[发明专利]一种用于液滴无损失捕获的微柱阵列微流控芯片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于液滴无损失捕获的微柱阵列微流控芯片，包括基底和与所述基底封接的含通道结构的芯片主体，其特征在于，所述芯片主体上的通道结构包括联通的进样区、液滴生成区、液滴分散区、液滴缓冲区、液滴捕获区与出样区；

所述液滴分散区内包括液滴分散结构，用于将形成的液滴经若干通道分散后同时进入液滴缓冲区；

所述液滴缓冲区的宽度需保证进入捕获区内的液滴在与微柱碰撞时不发生破裂；

所述液滴捕获区内设有微柱阵列，所述微柱阵列由若干微柱均匀排布组成，相邻的若干微柱组成一个容置腔，利用所述微柱阵列组成的若干个容置腔用于液滴的分隔及捕获；

所述容置腔的形状选自正六边形、正方形或正三角形；

所述容置腔形成的内切圆的直径设为D₁，相邻微柱的间隙值设为D₂，待捕获液滴的直径设为D，则D₂＜D≤D₁；

所述出样区内还设有稳流结构，所述稳流结构选自多进一出的分支结构。

2.根据权利要求1所述的用于液滴无损失捕获的微柱阵列微流控芯片，其特征在于：

所述微柱的高度为h，0h2D。

3.根据权利要求1所述的用于液滴无损失捕获的微柱阵列微流控芯片，其特征在于，所述液滴捕获区内还设有若干支撑柱，用于加固与所述基底的封接。

4.根据权利要求1所述的用于液滴无损失捕获的微柱阵列微流控芯片，其特征在于：

所述进样区内分别设有连续相进样口和分散相进样口；

所述液滴生成区内包括液滴生成结构，用于将连续相与分散相进行混合生成液滴；

所述出样区内设有出样口。

5.一种根据权利要求1～4任一项所述的用于液滴无损失捕获的微柱阵列微流控芯片的制备方法，其特征在于，包括：

(1)加工带有通道结构的芯片主体；

(2)加工基底；

(3)将所述芯片主体与所述基底进行封接；

所述芯片主体的材质选自聚二甲基硅氧烷、热塑性材料、光固化材料、玻璃、硅片中的一种或多种；

所述基底的材质选自聚二甲基硅氧烷、热塑性材料、光固化材料、玻璃、硅片中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的用于液滴无损失捕获的微柱阵列微流控芯片的制备方法，其特征在于，所述芯片主体的材质选自光固化材料时，制备方法具体为：

(a)将光固化材料a覆盖在模具之上，加盖弹性支撑体，然后在光辐照下使光固化材料固化成带有通道结构的光固化层，并与弹性支撑体连接，形成芯片主体；

(b)将光固化材料b固化成薄膜或厚块作为基底，或者用硅烷偶联剂修饰玻璃或者硅片作为基底；

(c)将芯片主体与基底紧密贴合，在光辐照下实现芯片封接；

所述光固化材料a与光固化材料b的组成相互独立，按重量百分比计，材料组成包括：

光固化剂 95～99.9％；

光聚合引发剂 0.1～5.0％；

所述光固化剂包括含光固化官能团的单体和/或含光固化官能团的低聚物；

所述光固化官能团选自丙烯酸酯官能团、甲基丙烯酸酯官能团、巯基官能团、烯基官能团、乙烯基醚官能团、环氧基官能团中的一种或多种；

所述光聚合引发剂选自苯偶酰类化合物、烷基苯酮类化合物、酰基磷氧化物中的一种或多种。

7.一种根据权利要求1～4任一项所述的微柱阵列微流控芯片捕获液滴的方法，其特征在于，包括：

将连续相与分散相分别经由进样区通入所述微柱阵列微流控芯片内，在所述液滴生成区形成稳定的液滴，所述液滴流经所述液滴分散区后均匀地进入液滴缓冲区，流速经缓冲后进入所述液滴捕获区，并被捕获于所述容置腔内；

当制备油包水液滴时，所述连续相包括油相原料，选自矿物油、硅油、氟油、正十六烷、光固化油中的一种或多种。