【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋船舶压载水微生物分析，具体而言，尤其涉及一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置。
技术介绍
1、介电泳是由非均匀电场与颗粒的诱导有效偶极矩相互作用产生的粒子运动。介电泳力大小与颗粒尺寸成正比，受力方向由颗粒介电性质决定。当受正介电泳力时，颗粒会向高电场强度区域移动；当颗粒受到负介电泳力时，颗粒会向低电场强度区域移动。在直流电场下，通过特殊设计的结构，如使用电绝缘材料的障碍物(微液滴)产生空间不均匀电场，使可极化颗粒在不均匀电场中运动，就是绝缘介电泳技术。
2、航运是传播非本地物种、有害生物和病原体的一种重要途径。因为船舶在航行过程中为控制其横倾、纵倾、吃水、稳定而加装了大量的压载水。船舶压载水中含有大量微生物，包括海洋细菌、病毒、真菌、显微藻类等。这些微生物被吸入压载舱后相当于处在一个封闭的生态系统中，大部分微生物因无法适应温度、盐度等因素的变化和压载水处理系统的处理而死亡。但仍有一部分微生物能够生存下来，这部分存活的微生物往往具有极强的生命力和竞争力，一旦排放到适宜的环境中，就可能发生不可控制的“雪崩式”繁殖，引起生物入侵。所以，压载水排放前的检测，是防止水中微生物扩散而对海洋环境造成严重破坏的重要环节。
3、传统的压载水微生物检测方法包括染色法、荧光特性检测法、流式细胞法、光学成像检测法等。上述传统压载水微生物检测方法存在耗时、耗力、仪器昂贵、易受外部影响以及准确度较低等缺点。因此，开发高效的压载水微生物检测方法，对压载水中的微生物进行快速且高效的筛选与分离成为了研究
4、近年来随着微流控芯片技术的不断发展，已经可以在芯片上对压载水中的微生物进行检测。而用绝缘障碍代替金属电极可以使制造过程更简单、更便宜；其坚固的化学惰性结构，不会对生物体或流体产生电化学影响；在电解过程中可以施加非常高的电场而不会产生气泡。利用两个可伸缩的微液滴障碍分离不同尺寸微生物，其设计的最大优点是可以控制每一个微液滴障碍的大小，提供了一个动态适应各种分离要求的电场梯度，且同一芯片可以进行多次利用，分选不同尺寸的微生物颗粒。具有微型化、高通量化、样本需求小、试剂消耗量小等优点。
技术实现思路
1、根据上述提出的技术问题，提供一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置。本专利技术装置由样品海洋微生物颗粒入口、鞘流入口、油液入口、第一分选区、第二分选区、出口组成。样品入口注入混合颗粒样品。油液入口泵入油液，通过压力在微通道内形成圆弧形微液滴，且微液滴和微通道的间距可根据分选颗粒的尺寸不同进行调节。第一分选区和第二分选区均应用直流介电泳，通过两个外部电极作用在微通道中，在微液滴处产生不均匀电场，经过分选区域分选后的海洋微生物颗粒，基于尺寸根据受介电泳力大小的不同进入不同的出样口，以实现海洋微生物颗粒的多级分选。
2、本专利技术采用的技术手段如下：
3、一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，包括：微通道层；其中：
4、微通道层上设置有微流体通道；微流体通道的两端连通鞘流入口和第三出样口；微流体通道的一侧壁连通样品进液通道、第一出样通道和第二出样通道；样品进液通道的另一端连通样品进液口；第一出样通道的另一端连通第一出样口；第二出样通道的另一端连通第二出样口；微流体通道的另一侧壁连通第一进油通道和第二进油通道；第一进油通道的另一端连通第一进油口；第一进油口连通第一油液入口；第二进油通道的另一端连通的第二进油口；第二进油口连通第二油液入口；在微流体通道与第一进油通道连接处形成第一微液滴；在微流体通道与第二进油通道连接处形成第二微液滴；在样品进液口设置有电源正极插入口；在第三出样口设置有电源负极插入口；
5、分选时，将鞘液通入鞘流入口，将样液通入样品进液口，鞘液将样液聚集到第一微液滴附近，便于海洋微生物颗粒受到更大的介电泳力；微流体通道和第一出样口之间设置有第一夹角，完成尺寸差异较大的海洋微生物颗粒的分选，分离出最大尺寸的海洋微生物颗粒，完成一级分选；初筛后的较小尺寸海洋微生物颗粒通过第二微液滴后，微流体通道和第二出样口之间设置有第二夹角，便于不同尺寸的海洋微生物颗粒经过第二分选区域后进入到不同出口，分离中间尺寸和最小尺寸的海洋微生物颗粒，完成多级分选。
6、进一步地，所述电源正极插入口接入直流电源正极，通过微流体通道与所述第一微液滴交汇处产生高梯度不均匀电场；所述电源负极插入口接入直流电源负极，通过微流体通道与第二微液滴交汇处产生高梯度不均匀电场。进一步地，
7、进一步地，所述第一进油通道、第二进油通道与微流体通道内形成的圆弧形微液滴大小不同，用于动态调节电场梯度；通过控制第一微液滴、第二微液滴和微流体通道的间距，进行海洋微生物颗粒多级分选，且第一微液滴、第二微液滴和微流体通道的间距可根据分选海洋微生物颗粒的尺寸不同进行调节。
8、进一步地，连通微流体通道和第一进油口的通道结构以及连通微流体通道和第二进油口的通道结构为t型结构。
