[发明专利]一种提高液滴在不对称通道分裂均匀度的装置

说明书

本发明公开了一种提高液滴在不对称通道分裂均匀度的装置，通过调节流量泵流量，可以控制分裂后子液滴大小。属于微流控芯片应用领域。不对称通道的微流控芯片包括由PDMS制作的盖片和基片。使用流量泵将离散相液体和连续相液体分别从入口I和入口II通入微通道，两种不同的液体在T形通道处生成液滴，保持流量不变使液滴达到稳定的生成状态，之后停止分散相和连续相的一侧液体的通入，并切断分散相和连续相入口与流量泵的连接，通过这种方法使通道内部充满大小均匀的液滴。之后通过对通道中已生成的液滴使用流量泵进行抽动，以实现不对称通道中液滴更加均匀的分裂。

技术领域

本发明涉及一种提高微流控液滴在不对称通道分裂均匀度的装置，通过调节流量泵流量，可以控制分裂后子液滴大小。属于微流控芯片应用领域。

背景技术

微流控芯片是在微米或纳米尺度上对流体进行一系列操作，来实现特定控制的新型技术。该技术涉及力学、生物、化学、物理学等多个基础学科领域，并可以将各学科所包含的基本功能集成到一个几平方厘米的芯片上。

微流控液滴技术作为微流控技术的分支，通过操纵微小体积液体实现微液滴的生成、输运、分裂、融合、分选、定位和捕获等控制功能。在生物或化学研究中，单个液滴或气泡可以作为化学反应、输运和混合体，并在食品药品制造、颗粒制备、蛋白结晶等行业中起到了重要作用。液滴大小均匀性会对整个过程产生非常重要的影响，人们将越来越多的关注微流控系统中微尺度液滴的均匀度，通过使液滴分裂来调整液滴大小是一种简便可行的方法。

液滴分裂可以精确操控拥有微反应平台功能的微液滴的均匀性，成熟的液滴分裂技术具有提升液滴生成通量，实现平行反应，提高反应和检测效率等优点。由于微流控通道的多样性与复杂性，有必要使不对称通道的液滴实现均匀分裂，从而实现在多种情况下生成大小比较均匀的子液滴。

发明内容

本发明基于引起液滴分裂的不对称通道，通过对通道中已存在的液滴使用流量泵进行抽动，以实现提高不对称通道中液滴分裂均匀度。在不对称通道的两支路末尾处分别插入塑料管的一头，塑料管的另一头与两注射器连接。将注射器安装在流量泵上，使用流量泵抽动液滴，由于两支路中的流量恒相等，可以实现不对称通道分叉处液滴的均匀分裂。结果显示，相同条件下，关于分裂后子液滴的均匀度，抽动引起的液滴分裂明显优于推动引起的液滴分裂。

本发明对微通道中引起液滴分裂的推动方式进行了改进，主要结构如下：

一种提高液滴在不对称通道分裂均匀度的装置，该装置为不对称通道的微流控芯片，包括由PDMS制作的盖片1和基片2，盖片1和基片2相配合组成微流控芯片的主体结构，盖片1的结构包括离散相入口3、侧通道7、连续相入口4、主通道8、支路通道I9、支路通道II10、出口I5、出口II6，离散相入口3通过侧通道7与主通道8垂直连接，连续相入口4设置在主通道8的一侧，出口II6通过支路通道I9与主通道8斜向连接，出口I5通过支路通道II10与主通道8连接，出口I5设置在主通道8的另一侧。

盖片1上的各个结构构成微流控芯片工作时的流体流动的区域。主通道8一端和侧通道7形成T型通道，主通道8的另一端为支路通道I9和支路通道II10，支路通道I9和支路通道II10通过塑料管与注射器11相连，注射器11安装在流量泵12上。

常规液滴分裂装置为流量泵推动分散相和连续相引起分裂，所述的液滴分裂装置使用流量泵抽动已生成的液滴引起分裂，能够使分裂后生成的子液滴更加均匀。液滴分裂后的子液滴大小的均匀度受支路通道I9和支路通道II10的流量影响，为了让支路通道I9和支路通道II10的流量比接近相同，使用同一个流量泵12进行抽动。