之间混合不均、混合效果较差的问题，其包括：开设有微流体腔道的微流管，微流体腔道供微流体流通；设置在微流管一侧用于发射超声波的超声波发射组件；设置在微流管内用于在超声波发射组件的作用下在内部产生声流涡旋的声人工结构，声人工结构内开设有微流混合通道，微流混合通道用于容纳微流体，声流涡旋位于微流混合通道内的部位的涡旋方向垂直于微流体在微流混合通道内的流动方向；从而实现各层微流体之间的快速混合，并且使得不同微流体之间的混合更加充分、均匀。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种微流体装置及其制造和使用方法。

背景技术

微流控芯片因具有样品用量少、可集成多个或整个分析系统的各功能单元于一微小芯片中,从而使得样品分析操作简单化、智能化,极大地减少手工操作带来的人为误差,从而在细胞筛选、DNA测序、蛋白质分析等工序中得到的广泛的应用。

用于微流体混合的微流体混合单元是微流控芯片的重要操作单元，微流体混合单元的混合效果很大程度上将决定了后续分析工作的可靠性和可信性；目前的微流控芯片，在使用微流体混合单元进行微流体混合时，是应用微流体自由扩散的机理，使得不同的微流体之间相互混合。

但是，由于不同的微流体之间是通过自由扩散的方式混合的，这就容易导致微流体之间相互混合不均匀，例如，直接接触的区域混合效果较好、未直接接触的区域混合效果较差。因此，现有微流体芯片的混合效果有待提高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种微流体装置及其制造和使用方法，旨在解决现有技术中的微流体在微流芯片混合时，容易微流体之间混合不均、混合效果较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种微流体装置，包括：开设有微流体腔道的微流管，所述微流体腔道供微流体流通；设置在所述微流管一侧用于发射超声波的超声波发射组件；设置在所述微流管内用于在所述超声波发射组件的作用下在内部产生声流涡旋的声人工结构，所述声人工结构内开设有微流混合通道，所述微流混合通道用于容纳微流体，所述声流涡旋位于所述微流混合通道内。

进一步地，所述超声波发射组件包括：用于产生声波信号的信号发生器；设置在所述信号发生器一侧用于放大所述声波信号的功率放大器；以及，设置在所述功率放大器一侧用于将放大后的声波信号转换为超声波的超声换能器。

进一步地，所述声人工结构包括：两相对设置的声子晶体板或至少两个相对设置的由声子晶体构成的复合结构或所述声子晶体板及所述复合结构的组合，两个所述声子晶体板之间的狭缝构成所述微流混合通道，所述声子晶体板包括：基板；集成在所述基板上的周期分布的结构声子晶体。

进一步地，所述声人工结构还包括：至少两个平行设置在所述基板上且间隔相等的凸条，所述凸条设置在两所述晶体板相互远离的一面。

进一步地，两所述声子晶体板相互平行。

进一步地，所述微流管包括：玻璃管或基底内壁上键合有聚二甲基硅氧烷形成的管道。

进一步地，所述基底包括：石英玻璃或有机玻璃或硅片或铌酸锂。

本发明第二方面提供一种微流体装置的制造方法，包括：在微流管开设供微流体流通的微流体腔道；在所述微流管一侧设置用于发射超声波的超声波发射组件；在所述微流管内设置用于在所述超声波发射组件的作用下在内部产生声流涡旋的声人工结构；在所述声人工结构内开设微流混合通道，所述微流混合通道用于容纳微流体，所述声流涡旋位于所述微流混合通道内。

进一步地，所述在所述微流管内设置用于在所述超声波发射组件的作用下在内部产生声流涡旋的声人工结构包括：在基板上集成声子晶体形成声子晶体板；将两所述声子晶体板相对且平行设置，使得两所述声子晶体板之间的狭缝构成所述微流混合通道；将两所述声子晶体板置于所述微流管内。