[发明专利]可用于超高流速稳定捕获CTC的微流控芯片及装置

权利要求书

1.一种微流控芯片，其特征在于，其包含汇聚分流模块，所述汇聚分流模块包含入口、主通道、一个或多个汇聚分流单元、以及出口；

所述入口、一个或多个汇聚分流单元和出口通过主通道连通设置，样品由入口进入汇聚分流单元后由出口排出或者部分排出；

所述汇聚分流单元将样品中的目标颗粒汇聚在液流中心；同时将不含有目标颗粒的旁侧液流经出口排出或者部分排出，从而在不损失目标颗粒的情况下降低样品的流速和/或流量；

在样品通路中，当沿样品流动方向的通路拓宽时，在拓宽处通道的S_宽/S_窄≤8，更优选S_宽/S_窄≤5；其中，S_宽表示拓宽处通道的最大截面面积，S_窄表示拓宽处通道的最小截面面积。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述汇聚分流单元包括一个或多个串联排列的汇聚结构、以及分流通道；

所述汇聚结构将样品中的目标颗粒汇聚在液流中心，将分离出的不含有目标颗粒的旁侧液流经由所述分流通道向出口排出或者部分排出；

在所述汇聚结构与分流通道的连接通道处，S_宽/S_窄≤8，更优选S_宽/S_窄≤5；其中，S_宽表示所述连接通道的最大截面面积，S_窄表示所述连接通道的最小截面面积；

优选地，所述汇聚结构与分流通道的连接通道呈弧线状，更优选为弧线状分支型结构。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述汇聚结构包括中心通道以及旁侧支流通道；

其中，所述中心通道在两端均与主通道相接并且同轴排列；

所述旁侧支流通道在两端均与主通道以及中心通道相交汇；进一步优选地，所述旁侧支流通道为两条，再一步优选地，两条旁侧支流通道排列在中心通道两侧，更优选地，两条旁侧支流通道对称排列在中心通道两侧，并且具有相同的尺寸参数；

优选地，在样品由所述主通道流入所述汇聚分流单元的位置，还设有主通道收窄处；设W_Z表示主通道宽度的一半，W₂表示主通道收窄处的宽度，d1表示液流中最靠近主通道收窄处一侧通道边界的目标颗粒物的质心与该侧通道边界的距离，R1是每个汇聚分流单元中第一个汇聚结构的中心通道的流阻，R2是第一个汇聚结构中单条旁侧支流通道的流阻，上述参数满足下列条件：

其中，d1的取值等于r_cell，或者稍小于r_cell，r_cell表示样品中目标颗粒物平均半径；

优选地，设第n个汇聚结构的中心通道的流阻为R1ⁿ，宽度为Wsⁿ，单条旁侧支流通道的流阻为R2ⁿ，第n+1汇聚结构中心通道的流阻为R1ⁿ⁺¹，每条旁侧支流通道的流阻为R2ⁿ⁺¹，其满足下列条件：

其中，d1的取值等于r_cell，或者稍小于r_cell，r_cell表示样品中目标颗粒物平均半径，n是大于等于1且小于汇聚结构总数的自然数。

4.根据权利要求2或3所述的微流控芯片，其特征在于，所述分流通道两端均与主通道相交汇，其中上游的交汇处靠近汇聚分流单元中最后一个汇聚结构，下游交汇处与靠近微流控芯片的出口；优选地，分流通道为两条，排列在主通道两侧；更优选对称排列在主通道两侧，并且具有相同的尺寸参数；

优选地，第m个汇聚分流单元的分流通道的流阻确定方式如下：设所述第m个汇聚分流单元的分流通道与主通道的两个交汇处之间区域的整体流阻为R1^m，每条分流通道的流阻为R2^m，其中，k为分流通道的液流占整体液流的比例；m是大于等于1且小于等于汇聚分流单元总数的自然数。