[发明专利]一种双支路实现微液滴两次分裂功能的微通道

摘要

一种双支路实现微液滴两次分裂功能的微通道，本发明基于上游分叉下游又汇合的双支路微通道流动阻力差异原理，设计了微液滴两次分裂的微通道。第1个液滴在上游的交叉处发生第一次分裂，分裂后的子液滴分别流经两个支路。其中流经流阻较小通道的子液滴由于受到后续液滴的挤压作用在下游交汇处发生第二次分裂。因此该发明的微通道使同一微液滴在上游和下游的交汇处发生两次分裂以实现芯片通量增加的目的。在不增加额外驱动或者控制装置的基础上，利用简单两支路交汇结构来实现液滴两次分裂，且同已有的T型通道和分叉型实现液滴分裂功能的微通道相比，本发明在一个通道结构中实现两次分裂液滴功能，这使得微流控芯片实现高通量生化反应成为可能。

主权项

一种双支路实现微液滴两次分裂功能的微通道，其特征在于：该微通道包含两个功能单元，即液滴生成单元（1）和分裂单元，液滴生成单元（1）和分裂单元相连接；所述液滴生成单元（1）为用以生成微液滴的T型通道，其由离散相入口（I）和连续相入口II交汇组成，离散相入口I和连续相入口II相互垂直布置；所述分裂单元是用以实现微液滴两次分裂的功能结构，分裂单元的上游即第一分裂区（2）由支路Ⅲ和支路Ⅳ分叉构成，分裂单元的下游即第二分裂区（3）由支路Ⅲ和支路Ⅳ汇合构成；支路Ⅲ和支路Ⅳ相连接组成口字型结构，支路Ⅳ为倒U形结构，支路Ⅲ为底部的水平结构，支路Ⅲ中间设有正方形凹槽；工作时，离散相与离散相入口Ι相连，连续相与连续相入口II相连，第二分裂区（3）与出口（4）相连；在连续相施加给离散相的剪切力和压力共同作用下，在液滴生成单元（1）处生成大小均一的微液滴，这为液滴后续两次分裂做“前期准备”；生成的第一液滴（5）在连续相的推力作用下逐渐运动至第一分裂区（2），被“剪断”成第二液滴（6）和第三液滴（7）；第二液滴（6）和第三液滴（7）在连续相的推力作用下分别在支路Ⅳ和支路Ⅲ运动；由于支路Ⅳ阻力RⅣ大于支路Ⅲ阻力RⅢ，第三液滴（7）较第二液滴6先运动至下游的第二分裂区（3）；第二分裂区（3）处通道宽度变窄，第三液滴（7）在该处又一次被分裂成第四液滴（8）和第五液滴（9）；由此第一液滴（5）流经第一分裂区（2）和第二分裂区（3）被分裂成三个液滴，即实现两次分裂，这将直接提高液滴微流控芯片的通量。