[发明专利]一种微液滴产生装置

说明书

本发明提出一种微液滴产生装置，包括芯片和液滴脱落机构，所述芯片上设置有储液腔和微流道，所述储液腔内设有第一相液体，所述微流道入口端连通所述储液腔，所述微流道出口端延伸至所述芯片的外缘；所述滴脱落机构与所述微流道位于所述芯片外缘的一端相对，所述液滴脱离机构与所述微流道出口端之间设置有液滴形成缝隙；所述微流道出口端与所述第一相液体的接触角大于所述滴脱落机构与所述第一相液体的接触角。本发明的微液滴产生装置能够快速、低成本的形成微液滴，且形成的微液滴直径均一。

技术领域

本发明涉及生物学和分析化学及医学检测技术领域，其涉及一种微液滴产生装置。

背景技术

微液滴具有体积小、通量高、大小均一、内部稳定、可操控等优点，被广泛应用于生物、化学检测分析、医疗诊断、材料合成等领域。微流控芯片有尺寸小、试剂消耗量少、高通量、易集成等特点，适用于微体系的研究和分析工作，使基于微流控芯片的微液滴技术应用到单细胞研究与分析有着巨大的优势和前景。

而目前所研究的液滴微流控芯片，专利CN201710429242.6中微液滴的形成依赖于平面微流控芯片，平面微流控芯片生成液滴需要连接两个以上的泵，操作复杂，设备大型,上述泵和芯片接触，存在交叉污染可能性；专利CN201510338390.8中样本分散依赖于硅片上微孔的加工，此方式成本较高，对微孔一致性要求较高，且耗材除了芯片以外，还包括了涂覆工具；专利CN201710855088.9中无法得到直径均一的液滴。

鉴于上述液滴微流控芯片实践的困难与缺陷，亟需提供一种液滴发生装置解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种微液滴产生装置，能够快速、低成本的形成微液滴，且形成的微液滴直径均一。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种微液滴产生装置，包括芯片和液滴脱落机构，所述芯片上设置有储液腔和微流道，所述储液腔内设有第一相液体，所述微流道入口端连通所述储液腔，所述微流道出口端延伸至所述芯片的外缘；所述滴脱落机构与所述微流道位于所述芯片外缘的一端相对，所述液滴脱离机构与所述微流道出口端之间设置有液滴形成缝隙；所述微流道出口端与所述第一相液体的接触角大于所述滴脱落机构与所述第一相液体的接触角。

具体的，第一相液体从储液腔流入微流道，然后缓慢从芯片外缘的一端流出，由于毛细管作用，第一相液体在芯片外缘的一端的微流道出口处即液滴形成缝隙内先是形成小液滴，然后小液滴直径逐渐增大，直至触碰到滴脱落机构，即小液滴填充在液滴形成缝隙内同时接触着微流道和液滴脱落机构，由于滴脱落机构相对微流道位于芯片外缘的出口端更亲水，则液滴会粘结于液滴脱落机构上，与芯片脱落，形成微液滴。

优选地，所述芯片与所述滴脱落机构在液滴形成过程中保持相对运动。

优选地，所述微流道出口端与所述第一相液体的接触角比所述滴脱落机构与所述第一相液体的接触角大10°以上。

更优选地，所述微流道出口端与所述第一相液体的接触角比所述滴脱落机构与所述第一相液体的接触角大20-60°。

优选地，所述微流道的直径为10-50μm，所述液滴形成缝隙的宽度为10-30μm。即所述液滴脱落机构到所述芯片外缘的距离为10-30μm。

优选地，所述芯片为圆盘形，所述储液腔位于所述芯片中心区域，所述液滴脱落机构环绕所述芯片，对应的所述液滴脱落机构内侧为与所述芯片同心的圆形。

优选地，所述芯片与离心设备连接，所述离心设备为所述芯片提供离心力，所述芯片转速为200-1000rpm。

优选地，所述芯片上设置有贯穿所述芯片厚度方向的排气孔。

优选地，所述微液滴产生装置还包括液滴收集装置，所述液滴收集装置位于所述液滴脱落机构下方，所述液滴收集装置内设有第二相液体。