[发明专利]一种微滴快速生成芯片系统

说明书

一种微滴快速生成芯片系统，包括液滴快速生产芯片、进样装置及其连接的毛细管道，其特征在于，所述液滴快速生产芯片由芯片本体及其内部设置的腔室、管道组成，所述腔室包括进油相的油相腔室、进水相的水相腔室及排样腔室，所述油相腔室连接的第一管道、水相腔室连接的第二管道、排样腔室连接的第三管道相互连通，所述第一管道、第二管道靠近相互连通点处设置有蛇形通道，所述芯片中距离连通点100‑500μm处设置一组用于芯片液滴大小参比的可视标识；所述油相腔室、水相腔室分别密封连接毛细管道，所述毛细管道中的液体由进样装置驱动流动。本发明能够快速实现皮升级液滴的生成，且液滴成分均匀，大小可控。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，特别涉及一种微滴快速生成芯片系统。

背景技术

微流控芯片微滴技术是一种基于微流控芯片的操控微小体积液体的新技术。在生化实验中，利用这些分散的微液滴单元来替代实验室中的发酵罐、烧杯、反应器等，实现生化反应及检测的微量化，有助于减少反应试剂、减短反应时间、调控局部反应条件、增加反应精度等，显现出巨大的应用潜力。

微液滴作为微反应器单元，要让其真正发挥其潜在的应用技术，其先决条件是要稳定地产生非常均匀的、尺寸和结构精确控制的微液滴。然而要产生上述微液滴，一方面取决于微流体进样系统如注射器、蠕动泵、活塞泵等精准控制进液量，另一方面取决于芯片的设计。注射器、蠕动泵、活塞泵等这些进样装置对于实现皮升级的流体时，其控制十分吃力，常常出现滞后、稳定时间长、重复性差、脉冲效应等一系列问题，因此，需要在芯片系统上进行改进，合理设计结构，实现每分钟产生成千上万个尺寸均一的、体系稳定的皮升级微液滴。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种液滴快速生成芯片系统。该系统可以用于快速制备大量的大小均一、混合均匀的微液滴，微液滴平铺于芯片上，在显微镜或者成像仪下参照液滴生成处一组用于芯片液滴大小参比的可视标识，判断液滴的大小。

一种微滴快速生成芯片系统，包括液滴快速生产芯片、进样装置及其连接的毛细管道，所述液滴快速生产芯片由芯片本体及其内部设置的腔室、管道组成，所述腔室包括进油相的油相腔室、进水相的水相腔室及排样腔室，所述油相腔室连接的第一管道、水相腔室连接的第二管道、排样腔室连接的第三管道相互连通，在第一管道、第二管道、第三管道的连通点处油相和水相形成油包水的混合均匀的稳定的微液滴。所述第一管道、第二管道靠近相互连通点处设置有蛇形通道，所述蛇形通道对液流起到减小或缓冲液流压力的作用；所述芯片中距离连通点100-500 μm处设置有一组用于芯片液滴大小参比的可视标识；所述油相腔室、水相腔室分别密封连接毛细管道，所述毛细管道中的液体由进样装置驱动流动。进样装置驱动液体在管道中流动，微液滴在第一管道、第二管道、第三管道的连通点处形成，微液滴的大小可参照芯片中的可视标识判断，若大小需要调整，可通过进样装置如注射器、蠕动泵、活塞泵等进一步控制，最终使液滴稳定、大小均一。

优选的，在所述第一管道、第二管道、第三管道相互连通点处微液滴的体积为0.2-200 pL。

优选的，所述水相腔室及第二管道为2个或以上的水相腔室与管道并联结构，所述并联结构相交点位于第一管道、第二管道、第三管道相互连通点上端0.2-0.5 mm。更进一步，所述2个或以上的水相腔室与管道，可以通过水相腔室外接不同水相，这样便于改变水相中不同因子的成分与含量。

优选的，所述第一管道，一端与油相腔室连接，另一端设有多个分支管道，所述分支管道靠近相互连通点处设置有蛇形通道。进一步优选，另一端设有2个分支第一管道a、第一管道b。所述第一管道a、第一管道b与第二管道、第三管道在连通点处交汇。

进一步优选的，所述蛇形通道为来回折叠的U型通道或S型通道。液体通过折叠的蛇形通道时，降低液压，这对于微流体系的稳定至关重要，同时通过反复来回折叠的蛇形通道结构，增加了芯片空间利用度。