9、进一步地，通过注射泵施加压力，油液通过第一油液入口和第二油液入口被泵入储油层，通过第一盖片和第二盖片密封储油层，使油液能在微流体通道和第一进油口相接的t型结构处形成第一微液滴；在微流体通道和第二进油口相接的t型结构处形成第二微液滴。
10、进一步地，所述电源正极插入口和所述电源负极插入口连接直流电源，用于为海洋微生物颗粒的筛选与分离施加直流信号。
11、进一步地，所述微通道层、第一盖片和第二盖片均为pdms材料，采用光刻浇注工艺制作而成。
12、较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
13、1、本专利技术提供的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，利用两个可伸缩的微液滴障碍分离不同尺寸微生物，可以控制每一个微液滴障碍的大小，提供了一个动态适应各种分离要求的电场梯度，且同一芯片可以进行多次利用，分选不同尺寸的微生物颗粒。
14、2、本专利技术提供的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，对实验人员没有过多的要求，只需掌握正确的实验方法即可。
15、3、本专利技术提供的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，无需样品预处理，成本低廉、设计灵活，反应时间短并且可与其他功能进行集成。
16、基于上述理由本专利技术可在海洋船舶压载水微生物分析等领域广泛推广。
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1.一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，包括：微通道层(3)，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，所述电源正极插入口(19)接入直流电源正极，通过微流体通道(8)与所述第一微液滴(4)交汇处产生高梯度不均匀电场；所述电源负极插入口(18)接入直流电源负极，通过微流体通道(8)与第二微液滴(11)交汇处产生高梯度不均匀电场。
3.根据权利要求1所述的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，所述第一进油通道、第二进油通道与微流体通道(8)内形成的圆弧形微液滴大小不同，用于动态调节电场梯度；通过控制第一微液滴(4)、第二微液滴(11)和微流体通道(8)的间距，进行海洋微生物颗粒多级分选，且第一微液滴(4)、第二微液滴(11)和微流体通道(8)的间距可根据分选海洋微生物颗粒的尺寸不同进行调节。
4.根据权利要求1所述的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，连通微流体通道(8)和第一进油口(5)的通道结
5.根据权利要求1所述的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，通过注射泵施加压力，油液通过第一油液入口(6)和第二油液入口(12)被泵入储油层，通过第一盖片(7)和第二盖片(14)密封储油层，使油液能在微流体通道(8)和第一进油口(5)相接的T型结构处形成第一微液滴(4)；在微流体通道(8)和第二进油口(12)相接的T型结构处形成第二微液滴(11)。
6.根据权利要求1所述的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，所述电源正极插入口(19)和所述电源负极插入口(18)连接直流电源，用于为海洋微生物颗粒的筛选与分离施加直流信号。
7.根据权利要求1所述的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，所述微通道层(8)、第一盖片(7)和第二盖片(14)均为PDMS材料，采用光刻浇注工艺制作而成。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，包括：微通道层(3)，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，所述电源正极插入口(19)接入直流电源正极，通过微流体通道(8)与所述第一微液滴(4)交汇处产生高梯度不均匀电场；所述电源负极插入口(18)接入直流电源负极，通过微流体通道(8)与第二微液滴(11)交汇处产生高梯度不均匀电场。
3.根据权利要求1所述的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特征在于，所述第一进油通道、第二进油通道与微流体通道(8)内形成的圆弧形微液滴大小不同，用于动态调节电场梯度；通过控制第一微液滴(4)、第二微液滴(11)和微流体通道(8)的间距，进行海洋微生物颗粒多级分选，且第一微液滴(4)、第二微液滴(11)和微流体通道(8)的间距可根据分选海洋微生物颗粒的尺寸不同进行调节。
4.根据权利要求1所述的一种基于双可伸缩微液滴障碍的海洋微生物颗粒多级分选装置，其特...
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