[发明专利]基于三层夹心圆盘式芯片的液滴形成和捕获方法及其应用

权利要求书

1.一种三层夹心圆盘式芯片，其特征在于：该芯片由上、中、下三层组成；上层是具有几何微结构的芯片，由第一储液池、第二储液池、几何微结构组成；中层是薄膜层；下层为气体通路芯片；

所述几何微结构由主通道，侧通道和捕获区域组成。

2.按照权利要求1所述三层夹心圆盘式芯片，其特征在于：所述芯片上层的材质是玻璃，中层薄膜是高聚物，芯片下层的材质是玻璃。

3.按照权利要求2所述三层夹心圆盘式芯片，其特征在于：所述中层薄膜是PDMS。

4.一种基于权利要求1或2所述芯片的液滴形成和捕获的方法，其特征在于：

将具有几何微结构的PDMS-玻璃杂交芯片在真空干燥器中脱气3-5分钟，然后取出，在第一储液池中加入水相，第二储液池中抽一下真空，使水溶液充满主通道，静置，在PDMS的透气作用下，水溶液进入捕获区域，待捕获区域充满后，在第二储液池抽真空，主通道中的溶液被抽走，然后在第一储液池中加入油相，油相浸润通道，形成油包水的液滴；

PDMS-玻璃杂交芯片上水包油的液滴形成方法基本同上，由于水不浸润PDMS，主通道中的油相被抽走之后，向第一储液池中加入水相，然后在第二储液池抽真空，促使水相封闭油滴。

5.按照权利要求4所述液滴形成和捕获的方法，其特征在于：通过改变捕获区域的面积和形状，形成不同大小和形状的阵列液滴；通过使用具有多个阵列结构单元的圆盘式芯片，形成不同组分的阵列液滴。

6.权利要求1所述芯片应用于pH梯度的形成和液滴内的气-液反应。

7.按照权利要求6所述芯片应用于pH梯度的形成和液滴内的气-液反应，其特征在于：所述pH梯度的形成，以pH指示剂为水相，氟化油Fc40为油相，在芯片上层形成pH指示剂的液滴，然后在下层气体通路中持续通入NH₃，NH₃透过PDMS薄膜进入液滴，并与液滴中的指示剂反应，液滴的碱性增加，颜色变深；随着氨气扩散距离的增加，氨气的浓度降低，液滴吸收的氨气量减少，碱性的增加幅度减小，形成以气体通路正上方的液滴为中心，向两侧液滴逐渐变化的pH梯度。

8.按照权利要求6所述芯片应用于pH梯度的形成和液滴内的气-液反应，其特征在于：所述pH指示剂为将0.05～0.5mol/L甲基红水溶液、0.05～0.5mol/L溴甲酚绿水溶液和0.05～0.5mol/L溴百里酚蓝水溶液按体积比1∶1∶1～1∶1∶30混合均匀，用盐酸调节至酸性，即为pH指示剂。

9.按照权利要求6所述芯片应用于pH梯度的形成和液滴内的气-液反应，其特征在于：所述液滴内的气-液反应，采用不同的金属离子盐溶液为水相，Fc40为油相，形成的不同组分的阵列液滴与跨膜扩散的气体发生配合反应，实现了液滴内的气-液反应。

10.按照权利要求9所述芯片应用于pH梯度的形成和液滴内的气-液反应，其特征在于：所述跨膜扩散的气体为氨气、HCl、H₂O₂中至少一种。