[发明专利]一种过盈配合辅助定位的毛细管微流控装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种过盈配合辅助定位的毛细管微流控装置及其制备方法，利用具有椭圆形切口截面的离散相毛细管与中段颈缩的变径毛细管，通过简单机械装配(过盈配合)即可形成同轴且对称的双向三通微流道，结构简单牢靠，操作容易，可实现内外流道在液滴生成截面上的高同轴度，有效提升液滴尺寸的稳定性。相较于现有的带有额外连接装置的复杂结构的毛细管微流控装置，本发明仅通过毛细管的机械装配方法，实现了微流控装置在液滴生成截面上的绝对同轴及对称性，提升了生成液滴尺寸的均一性。另外，无需额外的紧固套件，操作简单，稳定性好，具有经济高效、成本低廉的优势，可广泛应用于微流控技术领域。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其是一种过盈配合辅助定位的毛细管微流控装置及其制备方法。

背景技术

液滴微流控技术是在微尺度流道内，利用粘性剪切力与表面张力之间的相互作用将连续的流体分割分离成离散的纳升级及以下体积微液滴的一种微流控技术。基于液滴的微流控技术具有试剂消耗低、反应速度快、分析通量高、液滴操作灵活、液滴间无交叉污染等优点，已成为一种广泛应用的多功能工具。微液滴具有比表面积大、体积小、通量高、体系独立等特性，在药物控释、核酸检测、微球材料合成、微胶囊合成、催化剂、化妆品和食品等领域中均有重要应用；另外，微液滴还涉及芯片实验室的应用，被用作微反应器来进行化学和生物化学反应。

现有技术通过对外部管道施加压力，或者使用三通连接套件(CN 110433882A)等的方法提升内外流道的同轴度，需要额外的连接装置固定管道，结构复杂，成本较高，且对于毛细管操作难度较大。另外，对于现有技术，由于额外的连接固定装置造成复杂的管道结构，往往对于同轴管道的相对位置不容易精确控制，流道长度的差异可能会引起流体流阻的变化，影响微流控装置批次间的液滴生成均一性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种过盈配合辅助定位的毛细管微流控装置及其制备方法，通过管道结构之间嵌合的过盈配合，实现了微流控管道的同轴定位，结构简单牢靠，操作容易。

第一方面，本发明实施例提供了一种过盈配合辅助定位的毛细管微流控装置，包括连续相毛细管、离散相毛细管和变径毛细管，所述连续相毛细管的后端和所述离散相毛细管的后端均与所述变径毛细管的前端连接；

所述连续相毛细管的前端用于输入连续相流体；

所述离散相毛细管的前端用于输入离散相流体，所述离散相毛细管的后端的切口截面为椭圆形；

所述变径毛细管为颈缩结构，所述变径毛细管的切口截面为圆形，所述变径毛细管中间的切口截面面积小于两端的切口截面面积，所述变径毛细管的后端用于输出共轴聚焦液滴；

密封胶，设于所述变径毛细管的前端；

其中，所述变径毛细管的前端的所述颈缩结构的内壁与所述离散相毛细管的后端的椭圆长轴的外壁接触形成过盈配合，所述变径毛细管与所述离散相毛细管的所述过盈配合处形成同轴管道结构。

可选地，所述连续相毛细管和所述离散相毛细管为刚性毛细管。

可选地，所述刚性毛细管包括聚醚醚酮毛细管、不锈钢毛细管和石英毛细管。

可选地，所述变径毛细管为柔性毛细管。

可选地，所述柔性毛细管包括聚四氟乙烯毛细管、氟化乙烯丙烯共聚物毛细管和硅胶毛细管。

可选地，所述连续相毛细管的数量为2，两根所述连续相毛细管设置于所述离散相毛细管两侧，两根所述连续相毛细管沿所述离散相毛细管的椭圆形端口的长轴对称。

可选地，所述装置还包括与所述变径毛细管相同的第二变径毛细管，所述第二变径毛细管的后端与所述离散相毛细管的前端连接，所述第二变径毛细管的后端的所述颈缩结构的内壁与所述离散相毛细管的前端的外壁接触形成过盈配合。