[发明专利]微滴制备系统、微流控芯片及其设计方法

说明书

本发明涉及一种微滴制备系统、微流控芯片及其设计方法，微流控芯片包括芯片板。芯片板上设有连续相孔、离散相孔、微滴出液孔、第一流道及第二流道。连续相孔通过第一流道与第二流道的中部部位相连通。离散相孔通过第二流道与微滴出液孔相连通。第一流道设有第一迂回通道段，第二流道上与离散相孔相连的一端至第二流道的中部部位设有第二迂回通道段。一方面，第一迂回通道段有利于连续相流体充分均匀混匀，并能起到稳流作用，第二迂回通道段也有利于离散相流体充分均匀混匀，并起到稳流作用；另一方面，能实现控制便可控制两相接触时的剪应力，保证分散相流体进入微流道后，在连续相流体的剪应力作用下，在交叉口处可稳定生成大小均一的微滴。

技术领域

本发明涉及微滴制备技术领域，特别是涉及微滴制备系统、微流控芯片及其设计方法。

背景技术

传统地，液滴微流控是把不相溶的液体注入到微流控芯片、以极快的速度生成满足各种尺寸要求、均匀的液滴的技术，把生物、化学、医学等分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程的技术。宏观样品可以在数以万计的微流控芯片(单个微滴体积在纳声到皮升级别)中进行各种化学物理反应。通过对这些液滴测量和分析，可以大大提高样品检测分析的精度和灵敏度。然而，传统的微流控芯片生成液滴的稳定性较差。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种微滴制备系统、微流控芯片及其设计方法，它能够提高生成液滴的稳定性，有利于实现生成大小均一的液滴。

其技术方案如下：一种微流控芯片，所述微流控芯片包括：芯片板，所述芯片板上设有连续相孔、离散相孔、微滴出液孔、第一流道及第二流道，所述连续相孔通过所述第一流道与所述第二流道的中部部位相连通，所述离散相孔通过所述第二流道与所述微滴出液孔相连通，所述第一流道设有第一迂回通道段，所述第二流道上与所述离散相孔相连的一端至第二流道的中部部位设有第二迂回通道段。

上述的微流控芯片，一方面，由于第一流道设有第一迂回通道段，第一迂回通道段有利于连续相流体充分均匀混匀，并能起到稳流作用，同样地，第二迂回通道段也有利于离散相流体充分均匀混匀，并能起到稳流作用；另一方面，可以在不增大芯片板的体积尺寸情况下，改变第一迂回通道段的形状时，便能调整连续相孔到第一流道与第二流道的交叉口处的路径长度，以及改变第二迂回通道段的形状时，便能调整离散相孔到交叉口处的路径长度，通过控制连续相孔到交叉口处的路径长度，以及离散相孔到交叉口处的路径长度便能实现控制便可控制两相接触时的剪应力，保证分散相流体进入微流道后，在连续相流体的剪应力作用下，在交叉口处可稳定生成大小均一的微滴(例如油包水(W/O)液滴，且油水配比接近1：1)。

在其中一个实施例中，所述第一迂回通道段为S字形、C字形、Z字形或L字形的迂回通道，所述第二迂回通道段为S字形、C字形、Z字形或L字形的迂回通道。

在其中一个实施例中，所述微流控芯片还包括底盖板，所述连续相孔、所述离散相孔、所述微滴出液孔、所述第一流道及所述第二流道均由所述芯片板的其中一侧面贯穿到所述芯片板的另一侧面形成，所述底盖板叠设于所述芯片板的下方以使得所述芯片板的底面封闭。

在其中一个实施例中，所述底盖板与所述芯片板采用键合方式连接、粘接连接、焊接连接、螺钉连接、铆接连接、销钉连接或卡接连接。

在其中一个实施例中，所述芯片板上还设有与所述连续相孔相连通的第一进样管，与所述离散相孔相连通的第二进样管，以及与所述微滴出液孔相连通的出样管；所述第一进样管、所述第二进样管及所述出样管均设置于所述芯片板上背离于所述底盖板的侧面。

在其中一个实施例中，所述第二流道上与所述微滴出液孔相连的一端包括渐变通道段，所述渐变通道段的口径大小在靠近于所述微滴出液孔的方向上逐渐增大。