一种微滴快速生成芯片系统技术方案

一种微滴快速生成芯片系统，包括液滴快速生产芯片、进样装置及其连接的毛细管道，其特征在于，所述液滴快速生产芯片由芯片本体及其内部设置的腔室、管道组成，所述腔室包括进油相的油相腔室、进水相的水相腔室及排样腔室，所述油相腔室连接的第一管道、水相腔室连接的第二管道、排样腔室连接的第三管道相互连通，所述第一管道、第二管道靠近相互连通点处设置有蛇形通道，所述芯片中距离连通点100

【技术实现步骤摘要】
一种微滴快速生成芯片系统


[0001]本专利技术属于微流控
，特别涉及一种微滴快速生成芯片系统。

技术介绍

[0002]微流控芯片微滴技术是一种基于微流控芯片的操控微小体积液体的新技术。在生化实验中，利用这些分散的微液滴单元来替代实验室中的发酵罐、烧杯、反应器等，实现生化反应及检测的微量化，有助于减少反应试剂、减短反应时间、调控局部反应条件、增加反应精度等，显现出巨大的应用潜力。
[0003]微液滴作为微反应器单元，要让其真正发挥其潜在的应用技术，其先决条件是要稳定地产生非常均匀的、尺寸和结构精确控制的微液滴。然而要产生上述微液滴，一方面取决于微流体进样系统如注射器、蠕动泵、活塞泵等精准控制进液量，另一方面取决于芯片的设计。注射器、蠕动泵、活塞泵等这些进样装置对于实现皮升级的流体时，其控制十分吃力，常常出现滞后、稳定时间长、重复性差、脉冲效应等一系列问题，因此，需要在芯片系统上进行改进，合理设计结构，实现每分钟产生成千上万个尺寸均一的、体系稳定的皮升级微液滴。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种液滴快速生成芯片系统。该系统可以用于快速制备大量的大小均一、混合均匀的微液滴，微液滴平铺于芯片上，在显微镜或者成像仪下参照液滴生成处一组用于芯片液滴大小参比的可视标识，判断液滴的大小。
[0005]一种微滴快速生成芯片系统，包括液滴快速生产芯片、进样装置及其连接的毛细管道，所述液滴快速生产芯片由芯片本体及其内部设置的腔室、管道组成，所述腔室包括进油相的油相腔室、进水相的水相腔室及排样腔室，所述油相腔室连接的第一管道、水相腔室连接的第二管道、排样腔室连接的第三管道相互连通，在第一管道、第二管道、第三管道的连通点处油相和水相形成油包水的混合均匀的稳定的微液滴。所述第一管道、第二管道靠近相互连通点处设置有蛇形通道，所述蛇形通道对液流起到减小或缓冲液流压力的作用；所述芯片中距离连通点100-500 μm处设置有一组用于芯片液滴大小参比的可视标识；所述油相腔室、水相腔室分别密封连接毛细管道，所述毛细管道中的液体由进样装置驱动流动。进样装置驱动液体在管道中流动，微液滴在第一管道、第二管道、第三管道的连通点处形成，微液滴的大小可参照芯片中的可视标识判断，若大小需要调整，可通过进样装置如注射器、蠕动泵、活塞泵等进一步控制，最终使液滴稳定、大小均一。
[0006]优选的，在所述第一管道、第二管道、第三管道相互连通点处微液滴的体积为0.2-200 pL。
[0007]优选的，所述水相腔室及第二管道为2个或以上的水相腔室与管道并联结构，所述并联结构相交点位于第一管道、第二管道、第三管道相互连通点上端0.2-0.5 mm。更进一步，所述2个或以上的水相腔室与管道，可以通过水相腔室外接不同水相，这样便于改变水
相中不同因子的成分与含量。
[0008]优选的，所述第一管道，一端与油相腔室连接，另一端设有多个分支管道，所述分支管道靠近相互连通点处设置有蛇形通道。进一步优选，另一端设有2个分支第一管道a、第一管道b。所述第一管道a、第一管道b与第二管道、第三管道在连通点处交汇。
[0009]进一步优选的，所述蛇形通道为来回折叠的U型通道或S型通道。液体通过折叠的蛇形通道时，降低液压，这对于微流体系的稳定至关重要，同时通过反复来回折叠的蛇形通道结构，增加了芯片空间利用度。
[0010]优选的，所述第一管道、第二管道、第三管道的横截面积的范围为0.4
×
10-4 mm
2-12
×
10-4 mm2。
[0011]优选的，所述油相腔室和所述水相腔室内设置有进样口、分流挡板、过滤孔道。所述进样口外接毛细管道，在进样装置的驱动下液样经毛细管道入进样口，常常由于芯片管道口径小于毛细管道，液体进入芯片管道中容易产生较大液压，分流挡板可以缓冲液压，过滤孔道进一步减小液压，然后流入芯片管道中。
