一种不对称振动微液滴生成机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种不对称振动微液滴生成机构，包括振动组件、连接导向结构件、振动安装座、加样针、以及驱动控制器；所述振动组件包括壳体、振子、和振动输出杆；所述振动组件的振动输出杆通过连接导向结构件与所述振动安装座连接，为所述振动安装座提供动力；所述振动安装座上具有连接接口，所述连接接口的一端通过管接头与供液导管连接，另一端通过加样针适配器与所述加样针连接；所述加样针的中心轴线与所述振动输出杆的轴线垂直；所述驱动控制器电性连接所述振动组件，并驱动所述振动安装座按照不对称运动控制程序进行不对称往复运动。使用本实用新型专利技术的微液滴生成机构实现大小均一、体积可控的微液滴的制备。体积可控的微液滴的制备。体积可控的微液滴的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种不对称振动微液滴生成机构


[0001]本技术涉及微液滴制备
，具体而言，涉及一种不对称振动微液滴生成机构。

技术介绍

[0002]微液滴在各领域应用广泛，基于微液滴的微流控技术在单细胞分析、数字PCR、DNA测序、蛋白质结晶、高通量反应筛选和单细胞功能分选等领域得到了快速的发展与应用。
[0003]微液滴的生成是利用互不相溶的两相生成乳化的微液滴，微液滴相被称为分散相，包裹微液滴的相被称为连续相。微液滴生成后可以对其进行分裂、融合、混合、稀释、收集和分选等操作。因此对于微液滴的形状、大小以及单分散性的控制十分重要。
[0004]现有技术中，微液滴生成技术主要分为三种。一种是利用微流控芯片生成微液滴，其原理是基于分散相和连续相在微通道中交汇时的界面失稳。目前，微流控芯片上的微液滴的生成需要满足特定的流速、油水界面张力以及通道构型和通道表面修饰等条件，微液滴体积调节的范围也受到以上因素的制约。另外，微液滴在微流控芯片通道内生成后，需要特定的步骤和装置将其转移到储存容器中，难以对单个微液滴的条件进行定制，微液滴的定位、提取和分析等操作较为不便。第二种是利用特殊装置喷射微量液体形成微液滴，如采用压电陶瓷、热激膨胀、高压电喷等特殊的喷射或微液滴激发方式，但是这种方式的流体驱动装置较为复杂，对微液滴体积的精确调控比较困难，且生物样品可能会受到一定程度的损坏。
[0005]第三种是通过微管道在连续相中注射微量液体时，使微管道的出口在连续相的气液界面或液面下的左右对称往复振动，利用不互溶连续相施加于微管道出口处液体的表面张力的切割作用生成微液滴(基于微管道的液滴的生成方法，杜文斌等。中国专利，授权号：ZL 201410655191.5；基于微液滴的数字核酸扩增定量分析方法及系统，杜文斌等。中国专利，授权号：ZL 201410655309.4)。利用这种方法能够生成纳升大小的微液滴。不足的是：1) 采用相界面上下振动依赖于精准的相界面位置实现切割，而振动对界面的扰动会影响液滴生成的体积的精确性；2)液面下左右对称往复振动，振动组件在两个半周期均有可能生成液滴，即可能半周期生成一个小液滴或全周期生成一个两倍体积的大液滴，因而液滴的大小存在较大的不确定性；3)通过注塑等加工的微管道的开口无法做到完全对称，且因为注塑需要的模芯透气间隙的存在，必然存在注塑加样针在吐液开口处存在一定的飞边毛刺，对振动生成液滴的过程造成干扰，导致两个半周期生成液滴大小存在差异；4) 由于振动的两个半周期均有可能生成液滴，即使在达到稳态时为其中的一个半周期生成液滴，也有可能在振动过程中因为流速误差或振动精度误差，生成液滴从一个半周期切换到另外一个半周期，在切换的不稳定过程中也会产生不均一大液滴。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术存在的问题，本技术提供一种微液滴生成机构，具体的，本
技术采用如下技术方案：
[0007]一种不对称振动微液滴生成机构，包括振动组件、连接导向结构件、振动安装座、加样针、以及驱动控制器，其特征在于：
[0008]所述振动组件包括壳体、振子和振动输出杆；
[0009]所述振动组件的振动输出杆通过连接导向结构件与所述振动安装座连接，为所述振动安装座提供动力；
[0010]所述振动安装座上具有连接接口、管接头和加样针适配器；
[0011]所述连接接口的一端通过管接头与供液导管连接，另一端通过加样针适配器与所述加样针适配部连接；
[0012]所述加样针的中心轴线与所述振动输出杆的轴线垂直；
[0013]所述驱动控制器电性连接所述振动组件，并驱动所述振动安装座按照不对称运动控制程序进行不对称往复运动。
[0014]可选地，所述不对称往复运动为振动安装座在沿所述振动输出杆的中心轴线方向上进行的不对称往复振动。
