[发明专利]一种基于聚焦声表面波调控的液滴融合微流控装置及方法

权利要求书

1.一种基于聚焦声表面波调控的液滴融合微流控装置，包括叉指换能器（700），其特征在于，叉指换能器（700）上设置有两个聚焦式弧形电极，在叉指换能器上部键合有微流道系统（100），聚焦式弧形电极与微流道系统（100）配合，所述微流道系统为对称结构，微流道系统（100）装有第一收集出口接头（200）、第一分散相入口接头（300）、连续相入口接头（400）、第二分散相入口接头（500）、第二收集出口接头（600），第一分散相入口接头（300）和第二分散相入口接头（500）以连续相入口接头（400）为中心对称设置，所述微流道系统（100）包括第一分散相流道（102）、连续相流道（104）、第二分散相流道（106），其中第一分散相流道（102）和第二分散相流道（106）是以连续相流道（104）为中心轴的对称结构，第一分散相流道（102）的入口端为第一分散相入口（101），第一分散相流道（102）的出口端与连续相流道（104）连接贯通；连续相流道（104）的入口端为连续相入口（103），连续相流道（104）的出口端与第一输送流道（107）、第二输送流道（113）连接贯通，连续相流道（104）的末端与第一分散相流道（102）的出口端、第二分散相流道（106）的出口端连接贯通；第二分散相流道（106）的入口端为第二分散相入口（105），第二分散相流道（106）的出口端与连续相流道（104）在流道间隔（114）末端连接贯通；第一输送流道（107）入口端、第二输送流道（113）入口端与连续相流道（104）连接贯通，第一输送流道（107）出口端、第二输送流道（113）出口端在汇聚流道（112）入口端交汇贯通；第一融合流道（110）入口端、第二融合流道（109）入口端为汇聚流道（112）的出口端，第一融合流道（110）的出口端为第一收集出口（111），第二融合流道（109）的出口端为第二收集出口（108）；第一收集出口接头（200）与第一收集出口（111）同轴配合并连接贯通；第一分散相入口接头（300）与第一分散相入口（101）同轴配合并连接贯通；连续相入口接头（400）与连续相入口（103）同轴配合并连接贯通；第二分散相入口接头（500）与第二分散相入口（105）同轴配合并连接贯通；第二收集出口接头（600）与第二收集出口（108）同轴配合并连接贯通；

所述基于聚焦声表面波调控的液滴融合微流控装置进行的液滴融合微流控方法，包括以下步骤：

1）首先将聚焦声表面波调控的液滴融合微流控装置固定在显微镜的载物台上，通过物镜观察确保第一分散相流道（102）的出口端与连续相流道（104）的连接贯通处，第二分散相流道（106）的出口端与连续相流道（104）的连接贯通处处于显微镜视场内并且无倾斜；

2）将第二收集出口接头（600）用铁针进行堵塞封闭，第一分散相入口接头（300）、连续相入口接头（400）、第二分散相入口接头（500）通过PEEK管分别与氮气压力注射泵上的第一分散相溶液储液瓶、连续相溶液储液瓶连接、第二分散相溶液储液瓶，第一收集出口接头（200）通过特氟龙软管进行液滴收集；

3) 开启氮气压力注射泵，第一分散相入口接头（300）、连续相入口接头（400）、第二分散相入口接头（500）分别设定相应的流速，在第一分散相流道（102）的出口端与连续相流道（104）的连接贯通处，第二分散相流道（106）的出口端与连续相流道（104）的连接贯通处稳定生成微液滴；

4）移动载物台，通过物镜观察确保第一融合流道（110）与第一聚焦弧形叉指电极（701）配合处置于显微镜视场内并且无倾斜，并观察到第一分散相流道（102）的出口端与连续相流道（104）的连接贯通处，第二分散相流道（106）的出口端与连续相流道（104）的连接贯通处生成两种不同的液滴，两种不同的液滴经过第一输送流道（107）、第二输送流道（113）后，在汇聚流道（112）处实现有序的间隔排列，并有序进入第一融合流道（110）；

5）将经过功率放大器放大后的信号发生器的输出信号的正负两极分别与第一聚焦弧形叉指电极（701）的两极相连接，调节信号发生器的输出信号为正弦连续输出；

6）按下信号发生器“输出”按钮，第一聚焦弧形叉指电极（701）产生聚焦声表面波，聚焦声表面波作用于第一融合流道（110）形成聚焦声压场，第一融合流道（110） 中有序间隔排列的液滴在像光束一样的聚焦声表面波的捕捉作用下发生融合，形成较大的液滴并突破声表面波的束缚随流体向第一收集出口（111）流出，最终在第一收集出口接头（200）处被收集；

7）同样的，当把第一收集出口接头（200）使用铁针封堵，使用第二聚焦弧形叉指电极（702）和第二融合流道（109）实现液滴融合，步骤与（1-6）相同，最终在第二收集出口接头（600）处被收集。