[发明专利]阶跃式惯性聚焦微流控芯片

说明书

本发明提供一种阶跃式惯性聚焦微流控芯片，实现超高通量及多类微颗粒的浓缩、换液、富集、分选，包括依次串行衔接的多级弧形流道，至少一级弧形流道被分隔为沿弧形流道的径向依次分布的多个子流道，多级弧形流道一端设有至少一个流体入口及入口流道、另一端设有多个流体出口及多个出口流道；所述弧形流道的曲率半径为2～50毫米；所述弧形流道的横截面沿所述弧形流道的径向之尺寸为截面宽度、沿所述弧形流道的径向之垂向的尺寸为截面高度，所述截面宽度的范围为50～5000微米，所述截面高度的范围为20～2000微米；具有多个子流道的弧形流道的子流道隔离壁的厚度为10～1000微米。

技术领域

本发明涉及生物粒子微流控技术领域，特别涉及一种阶跃式惯性聚焦微流控芯片。

背景技术

在基于物理特征的分选方法中，惯性聚焦微流控技术以利用流体力学的纯物理方法、超高的流量以及避免堵塞的流道截面尺寸等优越的特性而受到广泛的关注。然而当样品量超过一定数值后，惯性聚焦微流控技术依然存在通量的瓶颈。单一流道惯性聚焦微流控芯片在10⁹/秒的通量条件下即无法做到高效的分选；多流道或多芯片并联则存在流路设计复杂，加工、生产困难等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种阶跃式惯性聚焦微流控芯片，可实现超高通量及多类微颗粒的浓缩、换液、富集、分选。

本发明实施例提供的阶跃式惯性聚焦微流控芯片，包括依次串行衔接的多级弧形流道，其中至少一级弧形流道被分隔为沿所述弧形流道的径向依次分布的多个子流道，所述多级弧形流道一端设有至少一个流体入口及连接所述弧形流道一端和所述流体入口的入口流道、另一端设有多个流体出口及分别连接所述弧形流道另一端和每个所述流体出口的多个出口流道；所述弧形流道的曲率半径为2～50毫米；所述弧形流道的横截面沿所述弧形流道的径向之尺寸为截面宽度、沿所述弧形流道的法向之尺寸为截面高度，所述截面宽度的范围为50～5000微米，所述截面高度的范围为20～2000微米；具有多个子流道的弧形流道的子流道隔离壁的厚度为10～1000微米。

可选的，所述多级弧形流道形成至少一个螺旋，属于同一螺旋的弧形流道弯曲方向相同。

可选的，当所述多级弧形流道形成多个螺旋时，邻接的螺旋之间通过串接流道衔接，所述串接流道为直流道或弯曲流道。

可选的，所述子流道的截面形状包括矩形、直角梯形和直角三角形中的至少一种。

可选的，相互衔接的两级弧形流道直接衔接或通过直流道过渡衔接。

可选的，所述多级弧形流道的级数不小于所述流体出口的数量，所述多级弧形流道中至少一级具有多个子流道的弧形流道之子流道的数量不小于所述流体出口的数量。

可选的，所述具有多个子流道的弧形流道依次连续串行衔接。

可选的，所述多级弧形流道中的最后一级具有多个子流道。

可选的，所述多个流体出口流道沿最后一级弧形流道的径向依次分布于所述最后一级弧形流道的输出末端；任意一个流体出口流道通过与其相连通的一个出口向外引流。

可选的，所述多级弧形流道一端设有多个流体入口及入口流道，所述多个流体入口流道沿第一级弧形流道的径向依次分布于所述第一级弧形流道的输入端；所述多个流体入口流道中沿所述第一级弧形流道的径向位于最内侧或最外侧的一者为缓冲液入口流道；任意一个流体入口流道通过与其相连通的一个入口流道向内引流。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：