一种用于制备液滴的离心式微流控芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微流控技术领域，特别是涉及一种用于制备液滴的离心式微流控芯片。
【背景技术】
[0002]在微尺度下，对微升至微升级别的液体进行准确的操控，在生化分析、环境监测、医学及临床检测和微纳材料合成制备等方面有着广泛的应用。基于微流控的液滴生成技术在最近几年得到快速发展，其液滴的生成是基于分散相和连续相在微通道中交汇时的界面失稳，分散相以微小体积单元的形式分布于连续相中，形成一系列离散的微液滴。
[0003]如今生成微液滴的方式主要是通过毛细管等微通道注射或喷射微量液体，并将液体注入微坑或点样在基片，这在原理上是一种简便的液滴生成策略。然而在快速检测领域需要短时间生成大量的微液滴，传统的微液滴生成方式已经无法满足现代需求的快速发展。因此，如果能够发展一种短时间快速生成大量液滴的微流控芯片，具有可预见的应用价值与广泛的市场前景。
【发明内容】
[0004]—种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，该微流控芯片由盖板层(1)、通道层(2)、底板层(3)组成;所述的盖板层包括:连续相入口(11)、分散相入口(12)、出气孔(13);所述的通道层(2)包括:连续相储液池(21)、分散相储液池(22)、连续相通道
(23)、分散相通道(24)、液滴生成结构单元(25)、液滴通道(26)、液滴收集池(27)、气孔通道
(28);所述的连续相储液池(21)与连续相入口(11)相连，所述的连续相通道(23)与连续相储液池(21)相连；所述的分散相储液池(22)与分散相入口(12)相连，所述的分散相通道
(24)与分散相储液池(22)相连;所述的液滴生成结构单元(25)在分散相通道(24)与连续相通道(23)交汇处;所述的液滴通道(26)与液滴生成结构单元(25)相连;所述的液滴收集池
(27)与液滴通道(26)相连;所述的气孔通道(28)与液滴收集池(27)相连;所述的出气孔
(13)与气孔通道(27)相连。
[0005]所述的芯片横截面形状为扇形，扇形角度为1°?360°，当扇形角度为360°时，芯片横截面形状即为圆形。
[0006]所述的连续相入口和分散相入口分别在连续相储液池和分散相储液池靠扇形所在的圆心的一侧。
[0007]为保证液相注入时能够充满储液池，所述的连续相通道应在连续相储液池相对于连续相入口的一侧;所述的分散相通道应在分散相储液池相对于分散相入口的一侧。
[0008]从扇形所在的圆心到圆弧，通道层结构依次为连续相储液池、分散相储液池、连续相通道、分散相通道、液滴生成结构单元、液滴通道、液滴收集池。
[0009]所述的连续相与分散相可以通过小孔注射的方式注入连续相储液池和分散相储液池。
[0010]所述的液滴生成结构单元可以为T型结构和流动聚焦型结构。
[0011]所述的扇形芯片结构可以在圆心角为360°范围内多次重复，实现多个重复单元。
[0012]所述的连续相储液池和分散相储液池可以存在于微流控芯片上，也可以以任何形式外接于微流控芯片。
[0013]所述的微流控芯片中液相的驱动力为离心力。
[0014]所述的出气孔的作用是使液滴收集池中的空气顺利排出，便于液滴进入液滴收集池。
【附图说明】
[0015]图1.本发明所提供的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片的T型结构示意图。
[0016]图2.本发明所提供的T型结构的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片的液滴生成示意图。
[0017]图3.本发明所提供的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片流动聚焦型结构示意图。
[0018]图4.本发明所提供的流动聚焦型的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片的液滴生成示意图。
[0019]附图中:1.盖板层；11.连续相入口；12.分散相入口；13.出气孔;2.通道层;21.连续相储液池；22.分散相储液池；23.连续相通道;24.分散相通道；25.液滴生成结构单元；26.液滴通道;27.液滴收集池;28.气孔通道;3.底板层。
具体实施方案
[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]实施案例I
[0022]参见图1，本实施例所述的微流控芯片由盖板层、通道层、底板层组成;所述的盖板层包括:连续相入口、分散相入口、出气孔;所述的通道层包括:连续相储液池、分散相储液池、连续相通道、分散相通道、液滴生成结构单元、液滴通道、液滴收集池、气孔通道;所述的芯片横截面形状为扇形，扇形角度为1°?360°;从扇形所在的圆心到圆弧，通道层结构依次为连续相储液池、分散相储液池、连续相通道、分散相通道、液滴生成结构单元、液滴通道、液滴收集池;所述的连续相与分散相可以通过小孔注射的方式注入连续相储液池和分散相储液池;所述的液滴生成结构单元为T型结构。
