微流控芯片及其应用制造技术

本申请提供一种微流控芯片，包括进样腔、第一加热腔、第二加热腔、收集腔、用于连接各腔体的微流道以及加热机构，本申请的微流控芯片将传统的合成工艺转移到微流控芯片上面进行。基于微流控的流体控制技术，通过设计微流控通道的几何结构，从而精确控制各个组分反应体积，本申请通过层流扩散以及微混合技术，控制合成工艺参数，从而控制得到的磁性纳米颗粒的粒径及均一性。本申请与传统的合成方法相比，微流控芯片合成的方法兼具溶液混合均匀，减少磁性纳米颗粒之间的团聚，设备简单，不需要大量的空间，使用的溶液的体积少的特点。使用的溶液的体积少的特点。使用的溶液的体积少的特点。

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片及其应用


[0001]本申请属于微流控
，具体涉及一种微流控芯片及其应用。

技术介绍

[0002]磁性纳米颗粒是指粒径小于100nm的颗粒，主要成分是金属氧化物。由于纳米颗粒的理化性质取决于其大小和形态，合成具有可控大小和形状的纳米颗粒显得格外重要。作为磁性微球合成中的重要组成部分，磁性纳米颗粒的均匀性以及大小很大程度上影响了磁珠的磁响应性以及粒径。
[0003]传统的合成磁性纳米颗粒的方法有共沉淀法、微乳液法、热分解法、水热法，大多是通过物理混合起始反应，颗粒成核、颗粒生长以及颗粒形成。并且需要通过改变反应参数，来控制合成的粒径大小。由于传统的合成纳米颗粒的手段过程繁琐，容易导致合成过程中局部条件不一致，在颗粒均一性以及批间差控制上存在困难。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供一种微流控芯片及采用该芯片合成磁性纳米颗粒的方法。通过该方法可实现方便快捷的合成均匀度高的磁性纳米颗粒，以解决传统的合成纳米颗粒的手段过程繁琐，合成的颗粒均一性以及批间差控制上存在困难的技术问题。
[0005]本申请的技术方案是，提供一种微流控芯片：
[0006]包括进样腔、第一加热腔、第二加热腔、收集腔、用于连接各腔体的微流道以及加热机。
[0007]其中，所述进样腔包括第一进样腔、第二进样腔、第三进样腔和第四进样腔。
[0008]所述第一加热腔、所述第二加热腔与所述收集腔通过所述微流道依次连通。
[0009]所述第一进样腔和所述第二进样腔位于所述第一加热腔的上游且均与所述5第一加热腔连通。
[0010]所述第三进样腔与用于连通所述第一加热腔和所述第二加热腔的微流道连通。
[0011]所述第四进样腔位于所述第一加热腔的下游且位于所述第二加热腔的上游，所述第四进样腔与所述第二加热腔连通。
[0012]0所述加热机构用于对所述第一加热腔和所述第二加热腔进行独立地加热。
[0013]在其中一个实施例中，所述第一进样腔与所述第二进样腔在所述第一加热腔上游的微流道合并后与所述第一加热腔连通。
[0014]在其中一个实施例中，与所述第四进样腔连通的微流道与用于连通所述第一加热腔和所述第二加热腔的微流道合并后与所述第二加热腔连通。
[0015]5在其中一个实施例中，用于连通所述第一加热腔和所述第二加热腔的微流道呈蛇形管状。
[0016]在其中一个实施例中，所述第三进样腔与用于连通所述第一加热腔和所述第二加热腔之间的微流道的连接位置位于所述蛇形管状的微流道的弯曲部位的最上游。
[0017]0在其中一个实施例中，所述第二加热腔的内部具有多个独立的分腔，进入所述第二加热腔的溶液经多个所述分腔分流加热后再合流至所述收集腔。
[0018]在其中一个实施例中，所述分腔数目为6～10个，各所述分腔的宽度一致。
[0019]本申请还提供一种合成磁性纳米颗粒的方法，采用如上述的微流控芯片合成。
[0020]在其中一个实施例中，合成磁性纳米颗粒的方法包括：
[0021]向所述第一进样腔和所述第二进样腔分别加入FeCl3溶液和FeCl2溶液，向所述第三进样腔加入pH大于7的溶液，向所述第四进样腔加入油相。
[0022]对所述第一加热腔和第二加热腔进行加热处理。
[0023]从所述收集腔收集反应产物。
[0024]在其中一个实施例中，所述对所述第一加热腔和第二加热腔进行加热处理时，控制所述第一加热腔内的温度为45℃～55℃，所述第二加热腔内的温度为65℃～75℃。
[0025]在其中一个实施例中，所述第一进样腔的进样流速为0.4mL/min～0.6mL/min，所述第二进样腔的进样流速为0.2mL/min～0.3mL/min，所述第三进样腔的进样流速为0.4mL/min～0.6mL/min，所述第四进样腔的进样流速为0.5mL/min～1.5mL/min。
[0026]在其中一个实施例中，所述pH大于7的溶液包括体积浓度2％的氨水或NaOH溶液中的一种或两种。
[0027]在其中一个实施例中，所述油相包括液状石蜡和硅油中的一种或两种。
[0028]本申请还提供一种磁性纳米颗粒，采用权利要求8～12任一项所述的合成磁性纳米颗粒的方法制备得到。
