[发明专利]一种单相液体驱动的微流控气泡/液滴制备装置和方法

说明书

本发明涉及一种单相液体驱动的微流控气泡/液滴制备装置和方法。包括载玻片、点胶针头、连续相管、储液槽、分散相管，点胶针头的针座底部与载玻片固定连接，储液槽固定在载玻片上，储液槽的开口面对点胶针头，点胶针头垂直于载玻片设置，分散相管的一端伸入储液槽，另一端为自由端，连续相管的一端伸入点胶针头的针座内部，另一端穿过储液槽伸入分散相管。收集装置为敞口容器，收集装置位于分散相管的下方。制备方法简单，操作方便，同时制备出来的微气泡和微液滴尺寸均匀稳定。

技术领域

本发明属于微流控芯片技术领域，具体涉及一种单相液体驱动的微流控气泡/液滴制备装置和方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

微流控芯片技术是指使用微管道处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。利用微流控芯片技术可以完成微液滴的制备，方法是将两种互不相溶的液体，其中的一种液体作为连续相，另一种液体作为分散相，按照一定的流速通入微流控芯片中，在流体剪切力的作用下，将分散相分割成微小体积的液滴分散于连续相液体中。此方法可产生均匀稳定的微液滴，广泛应用于化学和生物医学中。

微气泡具有比表面积大、气含率高、上升速度慢和溶解度快的特点，广泛应用于生物医学、酿酒、废水处理和好氧生物养殖等领域。Terasaka等将微气泡应用于废水处理，利用微气泡比表面积大的特点，加速气体溶解，高效回收废水中的细碳颗粒。近年来关于微气泡的研究和应用得到了越来越多学者的关注，出现了很多产生微气泡的设备和技术，目前制备微气泡的方式有降压或升温成泡、剪切破碎成泡和微孔成泡等。近年来，众多学者对微气泡产生作了一系列的研究，发明了许多气泡发生器，Onari等发明了旋转液体型气泡发生器，利用高速旋转液体的离心作用来产生微气泡。Sadatomi等发明了文丘里气泡发生器，在圆管中部安装一个球体，形成突然缩小的流道，抽吸破碎气体形成微气泡，后来他们对上述文丘里气泡发生器作了改进，用圆孔代替球体、用嵌入式多孔板代替在管壁上开孔，同样能够产生微气泡。发明人发现，上述现有技术制备的微气泡尺寸稳定性较差，且制备过程较为繁琐，装置成本较高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种单相液体驱动的微流控气泡/液滴制备装置和方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种单相液体驱动的微流控气泡/液滴制备装置，包括载玻片、点胶针头、连续相管、储液槽、分散相管，点胶针头的针座底部与载玻片固定连接，储液槽固定在载玻片上，储液槽的开口面对点胶针头，点胶针头垂直于载玻片设置，分散相管的一端伸入储液槽，另一端为自由端，连续相管的一端伸入点胶针头的针座内部，另一端穿过储液槽伸入分散相管。

本发明的单相液体驱动的微流控气泡/液滴制备装置，可以用于制备微气泡和微液滴，微液滴包括油滴或水滴。原理为通过连续相流体流入分散相管，在分散相管内产生微气泡、油滴、水滴，储液槽具有放入分散相液体的作用，储液槽内分散相液体流入分散相管，在分散相管内与连续相液体相遇，产生油滴或水滴。

在一些实施例中，连续相管中通入水相溶液，分散相中不通溶液或通入油相溶液；优选的，水相溶液为SDS水溶液，油相溶液为油溶红、石蜡油溶液；进一步优选的，水相溶液的质量分数为1％-2％，油相溶液的质量分数为0.1％-0.2％。

在一些实施例中，连续相管中通入油相溶液，分散相管中通入水相溶液；优选的，油相溶液为span80、石蜡油溶液，水相溶液为blue O水溶液；进一步优选的，油相溶液的质量分数为1％-2％，水相溶液的质量分数为0.1％-0.2％。

其中油溶红和blue O起染色作用，目的是为了方便观察实验现象，不对本实验结果产生影响。