[0023]上述微流控芯片中生成液滴的示意图如图2所示。是将连续相通过连续相入口注入连续相储液池，同时将分散相通过分散相入口注入分散相储液池。以扇形所在的圆心为中心，对芯片进行离心作用。在离心力的作用下，分散相和连续相进入T型通道处，在连续相的剪切作用下，分散相形成微液滴分散于连续相中，微液滴通过液滴通道进入液滴收集池。
[0024]实施案例2
[0025]参见图3，本实施例所述的微流控芯片由盖板层、通道层、底板层组成;所述的盖板层包括:连续相入口、分散相入口、出气孔;所述的通道层包括:连续相储液池、分散相储液池、连续相通道、分散相通道、液滴生成结构单元、液滴通道、液滴收集池、气孔通道、所述的芯片横截面形状为扇形，扇形角度为1°?360°;从扇形所在的圆心到圆弧，通道层结构依次为连续相储液池、分散相储液池、连续相通道、分散相通道、液滴生成结构单元、液滴通道、液滴收集池。所述的连续相与分散相可以通过小孔注射的方式注入连续相储液池和分散相储液池;所述的液滴生成结构单元为流动聚焦型结构。
[0026]上述微流控芯片中生成液滴的示意图如图4所示。是将连续相通过连续相入口注入连续相储液池，同时将分散相通过分散相入口注入分散相储液池。以扇形所在的圆心为中心，对芯片进行离心作用。在离心力的作用下，分散相和连续相进入流动聚焦型通道处，在连续相对于分散相两侧的挤压与剪切作用下，分散相形成微液滴分散于连续相中，微液滴通过液滴通道进入液滴收集池。
【主权项】
1.一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，所述的微流控芯片由盖板层、通道层、底板层组成;所述的盖板层包括:连续相入口、分散相入口、出气孔;所述的通道层包括:连续相储液池、分散相储液池、连续相通道、分散相通道、液滴生成结构单元、液滴通道、液滴收集池、气孔通道;所述的连续相储液池与连续相入口相连，所述的连续相通道与连续相储液池相连;所述的分散相储液池与分散相入口相连，所述的分散相通道与分散相储液池相连;所述的液滴生成结构单元在分散相通道与连续相通道交汇处;所述的液滴通道与液滴生成结构单元相连;所述的液滴收集池与液滴通道相连;所述的气孔通道与液滴收集池相连;所述的出气孔与气孔通道相连。2.按照权利要求1所述的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，所述的芯片横截面形状为扇形，扇形角度为1°?360°，当扇形角度为360°时，芯片横截面形状即为圆形。3.按照权利要求1、2所述的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，所述的连续相入口和分散相入口分别在连续相储液池和分散相储液池靠扇形所在的圆心的一侧。4.按照权利要求1所述的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，为保证液相注入时能够充满储液池，所述的连续相通道应在连续相储液池相对于连续相入口的一侧;所述的分散相通道应在分散相储液池相对于分散相入口的一侧。5.按照权利要求1、2所述的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，从扇形所在的圆心到圆弧，所述的通道层结构依次为连续相储液池、分散相储液池、连续相通道、分散相通道、液滴生成结构单元、液滴通道、液滴收集池。6.按照权利要求1所述的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，所述的连续相与分散相可以以小孔注入的方式注入连续相储液池和分散相储液池。7.按照权利要求1所述的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，所述的液滴生成结构单元可以为T型结构和流动聚焦型结构。8.按照权利要求1、2所述的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，所述的芯片结构可以在扇形的圆心角为360°范围内多次重复，实现多个重复单元。9.按照权利要求1所述的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，所述的连续相储液池和分散相储液池可以存在于微流控芯片上，也可以以任何形式外接于微流控芯片。10.按照权利要求1所述的一种用于制备液滴的离心式微流控芯片，其特征在于，所述的微流控芯片中液相的驱动力为离心力。
【专利摘要】微流控芯片由盖板层、通道层、底板层组成；盖板层包括：连续相入口、分散相入口、出气孔；通道层包括：连续相储液池、分散相储液池、连续相通道、分散相通道、液滴生成结构单元、液滴收集池、气孔通道；本发明一种用于制备液滴的离心式微流控芯片可短时间快速生成大量液滴的微流控芯片，具有可预见的应用价值与广泛的市场前景。
【IPC分类】B01L3/00
【公开号】CN105498875
【申请号】CN201610069321
【发明人】叶嘉明, 荣莉, 王 锋
【申请人】杭州霆科生物科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月27日