[实用新型]一种被动式微混合器

说明书

本申请公开了一种被动式微混合器，易于集成，耗能低，可以方便集成到液相色谱芯片中，与耐高压工艺兼容，在0.01Re100范围内均可适用，且在6mm长的混合通道中便可以获得90％以上的混合效率。

技术领域

本申请涉及微流控芯片技术领域，特别是涉及一种被动式微混合器。

背景技术

微流控(Microfluidics)是指在微米尺度(几十到几百微米)通道内操纵微量(微升甚至飞升)流体的一门科学和技术。微流控芯片是微流控技术实现的主要平台，将常规实验室中化学和生物分析所涉及的样品预处理、反应、分离、检测，细胞培养、分选、裂解等基本操作单元集成到几个平方厘米甚至更小的芯片上，最终实现芯片实验室(Lab on achip)目标。在微流控芯片所涉及的各种功能单元中，微流体混合器是其中重要组成部分之一，它能够有效、快速地将多种溶液充分混合，加快样品的检测和分析速度，在化学合成、生物反应、高通量筛选和高效液相色谱等领域具有广泛的应用前景。

微混合器的通道一般在几十到几百微米，该尺寸范围内，因为雷诺数(Reynoldsnumber,Re)较小，层流是主要的流场形式，液体间主要依靠分子扩散作用混合。相比于宏观条件而言，其混合时间大大延长且混合效果变差。为了改善小雷诺数条件下两种流体难以混合的问题，必须采取有效的混合方式来增加流体间的接触面积或增强对流和扩散。通常有种方式可以实现上述目的：一种是通过超声、微泵注入和电磁搅拌等外界能量对微通道中流体进行主动驱动和搅拌，产生混沌对流和漩涡流等状态，加快混合，称为主动式微混合器；另外一种是利用蛇形管道、扰流微结构和分叉管道等特殊结构和形状的微管道来改变流场，增加两流体的接触面积，加快混合，称为被动式微混合器。与前者相比，被动式微混合器无需借助任何外界动力，加工简单，易于集成，因此得到了广泛的应用。

但现有的被动式微混合器还存在一些不足。尤其是在高效液相色谱芯片应用中，需要进行梯度洗脱，而梯度洗脱系统中最重要的功能部件就是微混合器，微混合器在较宽雷诺数范围实现90％以上的混合效率对于高效的梯度洗脱至关重要。但现有技术中的微混合器还不能够同时满足上述要求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的为提供一种被动式微混合器；本申请提供的被动式微混合器，易于集成，耗能低，可以方便集成到液相色谱芯片中，与耐高压工艺兼容，在0.01Re100范围内均可适用，且在6mm长的混合通道中便可以获得90％以上的混合效率。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种被动式微混合器，包括：混合结构体，以及设置在所述混合结构体上方的盖板；

所述混合结构体设有入口单元、出口，以及设置在入口单元和所述出口之间的至少一个混合单元；

所述入口单元包括第一流入通道、第二流入通道、第三流入通道、流出通道、连接通道，所述连接通道分别与第一流入通道、第二流入通道、第三流入通道、流出通道相连通，且所述连接通道的内径小于所述第一流入通道、第二流入通道、第三流入通道、流出通道的内径；

所述混合单元包括由分隔部件分隔形成的主通道和子通道，还包括弧形通道，所述主通道和所述子通道的一端分别与所述流出通道相连通，所述主通道和所述子通道的另一端通过所述弧形通道相连通，所述子通道的内径由靠近所述流出通道的一端向靠近所述弧形通道的一端逐渐增大，所述子通道靠近所述弧形通道的一端还设有混合单元出口，所述混合单元出口连通下一个混合单元或连通出口。

优选地，所述第一流入通道、第二流入通道、第三流入通道、流出通道与所述连接通道相连通的一端内壁为渐缩的弧形。

优选地，所述连接通道具体为由四条通路连接形成的十字形结构，所述第一流入通道和所述流出通道位于所述连接通道的左右两侧，所述第二流入通道和所述第三流入通道位于所述连接通道的上下两侧。

优选地，所述连接通道的内径为W，所述连接通道任一通路的长度为L，L≥W。