[发明专利]用于引入多个鞘液流的微流道结构及其微流控芯片

说明书

本发明涉及微流控技术领域，更具体地，涉及一种用于引入多个鞘液流的微流道结构及其微流控芯片，包括聚焦流道、鞘液流道，所述聚焦流道与鞘液流道通过若干分支流道相连通，所述聚焦流道包括若干顺次交替设置的收缩段和扩张段。本发明能够减少样品溶液的颗粒到达聚焦位置所需要的时间，减少对颗粒生理活性的影响，同时实现快速颗粒聚焦的目的。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，更具体地，涉及一种用于引入多个鞘液流的微流道结构及其微流控芯片。

背景技术

微流控技术是在微尺度流道内通过对流体施加压力等手段对微量流体进行传热传质、检测等操作的技术，涉及到微电子、生物、化学等众多学科领域。在微尺度流道中流动的流体，普遍存在惯性聚焦效应、涡旋、层流等现象。上述流体现象在微流控技术中的应用已引起广泛研究，特别是与粒子操纵相关的惯性聚焦技术，是微流控技术中不可忽略的重要部分。

几年来出现了多种用于细胞和颗粒单流聚焦的微流体装置。惯性微流体技术可实现细胞和粒子的高效被动聚焦。然而，在矩形微通道中，多个平衡位置的存在需要复杂的解决方案，其中涉及操纵微流道结构以实现单一流流动，但往往实现颗粒聚焦所需要的流道结构过长。现有的聚焦流道由收缩直流道和扩张三角形流道交替连接构成，但由于其使用的流道结构过长，使得流动时间过长而容易引起颗粒的损伤。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的聚焦流道的流动时间过长的不足，提供一种用于引入多个鞘液流的微流道结构及其微流控芯片，能够减少样品溶液的颗粒到达聚焦位置所需要的时间，减少对颗粒生理活性的影响，同时实现快速颗粒聚焦的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种用于引入多个鞘液流的微流道结构，包括聚焦流道、鞘液流道，所述聚焦流道与鞘液流道通过若干分支流道相连通，所述聚焦流道包括若干顺次交替设置的收缩段和扩张段。

本发明包括一种用于引入多个鞘液流的微流道结构，聚焦流道用于供具有颗粒的样品溶液流动，鞘液流道用于供鞘液流动，分支流道的设置使鞘液流道中的鞘液能够引入聚焦流道的扩张段中，推动样品溶液颗粒聚集在扩张段一侧来达到聚焦作用，使得扩张段内的液体以迪恩涡流形式进行扰动，加速实现聚焦。

优选地，所述聚焦流道的两端均与外界相连通；所述鞘液流道的一端与外界相连通，另一端不与外界相连通。聚焦流道的两端均与外界相连通的设置使得液体能够从聚焦流道的一端流入、另一端流出；鞘液流道的其中一端不与外界相通的设置，使得微流道结构只具有一个用于出液的端口。

优选地，所述聚焦流道与鞘液流道相互平行设置。相互平行的设置使得聚焦流道和鞘液流道内的液体能够平行引入，通过多个迪恩流扰动加速实现颗粒聚焦。

优选地，所述聚焦流道与分支流道之间呈30°～90°夹角。聚焦流道与分支流道之间的夹角设置能够使聚焦流道与鞘液流道内的液体能够顺利混合并输出。

优选地，所述聚焦流道与鞘液流道均为带缺口的环状流道，且所述聚焦流道与鞘液流道呈同心环状设置。环状流道的设置能够便于向微流道结构引入离心力，缩短颗粒到达聚焦位置所需要的时间。

优选地，所述分支流道的液体流动方向与所述分支流道和聚焦流道相交点的切线方向之间呈30°～90°夹角。聚焦流道与分支流道之间的夹角设置使聚焦流道与鞘液流道内的液体能够顺利混合并输出。

优选地，所述扩张段的长度为350～700μm，宽度为350～700μm；所述收缩段的长度为350～1200μm，宽度为50～200μm。

本发明还提供一种用于引入多个鞘液流的微流控芯片，包括上述的微流道结构，还包括芯片本体，所述微流道结构设于所述芯片本体内。芯片本体能够用于保护微流道结构。