一种液滴发生器和微流体控制系统的制作方法

本实用新型涉及微流体领域，具体而言，涉及一种液滴发生器和微流体控制系统。

背景技术：

微流体技术在液滴的制备上具有可控性强、制备出的液滴尺寸均一等巨大优势，因而成为制备液滴的重要方法。微流体技术制备液滴主要依赖于液滴发生器实现。

现有液滴发生器在液滴的制备上往往只能制备一种液滴，适用性小。此外现有液滴发生器还存在不可拆卸的问题，工作中局限性大。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的在于提供了一种液滴发生器，其中内相流体管道上设有第一收缩口，中间相流体管道上设有第二收缩口。内相流体管道具备第一收缩口的一端伸入中间相流体管道远离第二收缩口的一端，内相流体管道与中间相流体管道可拆卸且可滑动地连接。使用中可通过调节内相流体管道伸入中间相流体管道位置以产生不同液滴形式，增加适应性。此外，内相流体管道与中间相流体管道可分离，方便更换，减少工作中的局限性。

本实用新型的第二个目的在于，提供了一种微流体控制系统，其包括上述液滴发生器和流体供应系统，流体供应系统分别与内相流体管道、中间相流体进样管和连续相流体进样管连接。流体供应系统可调节流出流体流速，以控制制备不同大小液滴。该微流体控制系统适应性强，适合多种液滴制备的场合。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种液滴发生器，其包括内相流体管道，中间相流体进样管、中间相流体管道、连续相流体进样管和流出管，内相流体管道一端设有第一收缩口，中间相流体管道一端设有第二收缩口。内相流体管道具备第一收缩口的一端伸入中间相流体管道远离第二收缩口的一端，内相流体管道与中间相流体管道可拆卸且可滑动地连接，中间相流体管道具备第二收缩口的一端从流出管的一端伸入流出管中。中间相流体进样管一端与中间相流体管道连接，连续相流体进样管一端与流出管连接。

内相流体管道一端伸入中间相流体管道的一端，可拆卸且可滑动地连接。使用时可以通过控制内相流体管道伸入中间相流体管道的距离来控制产生不同液滴形式。内相流体管道与中间相流体管道可分离，方便更换，减少工作中的局限性。

本实用新型的一种实施例中，流出管为L型管件。

本实用新型的一种实施例中，内相流体管道直径为0.5-1.2mm，第一收缩口的出口端直径为0.1-0.8mm，中间相流体管道内径为0.8-1.5mm，外径为1.2-1.8mm，第二收缩口的出口端直径为0.3-1.2mm，流出管内径为0.8-1.5mm，外径为1.2-1.8mm。

本实用新型的一种实施例中，第一收缩口和/或第二收缩口出口端直径可调。

本实用新型的一种实施例中，液滴发生器还包括第一三通接头和第二三通接头。第一三通接头具备相互连通的第一接口端、第二接口端和第三接口端，第一接口端与内相流体管道连接，中间相流体管道贯穿第二接口端，第三接口端与中间相流体进样管连接。第二三通接头具备相互连通的第四接口端、第五接口端和第六接口端，第四接口端与中间相流体管道连接，流出管贯穿第五接口端，第六接口端与连续相流体进样管连接。

本实用新型的一种实施例中，第一三通接头和第二三通接头为聚四氟乙烯材料制成。

本实用新型的一种实施例中，第一三通接头和第二三通接头具备至少一个放置平面。

本实用新型的一种实施例中，液滴发生器还包括内相流体进样管和双通头，双通头一端与内相流体进样管连接，另一端与内相流体管道远离第一收缩口的一端连接。

本实用新型的实施例还提供了一种包括上述液滴发生器和流体供应系统的微流体控制系统，流体供应系统分别与内相流体管道、中间相流体进样管和连续相流体进样管连接。

本实用新型的一种实施例中，微流体控制系统还包括玻璃片，液滴发生器固定在玻璃片上。

本实用新型的技术方案至少具备如下有益效果是：

本实用新型的第一个目的在于提供了一种液滴发生器，其中内相流体管道上设有第一收缩口，中间相流体管道上设有第二收缩口。内相流体管道具备第一收缩口的一端伸入中间相流体管道远离第二收缩口的一端，内相流体管道与中间相流体管道可拆卸且可滑动地连接。使用中可通过调节内相流体管道伸入中间相流体管道位置以产生不同液滴形式，增加适应性。此外，内相流体管道与中间相流体管道可分离，方便更换，减少工作中的局限性。

