[发明专利]一种用于精准控制液滴融合的磁性液体液滴实验芯片

说明书

一种用于精准控制液滴融合的磁性液体液滴实验芯片，适用于稀有生物检材的测定分析。该实验芯片包括：连续相溶液(1)，第一Y型通道(2)，第二Y型通道(3)，第三Y型通道(4)，待测溶液(5‑1)，第一磁性液体(5‑2)，检测溶液(6‑1)，第二磁性液体(6‑2)，第一复合液滴(7)，第二复合液滴(8)，T型通道(9)，控制线圈(10)，融合腔室(11)，第一十字通道(12)，第一反应腔室(13‑1)，第二反应腔室(13‑2)，第三反应腔室(13‑3)，第四反应腔室(13‑4)，第二十字通道(14)，第一电磁线圈(15‑1)，第二电磁线圈(15‑2)，第一铁芯(16‑1)，第二铁芯(16‑2)，微型刀片(17)，产物通道(18)。用于对液滴的运动和融合实现精准控制。

技术领域

本发明属于生物测试领域，适用于对稀有生物检材进行测定分析。

背景技术

目前随着生物测试技术的发展，对测试的精度、速度、准确度提出了更高的要求。传统的生物测试往往是将生物检材粉末或者将其溶解后制备的溶液在试管中与相关溶液进行滴定，产生化学反应，进而确定生物检材的成分。

然而很多生物检材是极其稀有的，宏观的滴定方式对生物检材的消耗量过大，因此不允许采用这种方式进行测定分析，由此产生了提出了实验芯片的概念。国内对实验芯片的研究尚处于起步阶段，例如专利《用于碱度分析的芯片上实验室》(专利申请号：201180044579.6)，专利《一种用于生物实验室检测化学成分的实验芯片》(专利申请号：201410812276.X)，专利《实验芯片系统》(专利申请号：201490000623.2)等，都提出了不同的实验芯片结构，但是已有的各类实验芯片结构均缺乏对生物检材的流向控制，由于实验芯片的结构尺寸都在几百微米量级，不可能采用宏观的控制手段对生物检材的流向进行控制，因此需要引入新的技术应用于实验芯片中，以实现对生物检材的流向控制，流向控制的缺乏将造成实验芯片中生物检材流动方向的失控，尤其是当需要同时测定的样本较多时，对生物检材的流向控制就显得更为重要。目前在微流控芯片领域，对液滴的控制通常采用电场、温度场、机械振动和激光等方式，此类控制方式需要的支持系统庞大，费用高昂，不利于大规模使用。

此外，在待测溶液与检测溶液的液滴融合方面，目前常见的方法可以分为被动控制方法和主动控制方法，其中被动控制方法包括控制管道的几何尺寸或通过表面活性剂等方式；主动控制方法包括利用电场、磁场、表面声波、激光聚焦等方式，以上方式很难对空间分布的特定两个液滴实现精准的可控融合。

发明内容

本发明需要解决的技术问题：现有的实验芯片不能够对空间分布的特定两个液滴的运动轨迹实现精准控制并实现精准可控融合的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于精准控制液滴融合的磁性液体液滴实验芯片，该实验芯片包括：连续相溶液，第一Y型通道，第二Y型通道，第三Y型通道，待测溶液，第一磁性液体，检测溶液，第二磁性液体，第一复合液滴，第二复合液滴，T型通道，控制线圈，融合腔室，第一十字通道，第一反应腔室，第二反应腔室，第三反应腔室，第四反应腔室，第二十字通道，第一电磁线圈，第二电磁线圈，第一铁芯，第二铁芯，微型刀片，产物通道。

该实验芯片各部分之间的连接：

第一Y型通道、第二Y型通道、第三Y型通道通过闭合回路与T型通道相连，T型通道的出口连接融合腔室，融合腔室通过第一十字通道和第二十字通道分别与第一反应腔室、第二反应腔室、第三反应腔室、第四反应腔室相连，在融合腔室、第一十字通道、第二十字通道、第一反应腔室、第二反应腔室、第三反应腔室、第四反应腔室内部均分布有控制线圈。第二十字通道经微型刀片后与产物通道相连，在微型刀片的两端对称布置第一铁芯和第二铁芯，在第一铁芯的外部缠绕第一电磁线圈，在第二铁芯的外部缠绕第二电磁线圈，其中第一电磁线圈与第二电磁线圈参数完全相同，第一铁芯与第二铁芯参数完全相同。