[实用新型]微流控芯片及样本融合装置

说明书

本实用新型涉及微流控芯片领域，特别涉及微流控芯片及样本融合装置。本实用新型提供的多通道复合式液滴合并系统，可使多种试剂与样本产生微小液滴并进行低电压、高效率合并，达到在微流控芯片内进行少量试剂样本的混合。合并腔4结合发散式流道使液滴减速造成前后碰撞，结合微结构引流与限制液滴流动路径，达到同时降低液滴流速亦不会造成液滴随流场发散到合并部4，使其经过大范围交流电场时多重液滴可以有效融合。由合并腔4与其内部的导流排柱6与大范围交流电场，使多重微液滴(2～100颗)可于高通量高流速(>600droplets/s)下有效率的融合。

技术领域

本实用新型涉及微流控芯片领域，特别涉及微流控芯片及样本融合装置。

背景技术

微流控芯片技术(Microfluidics)又被称为芯片实验室(Lab-on-a-chip)，能在一个几平方厘米的微小芯片上集成传统的生物和化学实验室的基本功能，包括样品分离、制备、化学反应、检测等操作。

微流控芯片具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点，它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析,并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。

液滴微流控技术是微流控芯片技术的一个重要分支。液滴微流控技术是在传统的单相微流控芯片技术发展而来的，最早由芝加哥大学Rustem F. Ismagilov教授首先提出三入口T型微液滴芯片设计，并在之后的几年中得到广泛关注和应用。与单相微流控系统相比，由于其水/油两相分离的特征，具有如消耗样品和试剂量更少，混合速度更快不易造成交叉污染，易于操控等优势。因此，在污染物快速高通量检测，生物样本分离、培育，观察化学反应进度等领域中有着重要的应用。微液滴因具有通量高，无交叉污染等优势，其在喷墨打印、微混合、DNA分析、材料合成、蛋白质结晶等领域呈现出巨大的应用潜力。一些基于微液滴的生化反应，如微纳颗粒合成，过程中需要将两种不同的液滴融合在一起，以便获得较好的混合反应效果。

由此，液滴的可控融合已成为一项重要的液滴微流控技术，对于在液滴内实现多步反应十分重要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种微流控芯片及样本融合装置。该微流控芯片可以使多种不同样本或试剂经由芯片形成微小液滴，并能在其中完成多种极微量液滴(pL-nL)的融合，可达到少量样本分析与减少试剂用量的目的。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种微流控芯片，包括基片；以及依次设置在所述基片上的进油部1、进样部2、合并腔4和出口部3，以及依次连接所述进油部 1、所述进样部2、所述合并腔4和所述出口部3的微流道；还包括电极5，所述电极5产生的电场垂直于所述合并腔4；所述合并腔4还设置有导流排柱6。

在本实用新型的一些具体实施方案中，所述合并腔4的纵截面为菱形，所述导流排柱6之间的间隙小于液滴的直径。

在本实用新型的一些具体实施方案中，所述合并腔4近进样部2的一端的横截面面积小于近出口部3一端的横截面面积。作为优选，所述合并腔4 近进样部2的一端的横截面的长度与所述合并腔4近出口部3一端的横截面的长度的比为1∶(1.1～1.5)。

在本实用新型的一些具体实施方案中，所述合并腔4与所述出口部3之间的微流道的横截面面积逐渐变大。

在本实用新型的一些具体实施方案中，所述进样部2至少为1个。进油部1至进样部2之间的微流道呈放射状发散设置；合并腔4至进样部2之间的微流道呈放射状发散设置。

在本实用新型的一些具体实施方案中，电极5为接触流道式电极或非接触流道式电极；优选的，接触流道式电极为指叉式电极。

此外，本实用新型还提供了所述的微流控芯片在样本融合中的应用。