本实用新型还提供了一种微流体控制系统，其包括上述液滴发生器和流体供应系统，流体供应系统可调节流出流体流速，以控制制备不同大小液滴。该微流体控制系统适应性强，适合多种液滴制备的场合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1中液滴发生器的示意图；

图2为本实用新型实施例2中液滴发生器的示意图；

图3为图2中III-III向截面图；

图4为本实用新型实施例2中三通接头另一种形式的示意图；

图5为本实用新型实施例3中微流体控制系统的示意图。

图中：100-液滴发生器；200-液滴发生器；110-内相流体管道；120-中间相流体管道；130-流出管；140-中间相流体进样管；150-连续相流体进样管；111-第一收缩口；121-第二收缩口；160-内相流体进样管；161-双通头；171-第一三通接头；173-第二三通接头；175-放置平面；300-微流体控制系统；310-玻璃片；181-第一接口端；182-第二接口端；183-第三接口端；320-流体供应系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参照图1，本实施例提供了一种液滴发生器100，其包括内相流体管道110、中间相流体进样管140、中间相流体管道120、连续相流体进样管150和流出管130。

内相流体管道110为直管，一端设有第一收缩口111。中间相流体管道120为直管，一端设有第二收缩口121。其中，内相流体管道110具备第一收缩口111的一端伸入中间相流体管道120内。内相流体管道110与中间相流体管道120可拆卸且可滑动地连接。中间相流体管道120具备的第二收缩口121的一端伸入流出管130一端中，流出管130另一端用以收集制成液滴。

由于内相流体管道110与中间相流体管道120为可拆卸地滑动连接，在需要更换内相流体管道110内径或第一收缩口111的情况下，不需要整体更换液滴发生器100，仅需要将内相流体管道110取出更换即可。该更换方法也同样适用仅需要更换中间相流体管道120或第二收缩口121的情况。

中间相流体进样管140一端与中间相流体管道120连接，连续相流体进样管150一端与流出管130连接。

在使用中，内相流体沿内相流体管道110向流出管130方向流动，中间相流体从中间相流体进样管140流入中间相流体管道120，沿中间相流体管道120向流出管130方向流动。当第一收缩口111位于第二收缩口121上游时，内相流体管道110中的内相流体在第一收缩口111处，在中间相流体的剪切和拉伸力作用下，形成液滴，并随中间相流体沿中间相流体管道120流动。当液滴与中间相流体流至第二收缩口121处时，在连续相流体的剪切和拉伸力作用下，形成核壳型液滴。该核壳型液滴与连续相流体沿着流出管130流出液滴发生器100。

当内相流体管道110伸入中间相流体管道120至第一收缩口111与第二收缩口121位于同一平面或第一收缩口111位于第二收缩口121下游时，内相流体管道110中的内相流体和中间相流体管道120中的中间相流体分别在第一收缩口111和第二收缩口121在连续相流体的剪切和拉伸力作用下，形成单核双乳液滴。该单核双乳液滴与连续相流体沿着流出管130流出液滴发生器100。

该实施例中液滴发生器100仅通过内相流体管道110伸入中间相流体管道120的长度即可控制制备两种不同液滴形式，适用性广，降低了科研成本。此外，内相流体管道110与中间相流体管道120可拆卸并单独更换，减少了该液滴发生器100的局限性。

实施例2

参考图2，本实施例提供了一种液滴发生器200，本实施例与实施例1相似，其包括内相流体管道110、中间相流体进样管140、中间相流体管道120、连续相流体进样管150和流出管130。内相流体管道110一端设有第一收缩口111。中间相流体管道120一端设有第二收缩口121。其中，内相流体管道110具备第一收缩口111的一端伸入中间相流体管道120内。内相流体管道110与中间相流体管道120可拆卸地滑动连接。

本实施例与实施例1不同之处在于，上述流出管130为L型管件。需要说明的是，在本实施例中流出管130设置成L型，是为了当液滴发生器200水平放置时，方便液滴的流出与收集，在其他具体实施方式中，还可以将流出管130设置为其他形状，如弧形。

本实施例中液滴发生器200还包括内相流体进样管160、双通头161、第一三通接头171和第二三通接头173。双通头161一端与内相流体进样管160连接，另一端与内相流体管道110连接。本实施例中内相流体进样管160与双通头161适合内相流体进样管160管径与内相流体管道110不同时使用，在其他具体实施方式中，可以不设置内相流体进样管160和双通头161。