[0012]优选的，所述过滤孔道由大小不同的孔径组成。更进一步优选的，所述油相腔室过滤孔道的孔由三个梯度尺寸组成，其分别为100-120 μm、50-80 μm、10-20 μm；所述水相腔室过滤孔道尺寸大小为20-60 μm。所述过滤管道，一方面可以进一步缓冲液压，另一方面可有效去除杂质，以免造成芯片管道的堵塞。
[0013]优选的，所述一组用于芯片液滴大小参比的可视标识为长度尺寸30 μm、20 μm、15 μm、10 μm、8 μm的长条形的可视标识。所述可视标识用作观察微液滴长度的标尺，在显微镜或者成像仪下查看液滴的大小。
[0014]优选的，所述油相腔室、水相腔室外设置有燕尾定位挡块，所述排样腔室外设置有微孔环形阵列。所述燕尾定位挡块和微孔环形阵列用于对腔室的定位。
[0015]本专利技术一种液滴快速生成芯片系统通过腔室中的分流与过滤结构，以及蛇形通道，有效地降低进样压力；通过多个水相腔室进样改变液滴中的化学因子的成分和浓度；同时第一管道的油相通过分支在与第二管道、第三个管道相互连通处与液相相汇合，两侧油相包水相，形成微液滴，有利于制备大小均一、体系均匀的微液滴；通过一组可视标识，参照比对微液滴大小，有利于微液滴生成大小及速率的控制。
[0016]附图说明
[0017]图1为本专利技术微滴快速生成芯片系统的结构示意图；图2为本专利技术微滴快速生成芯片的结构示意图；图3为本专利技术微滴快速生成芯片的蛇形通道局部放大图；图4为本专利技术微滴快速生成芯片的油相腔室局部放大图；图5为本专利技术微滴快速生成芯片的水相腔室局部放大图。
具体实施方式
[0018]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限
制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0019]需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0020]为便于对本专利技术具体方案的理解，下面将结合附图以下具体实施例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本专利技术的限定。
[0021]图1示出了本专利技术所述的一种微滴快速生成芯片系统的结构示意图，包括液滴快速生产芯片、进样装置及其连接的毛细管道，所述液滴快速生产芯片至少由芯片本体，及其内部设置的腔室、管道组成，所述毛细管道中的液体由进样装置驱动流动。
[0022]具体来说，本专利技术微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微滴快速生成芯片系统，包括液滴快速生产芯片、进样装置及其连接的毛细管道，其特征在于，所述液滴快速生产芯片由芯片本体及其内部设置的腔室、管道组成，所述腔室包括进油相的油相腔室、进水相的水相腔室及排样腔室，所述油相腔室连接的第一管道、水相腔室连接的第二管道、排样腔室连接的第三管道相互连通，所述第一管道、第二管道靠近相互连通点处设置有蛇形通道，所述芯片中距离连通点100-500 μm处设置一组用于芯片液滴大小参比的可视标识；所述油相腔室、水相腔室分别密封连接毛细管道，所述毛细管道中的液体由进样装置驱动流动。2.根据权利要求1所述的微滴快速生成芯片系统，其特征在于，所述水相腔室及第二管道为2个或以上的水相腔室与管道并联结构，所述并联结构相交点位于第一管道、第二管道、第三管道相互连通点上方0.2
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0.5 mm处。3.根据权利要求1所述的微滴快速生成芯片系统，其特征在于，所述第一管道的一端与油相腔室连接，另一端设有多个分支管道，所述分支管道靠近相互连通点处设置有蛇形通道。4.根据权利要求3所述的微滴快速生成芯片系统，其特征在于，所述第一管道另一端设有2个分支第一管道a、第一管道b。5.根据权利要求1所述的微滴快速生成芯片系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立言，郭肖杰，段保峰，王欣鹏，
申请(专利权)人：洛阳华清天木生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：