[0029]本申请将传统的合成工艺转移到微流控芯片上面进行，基于微流控的流体控制技术，通过设计微流控通道的几何结构，通过精确控制各个组分反应体积，通过层流扩散以及微混合技术，控制合成工艺参数，从而控制得到了磁性纳米颗粒的粒径及其均一性。与传统的合成方法相比，微流控芯片合成的方法具有以下优势：一、溶液混合更均匀，通过在微流控芯片上设计混合区域，通过层流到湍流的变化，可以使得溶液混合的比传统的机械搅拌更加均匀；二、微流控芯片可以将磁性纳米颗粒合成的各个阶段分开，互相之间不会干扰，可以减少磁性纳米颗粒之间的团聚；三、微流控芯片合成的方法所需要的设备简单，不需要大量的空间，使用的溶液的体积也很少，对于实验条件的调整也很方便，很适合用于前期实验条件的优化；四、可以通过对微流控芯片的设计，将多块芯片进行级联，可以同时进行多种条件的优化，也能够提高产量。
附图说明
[0030]图1为微流控芯片的结构示意图；
[0031]图2为实施例1合成的磁性纳米颗粒的TEM图；
[0032]图3为实施例2合成的磁性纳米颗粒的TEM图；
[0033]图4为实施例3合成的磁性纳米颗粒的TEM图；
[0034]图5为实施例4合成的磁性纳米颗粒的TEM图；
[0035]图6为实施例5合成的磁性纳米颗粒的TEM图；
[0036]图7为对比例1合成的磁性纳米颗粒的TEM图；
[0037]图8为对比例2合成的磁性纳米颗粒的TEM图；
[0038]图9为对比例3合成的磁性纳米颗粒的TEM图；
[0039]图10为对比例4合成的磁性纳米颗粒的TEM图。
具体实施方式
[0040]下面结合实施方式和实施例，对本申请作进一步详细的说明。应理解，这些实施方式和实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围，提供这些实施方式和实施例的目的是使对本申请公开内容理解更加透彻全面。还应理解，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式和实施例，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下作各种改动或修改，得到的等价形式同样落于本申请的保护范围。此外，在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为充分地理解，应理解，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
[0041]除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0042]术语
[0043]本申请中所使用的“其组合”、“其任意组合”、“其任意组合方式”等中包括所列项目中任两个或任两个以上项目的所有合适的组合方式。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括进样腔、第一加热腔、第二加热腔、收集腔、用于连接各腔体的微流道以及加热机构；其中，所述进样腔包括第一进样腔、第二进样腔、第三进样腔和第四进样腔；所述第一加热腔、所述第二加热腔与所述收集腔通过所述微流道依次连通；所述第一进样腔和所述第二进样腔位于所述第一加热腔的上游且均与所述第一加热腔连通；所述第三进样腔与用于连通所述第一加热腔和所述第二加热腔的微流道连通；所述第四进样腔位于所述第一加热腔的下游且位于所述第二加热腔的上游，所述第四进样腔与所述第二加热腔连通；所述加热机构用于对所述第一加热腔和所述第二加热腔进行独立地加热。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一进样腔与所述第二进样腔在所述第一加热腔上游的微流道合并后与所述第一加热腔连通。3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，与所述第四进样腔连通的微流道与用于连通所述第一加热腔和所述第二加热腔的微流道合并后与所述第二加热腔连通。4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，用于连通所述第一加热腔和所述第二加热腔的微流道呈蛇形管状。5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述第三进样腔与用于连通所述第一加热腔和所述第二加热腔之间的微流道的连接位置位于所述蛇形管状的微流道的弯曲部位的最上游。6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第二加热腔的内部具有多个独立的分腔，进入所述第二加热腔的溶液经多个所述分腔分流加热后再合流至所述收集腔。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄天逊，吴力强，王刚，钱纯亘，
申请(专利权)人：深圳市亚辉龙生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：