[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

说明书

本发明提供了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，包括两个样品进口，一端分别与两个样品进口相连通的两个样品进口流道，两个样品进口流道的另一端相互连通，且分别连接于微流道的一端，微流道的另一端连接有样品出口；在两个样品进口流道内各设置一个单向阀，微流道内设有混合器单向阀；该方法包括将两种样品在微流体混合器完成样品混合的步骤。本发明的有益效果为：本发明提供了一种无源单向阀，无需额外设备提供阀门的动力，利用单向微阀结构实现对不同样品的混和，样品在阀门等待开启时间，以分子扩散形式及逆行混合；该种混合方式可以同时增加试剂之间的接触面积和接触时间，具有混合效率高的特点。

技术领域

本发明涉及微流体混合器技术领域，尤其涉及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。

背景技术

近年来，微流控芯片技术在生物医学检测、化学分析、化学传感、分子分离、核酸排序及分析、环境监测等领域得以广泛应用。微阀作为微流控芯片的重要部件之一，对微流控芯片有着重要的作用。现有的微阀结构大部分是需要额外的设备进行控制，而无源微阀是利用某些材料自身性质，达到通道开闭的作用，但是并不能实现单向阀控制流体流动方向的作用。目前，常用的单向微阀结构复杂，对仪器要求复杂，不便于加工装配及使用。微混合器的作用是将两种试剂混合，在层流中，混合只能通过分子扩散进行。增加液体之间混合的一种方法就是增强样品之间的扩散效应。为了增强样品之间的扩散效应，可以通过增加混和过程中试剂的接触面积和接触时间。

目前，利用微阀所制造的微混合器有着与微阀相同的缺点，结构复杂。制造困难，需要外部控制设备。

如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供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。

本发明是通过如下措施实现的：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，一端分别与两个所述样品进口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的一端，所述微流道的另一端连接有样品出口；

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和单向阀弹性膜构成；

所述微流道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内壁的混合器挡块和设置在所述微流道内壁另一端的混合器薄膜组成；

所述单向阀弹性膜和所述混合器薄膜是由聚二甲基硅氧烷制成。

作为本发明提供的一种基于无源单向阀门结构的微流体混合器进一步优化方案，所述混合器挡块置于所述微流道的一侧，其宽度为所述微流道一半的宽度。

作为本发明提供的一种基于无源单向阀门结构的微流体混合器进一步优化方案，所述混合器薄膜置于所述微流道的另一侧，与所述混合器挡块相对设置，位于所述混合器挡块的下游，且与所述混合器挡块贴合，所述混合器薄膜的宽度为所述微流道宽度一半以上。

作为本发明提供的一种基于无源单向阀门结构的微流体混合器进一步优化方案，两个样品进口流道的进口横截面积是微流道进口横截面积的一半。

所述单向阀弹性膜和所述混合器薄膜是由聚二甲基硅氧烷制成；聚二甲基硅氧烷(PDMS，polydimethylsiloxane)是具有弹性的材料，在施加外力时，会发生变形，当撤销外力时，变形恢复。

为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供了一种基于无源单向阀门结构的微流体混合器的控制方法，包括以下步骤：

S1：将两种样品从样品进口分别进入，样品流动会对单向阀挡块和单向阀弹性膜施加力F，当样品在进口流道内达到F时，单向阀弹性膜在长度上发生变形，方向为样品流动方向，进口流道打开，样品流入微流道中；