第一三通接头171具备相互连接的第一接口端181、第二接口端182和第三接口端183。其中第一接口端181与内相流体管道110连接，中间相流体管道120贯穿第二接口端182，第三接口端183与中间相流体进样管140连接。第二三通接头173与第一三通接头171相似，具备相互连接的第四接口端、第五接口端和第六接口端。第四接口端与中间相流体管道120连接，第五接口端与流出管130连接，第六接口端与连续相流体进样管150连接。双通头161、第一三通接头171和第二三通接头173为耐腐蚀且具有一定弹性的聚四氟乙烯。使用双通头161、第一三通接头171和第二三通接头173可以避免使用胶水将各个管道连接密封，采用耐腐蚀材料的接头可以更好地适用于有机溶剂体系，增加了本液滴发生器200的适用范围，且原材料相对廉价。需要说明的是，在其他实施方式中，上述双通头161、第一三通接头171和第二三通接头173可以为其他耐腐蚀材料，如聚氯乙烯等。

参考图3，上述第一三通接头171和第二三通接头173具备一个放置平面175，加设此放置平面175可以使该液滴发生器200放置更稳定，不会在工作中滚动，增加该液滴发生器200工作的稳定性。需要说明的是，在其他具体实施方式中，可以不设置此放置平面175。也可以将该第一三通接头171和第二三通接头173设计成如图4所示，该接头轴线方向截面为矩形，具备若干放置平面175。

在本实施例中，第一收缩口111和第二收缩口121的出口端直径可调，且内相流体管道110与中间相流体管道120可拆卸地滑动连接。使用中当需要制备不同尺寸液滴时，可以将内相流体管道110与中间相流体管道120或将内相流体管道110与流出管130分离，通过更换或二次加工以改变第一收缩口111或第二收缩口121的出口端直径。需要说明的是，在其他具体实施方式中，可以仅仅使第一收缩口111或第二收缩口121出口端直径可调。

在本实施例中，内相流体管道110直径为0.8mm，第一收缩口111出口端直径为0.5mm，中间相流体管道120内径为1.2mm，外径为1.5mm，第二收缩口121出口端直径为0.8mm，流出管130内径为1.1mm，外径为1.6mm。需要说明的是，在其他具体实施方式中，内相流体管道110直径为0.5mm或1.2mm，也可以是0.5-1.2mm中任意数值；同样第一收缩口111出口端直径为0.1mm或0.8mm，也可以是0.1-0.8mm中任意数值；中间相流体管道120内径为0.8mm或1.5mm，也可以是0.8-1.5mm中任意数值，外径为1.2mm或1.8mm，也可以是1.2-1.8mm中任意数值；第二收缩口121出口端直径为0.3mm或1.2mm，也可以是0.3-1.2mm中任意数值；流出管130内径为0.8mm或1.5mm，也可以是0.8-1.5mm中任意数值，外径为1.2mm或1.8mm，也可以是1.2-1.8mm中任意数值。此外，上述数值仅仅是优选的尺寸，在其他具体实施方式中，根据使用情况可以增大或减小。

该实施例中发生器使用状态与实施例1相似，区别在于，内相流体通过内相流体进样管160经过双通头161进入内相流体管道110。当需要制备不同尺寸液滴时，可以将内相流体管道110与中间相流体管道120或将内相流体管道110与流出管130分离，通过更换或二次加工改变第一收缩口111或第二收缩口121的出口端直径来控制液滴大小。

本实施所提供的液滴发生器200，流出液滴稳定，且耐腐蚀。此外第一收缩口111和第二收缩口121的出口端直径可调，适用更多液滴制备的情况，并且具有良好的稳定性。

实施例3

参考图5，本实施例提供了一种微流体控制系统300，该微流体控制系统300包括实施例2中的液滴发生器200和流体供应系统320。该流体供应系统320与内相流体进样管160、中间相流体进样管140和连续相流体进样管150连接，并可控制流出流体的流速。通过流速的大小来控制所制备的液滴大小。微流体控制系统300中的液体控制系统固定在一个玻璃片310上，从而便于装置移动，也可以避免该微流体控制系统300中部件损坏。

需要说明的是，在其他具体实施例中，微流体控制系统300中还可以包括实施例1中的液滴发生器100。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。