一种基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片

本发明涉及一种微流控芯片，特别涉及一种基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，属于微流控芯片技术领域。

背景技术：

惯性分离微流控芯片利用自身的结构特性实现不同粒子的惯性分离，被广泛应用于医疗以及工业领域。惯性分离的效果依赖于流过溶液的粘度、粒子的位置、大小等。微流控芯片的管道截面大都使用方形截面，惯性分离效率不高，且对检测精度有一定影响；而正常使用的12电极检测容易使测量数据过多，影响检测效率。

专利cn103249486b微流体装置、微流体计量供给系统以及用于微流体测量和计量供给的方法，采用了一对电极检测流体电容，本专利为了提供更合适惯性分离的流体参数，在流道周围排布8-16电极，可以实现粒子位置的可视化成像，为粒子的惯性分离提供相应的位置与速度信息。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，所述惯性分离微流控芯片由管、第一电极阵列组、第二电极阵列组和第三电极阵列组组成，所述第一电极阵列组布置在管的进口处，所述第二电极阵列组布置在管的中间弯道处，所述第三电极阵列组布置在管的出口处。

作为本发明的一种优选技术方案，所述管具有三个入口和三个出口，管的三个入口排布为“爪”字形，所述管的三个出口排布为“爪”字形。

作为本发明的一种优选技术方案，所述管的弯道形状为半圆形。

作为本发明的一种优选技术方案，所述管的截面形状为圆形，且所述圆形的半径为100-300μm。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一电极阵列组、第二电极阵列组以及第三电极阵列组均包括8-16个均匀分布在流道周围的电极。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一电极阵列组、第二电极阵列组以及第三电极阵列组的8个电极中，竖直中心线一侧的4个电极为一组，所述第一电极阵列组的8个电极、第二电极阵列组的8个电极以及第三电极阵列组的8个电极分别与一个排针插座相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明一种基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，本发明的惯性分离微流控芯片结构简单，适合高浓度溶液检测，具有非侵入式等优点，并且管道为圆形结构，相比较方形管道检测精度更高，同时在流道周围排布8-16电极，可以检测流动状态下粒子的位置分布及数量，为惯性分离提供流速、液体粘度等关键信息，有助于提高惯性分离的分离率。

附图说明

图1为本发明微流控芯片的整体图。

图2为本发明微流控芯片电极阵列组布置处的截面视图。

图3为本发明微流控芯片的硬件布线图。

图中：1、管；2、第一电极阵列组；3、第二电极阵列组；4、第三电极阵列组。

具体实施方式

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。

请参阅图1-3，本发明提供了一种基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片的技术方案：

根据图1-3所示，惯性分离微流控芯片由管1、第一电极阵列组2、第二电极阵列组3和第三电极阵列组4组成，第一电极阵列组2布置在管1的进口处，第二电极阵列组3布置在管1的中间弯道处，第三电极阵列组4布置在管1的出口处。

根据图1和图2所示，管1具有三个入口和三个出口，管的三个入口排布为“爪”字形，管1的三个出口排布为“爪”字形，管1的弯道形状为半圆形，管1的截面形状为圆形，且圆形的半径为100-300μm，相比较方形管道检测精度更高，实用性强，第一电极阵列组2、第二电极阵列组3以及第三电极阵列组4均包括8-16个均匀分布在流道周围的电极，第一电极阵列组2、第二电极阵列组3以及第三电极阵列组4的8个电极中，竖直中心线一侧的4个电极为一组，第一电极阵列组2的8个电极、第二电极阵列组3的8个电极以及第三电极阵列组4的8个电极分别与一个排针插座相连，可以检测流动状态下粒子的位置分布及数量，为惯性分离提供流速、液体粘度等关键信息，有助于提高惯性分离的分离率。

具体使用时，本发明一种基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，将第一电极阵列组2布置在管1的进口处，用来检测溶液的开始状态；将第二电极阵列组3布置在管1的中间弯道处，用来检测在此处的分离状态；将第三电极阵列组4布置在管1的出口处，用来检测溶液的结束状态；其中管1具有三个入口和三个出口，管1的三个入口排布为“爪”字形，可以实现试验溶液不同成分的配比，管1的三个出口排布为“爪”字形，通过对溶液进行分流，最终实现惯性分离。

综上所述，本发明的惯性分离微流控芯片结构简单，适合高浓度溶液检测，具有非侵入式等优点，且管道为圆形结构，相比较方形管道检测精度更高，同时在流道周围排布8-16电极，可以检测流动状态下粒子的位置分布及数量，为惯性分离提供流速、液体粘度等关键信息，有助于提高惯性分离的分离率。

在本发明的描述中，需要理解的是，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，其特征在于，所述惯性分离微流控芯片由管（1）、第一电极阵列组（2）、第二电极阵列组（3）和第三电极阵列组（4）组成，所述第一电极阵列组（2）布置在管（1）的进口处，所述第二电极阵列组（3）布置在管（1）的中间弯道处，所述第三电极阵列组（4）布置在管（1）的出口处。

2.如权利要求1所述的基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，其特征在于：所述管（1）具有三个入口和三个出口，管的三个入口排布为“爪”字形，所述管（1）的三个出口排布为“爪”字形。

3.如权利要求1所述的基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，其特征在于：所述管（1）的弯道形状为半圆形。

4.如权利要求1所述的基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，其特征在于：所述管（1）的截面形状为圆形，且所述圆形的半径为100-300μm。

5.如权利要求1所述的基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，其特征在于：所述第一电极阵列组（2）、第二电极阵列组（3）以及第三电极阵列组（4）均包括8-16个均匀分布在流道周围的电极。

6.如权利要求1所述的基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，其特征在于：所述第一电极阵列组（2）、第二电极阵列组（3）以及第三电极阵列组（4）的8个电极中，竖直中心线一侧的4个电极为一组，所述第一电极阵列组（2）的8个电极、第二电极阵列组（3）的8个电极以及第三电极阵列组（4）的8个电极分别与一个排针插座相连。

技术总结
本发明公开了一种基于电阻抗成像可视化检测的惯性分离微流控芯片，所述惯性分离微流控芯片由管、第一电极阵列组、第二电极阵列组和第三电极阵列组组成，所述第一电极阵列组布置在管的进口处，所述第二电极阵列组布置在管的中间弯道处，所述第三电极阵列组布置在管的出口处，本本发明的惯性分离微流控芯片结构简单，适合高浓度溶液检测，具有非侵入式等优点，并且管道为圆形结构，相比较方形管道检测精度更高，同时在流道周围排布8‑16电极，可以检测流动状态下粒子的位置分布及数量，为惯性分离提供流速、液体粘度等关键信息，有助于提高惯性分离的分离率。

技术研发人员：姚佳烽;刘凯
受保护的技术使用者：南京航空航天大学苏州研究院;江苏济纶医工智能科技有限公司
技术研发日：2021.02.24
技术公布日：2021.05.25