[发明专利]一种基于无源单向阀门结构的微流体混合器及其控制方法

权利要求书

1.一种基于无源单向阀门结构的微流体混合器，其特征在于，包括两个样品进口（1），一端分别与两个所述样品进口（1）相连通的两个样品进口流道，两个所述样品进口流道的另一端相互连通，且分别连接于微流道（6）的一端，所述微流道（6）的另一端连接有样品出口（7）；

在两个所述样品进口流道内各设置一个单向阀，所述单向阀由单向阀挡块（2）和单向阀弹性膜（3）构成；所述微流道（6）内设有混合器单向阀，所述混合器单向阀是由设置在所述微流道（6）内壁一侧的混合器挡块（4）和设置在所述微流道（6）内壁另一侧的混合器薄膜（5）组成；

两样品进口流道内的单向阀打开时，微流道（6）内的混合器单向阀不能立即打开；

所述单向阀弹性膜（3）和所述混合器薄膜（5）是由聚二甲基硅氧烷制成。

2.根据权利要求1所述的基于无源单向阀门结构的微流体混合器，其特征在于，所述混合器挡块（4）置于所述微流道（6）内壁一侧，其宽度为所述微流道（6）一半的宽度。

3.根据权利要求2所述的基于无源单向阀门结构的微流体混合器，其特征在于，所述混合器薄膜（5）置于所述微流道（6）内壁另一侧，与所述混合器挡块（4）相对设置，位于所述混合器挡块（4）的下游，且与所述混合器挡块（4）贴合，所述混合器薄膜（5）的宽度为所述微流道（6）宽度一半以上。

4.根据权利要求1或2所述的基于无源单向阀门结构的微流体混合器，其特征在于，两个样品进口流道的进口横截面积是微流道（6）进口横截面积的一半。

5.一种基于权利要求1-3任一项所述的基于无源单向阀门结构的微流体混合器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将两种样品从样品进口（1）分别进入，样品流动会对单向阀挡块（2）和单向阀弹性膜（3）施加力，当所施加的力达到F时，单向阀弹性膜（3）在长度上发生变形，方向为样品流动方向，进口流道打开，样品流入微流道（6）中；

S2：当样品从样品出口（7）进入，样品沿微流道（6）流动，使得单向阀弹性膜（3）和混合器薄膜（5）向流动方向变形，由于单向阀挡块（2）和混合器挡块（4）分别在单向阀弹性膜（3）、混合器薄膜（5）变形的下游，抵住了单向阀弹性膜（3）、混合器薄膜（5）的变形位移，微流道（6）由混合器薄膜（5）和混合器挡块（4）完全封闭，样品无法流动；

S3：两种样品以相等的速度由样品进口（1）分别进入不同的两个样品进口流道中，由于刚开始，样品进口流道内压力达不到单向阀的开启条件，当样品进口流道内的压力达到开启单向阀时，样品进口流道内的两单向阀同时打开，两个样品进口流道的样品流入微流道（6），由于样品是连续流入两样品进口流道，单向阀打开后并不能立即关闭，持续0.5个周期后关闭；

S4：微流道（6）内的混合器单向阀开启需要 1.5F，两样品进口流道内的单向阀打开时，微流道（6）内的混合器单向阀不能立即打开，样品在微流道（6）内等待微流道（6）内的混合器单向阀打开，在等待开启的时间内，两种样品基于速度的惯性力，在微流道（6）内快速混合，并且在微流道（6）内的混合器单向阀打开前，完成样品混合，当微流道（6）内的压力达到1.5F时，微流道（6）内的混合器单向阀打开，混合好的两种样品从样品出口（7）流出，混合器单向阀不立即关闭，0.2个T后关闭；

S5：以此循环，混合后的样品以脉冲的形式流出，进入下一个微流体混合器功能区。