[发明专利]一种聚集非球形微游泳体的微流管道及一种过滤方法

说明书

本发明一种聚集非球形微游泳体的微流管道及一种过滤方法涉及微流领域，具体涉及一种聚集非球形微游泳体的微流管道及一种过滤方法，包括微流管道本体，所述微流管道本体上设置有用于形成扩张流场的扩张管；所述扩张管包括首端扩张管连接段和末端连接段；所述扩张管的两端分别通过首端扩张管连接段和末端连接段与位于扩张管两侧的微流管道本体相连通；沿流体流动方向，所述首端扩张管连接段的横截面连续增大。本发明结构简单，利用连接在微流管道本体上的且用于形成扩张流场的扩张管，使得流体中的微游泳体富集在扩张管内，从而有利于实现对微游泳体的收集或过滤。

技术领域

本发明涉及微流领域，具体涉及一种聚集非球形微游泳体的微流管道及一种过滤方法。

背景技术

微游泳体指尺寸在亚毫米至微米级别的自身拥有推动力可在流场中游动的个体，包括细菌、精子、微型机器人等。

由于微游泳体应用、存在的流体环境多是动态且复杂的，如何将这类个体从流体中分离是具有挑战性的。一般的滤膜过滤法方只能分离有尺寸差异的个体，且在尺寸较小的微流管道内难以构造，且容易造成堵塞。开发一种利用流场根据个体游泳能力对微游泳体进行收集分离的方法在医药、生物、微流工业等领域具有非常重要的意义及商业价值。

发明内容

本发明目的在于提供一种在连续流动的流体中使微游泳体在特定区域进行富集，以利于后续的收集或过滤等操作的一种聚集非球形微游泳体的微流管道及一种过滤方法。

本发明一种聚集非球形微游泳体的微流管道，包括微流管道本体，所述微流管道本体上设置有用于形成扩张流场的扩张管；

所述扩张管包括首端扩张管连接段和末端连接段；

所述扩张管的两端分别通过首端扩张管连接段和末端连接段与位于扩张管两侧的微流管道本体相连通；

沿流体流动方向，所述首端扩张管连接段的横截面连续增大。

优选地，微流管道本体和扩张管的中心轴线位于同一直线上。

优选地，扩张管的首端扩张管连接段以张角α扩张，张角α取值5-75度。

优选地，微流管道本体为直管，微流管道本体的直径为10-3500微米。

优选地，微流管道本体内流体的流量为0.01 纳升/秒-10毫升/秒。

优选地，在扩张管的轴截面所在平面上，扩张管的末端连接段与所连接的微流管道本体之间的夹角为0-90度。

优选地，同一微流管道本体上设置有至少两个扩张管；

相邻两个扩张管通过中间直管相连。

优选地，同一微流管道本体上设置有至少两个扩张管；

相邻两个扩张管中，后一扩张管的首端扩张管连接段与前一扩张管的末端连接段相连。

或者优选地，扩张管还包括中间扩张管，所述中间扩张管设置在首端扩张管连接段和末端连接段之间，且中间扩张管的一端与首端扩张管连接段相连，另一端与末端连接段相连。

一种过滤方法，该方法用于非球形微游泳体的过滤，将包含非球形微游泳体的流体输入至一种聚集非球形微游泳体的微流管道内，当流体流经扩张管时，首端扩张管连接段的内部区域形成扩张流场，由于扩张管出口处流速低于扩张管进口处流速，扩张流场对处于其中的非球形微游泳体施加沿流速方向的压缩力，该压缩力将使非球形微游泳体的长轴与流速方向垂直，而由于非球形微游泳体的运动方向沿其长轴方向，故非球形微游泳体在扩张流场下沿与流速垂直的方向运动；