[0015]可选地，所述连接导向结构件为包括花键轴和花键套筒的滚珠花键，所述花键轴的两端分别与所述振动输出杆和所述振动安装座固定连接。
[0016]可选地，所述振动组件的振动频率为10
‑
1000Hz，优选为50
‑
200Hz。
[0017]可选地，所述振动组件的振动幅度为0.1～5mm，优选为0.5～2mm。
[0018]可选地，所述不对称往复运动为振动安装座以所述振动输出杆的中心轴线为轴心的不对称摆动。
[0019]可选地，所述连接导向结构件包括第一轴承和第二轴承，所述振动安装座的一端穿过所述第一轴承与所述振动输出杆连接，所述振动安装座的另一端与所述第二轴承连接，其中所述第一轴承是带轴向止定边的轴承。
[0020]可选地，所述振动安装座的摆动频率为10
‑
1000Hz，优选为50
‑
200Hz。
[0021]可选地，所述加样针的吐液开口与振动输出杆轴线的距离为10～100mm，优选为30～80mm；所述振动安装座的摆动角度幅度为0.05～10
°
，优选为 0.2～2
°
。
[0022]可选地，所述振动安装座与所述振动输出杆通过联轴器连接。
[0023]可选地，所述振动组件还包括位置传感器，所述驱动控制器通过采集所述位置传感器的实时位置反馈信号实现运动的闭环控制。
[0024]可选地，所述振动组件的位置传感器为光栅尺传感器、电容式位置传感器、电阻式传感器、电流式传感器或差动变压器式传感器中的一种。
[0025]可选地，所述微液滴生成机构还包括支撑固定座，用于固定所述振动组件。
[0026]可选地，所述微液滴生成机构还包括泵管夹座，用于夹持所述供液导管。
[0027]可选地，所述连接接口为多个，多个所述连接接口等间距间隔设置于所述振动安装座内部。
[0028]可选地，所述连接接口为1
‑
96个，优选为2个，4个，8个或12个。
[0029]可选地，所述加样针为两端开口的锥管状结构，一端开口为供液开口，用于与所述加样针适配器紧密插接；另一端开口为吐液开口，用于微液滴生成，所述吐液开口的内径为20
‑
150μm，外径为150
‑
600μm。
[0030]可选地，所述加样针的储液体积范围为5
‑
500μL，优选为20
‑
60μL。
[0031]可选地，在所述振动安装座进行所述不对称往复运动时，加样针的吐液部的运动具有一个平衡点和平衡点两端的两个反射点，运动位置对时间的曲线在任一反射点的两侧不对称。
[0032]可选地，所述振动安装座的不对称往复运动，加样针的吐液部周期性运动的不对称波形为正弦波、锯齿波、梯形波、三角波、方波中的一种或两种以上组合。
[0033]可选地，所述振动组件为能够产生连续或间歇性运动的机构，选自电磁铁式振动设备、压电陶瓷式振动设备、偏心轮式振动设备、伺服电机、音圈电机、振镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不对称振动微液滴生成机构，包括振动组件、连接导向结构件、振动安装座、加样针、以及驱动控制器，其特征在于：所述振动组件包括壳体、振子和振动输出杆；所述振动组件的振动输出杆通过连接导向结构件与所述振动安装座连接，为所述振动安装座提供动力；所述振动安装座上具有连接接口、管接头和加样针适配器；所述连接接口的一端通过管接头与供液导管连接，另一端通过加样针适配器与所述加样针适配部连接；所述加样针的中心轴线与所述振动输出杆的轴线垂直；所述驱动控制器电性连接所述振动组件，所述振动组件在所述驱动控制器的控制下驱动所述振动安装座，按照所述驱动控制器内的不对称往复运动控制程序进行不对称往复运动。2.根据权利要求1所述的微液滴生成机构，其特征在于，所述连接导向结构件为包括花键轴和花键套筒的滚珠花键，所述花键轴的两端分别与所述振动输出杆和所述振动安装座固定连接。3.根据权利要求1所述的微液滴生成机构，其特征在于，所述连接导向结构件包括第一轴承和第二轴承，所述振动安装座的一端穿过所述第一轴承与所述振动输出杆连接，所述振动安装座的另一端与所述第二轴承连接，其中所述第一轴承是带轴向止定边的轴承。4.根据权利要求1所述的微液滴生成机构，其特征在于，所述加样针的吐液开口与振动输出杆轴线的距离为10～100mm。5.根据权利要求1所述的微液滴生成机构，其特征在于，所述振动安装座与所述振动输出杆通过联轴器连接。6.根据权利要求1所述的微液滴生成机构，其特征在于所述振动组件还包括位置传感器，所述驱动控制器通过采集所述位置传感器的实时位置反馈信号实现运动的闭环控制。7.根据权利要求1所述的微液滴生成机构，其特征在于，所述振动组件的位置传感器为光栅尺传感器、电容式位置传感器、电阻式传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁蓉蓉，
申请(专利权)人：北京达微生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：