[发明专利]一种双向构型微流控液滴生成装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双向构型微流控液滴生成装置及其制备方法，提供一种双向构型微流控液滴生成装置，根据该装置的双向三通管道结构，形成具有双向微流控结构类型的液滴生成装置，仅通过改变水相样本流向，即可切换液滴生成机制，大范围地调控液滴尺寸，提升装置的应该范畴，实现一机多用，经济高效，节约人力和耗材成本，同时本发明的装置依靠简易的原材料及组装步骤而构建了双向三通管道结构的特殊结构，能够有效降低设备成本，缩短工序，解决了传统微流控芯片方案工序复杂、制备周期长、生产成本高、技术门槛高等缺点，可广泛应用于微流控技术领域。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其是一种双向构型微流控液滴生成装置及其制备方法。

背景技术

液滴微流控技术是在微尺度流道内，利用粘性剪切力与表面张力之间的相互作用将连续的流体分割分离成离散的纳升级及以下体积微液滴的一种微流控技术。基于液滴的微流控技术具有试剂消耗低、反应速度快、分析通量高、液滴操作灵活、液滴间无交叉污染等优点，已成为一种广泛应用的多功能工具。微液滴具有比表面积大、体积小、通量高、体系独立等特性，在药物控释、核酸检测、微球材料合成、微胶囊合成、催化剂、化妆品和食品等领域中均有重要应用；另外，微液滴还涉及芯片实验室的应用，被用作微反应器来进行化学和生物化学反应。

但是传统的微流控技术主要在芯片实验室（lab-on-a-chip）上实现，但传统的芯片制造方法复杂而昂贵，阻碍了液滴微流体技术的进一步发展。因此，研究人员正致力于开发一种简单、低成本的新型制造方法，如3D打印，毛细管微流控等新型技术。微液滴的生成依赖于微流道结构，主要分为T型结构（T-junction），流动聚焦型（flow focusing）和共轴聚焦型(Co-flow)等。然而，现有液滴生成方法一般都基于其中一种结构类型进行设计，流道构型和油水两相的物性参数（粘度、密度、表面张力）确定后，只能通过控制油相和水相的流速比来调控液滴尺寸，可控范围较小。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种双向构型微流控液滴生成装置及其制备方法，能够通过改变流体样本的流动方向，分别形成基于共轴聚焦和流动聚焦两种构型的液滴生成机制，可生成纳升至皮升大范围尺度的微流控液滴，提升该装置的应用范围。

本发明实施例的第一方面提供了一种双向构型微流控液滴生成装置，包括：

第一毛细管，所述第一毛细管的前端用于输入连续相流体；

第二毛细管，所述第二毛细管的前端用于输入第一离散相流体或输出流动聚焦液滴；

第三毛细管，所述第三毛细管的前端包裹于所述第一毛细管的后端的外部，所述第二毛细管的后端由所述第三毛细管的前端插入至所述第三毛细管的后端，所述第三毛细管的后端用于输出共轴聚焦液滴或输入第二离散相流体；

密封胶，设于所述第三毛细管的前端；

加压夹具，用于固定所述第二毛细管的后端于第三毛细管的后端的内部中端；

其中，所述第三毛细管的后端包裹于所述第二毛细管的后端的外部两侧形成对称的双通道结构，所述第二毛细管和所述第三毛细管于加压夹具固定处形成双向三通管道结构。

可选地，所述第一毛细管包括软管和硬管。

可选地，所述软管包括聚四氟乙烯毛细管、氟化乙烯丙烯共聚物毛细管、聚醚醚酮毛细管、硅胶毛细管。

可选地，所述硬管包括玻璃毛细管、不锈钢毛细管。

可选地，所述第二毛细管包括聚醚醚酮毛细管、玻璃毛细管、不锈钢毛细管。

可选地，所述第三毛细管包括聚四氟乙烯毛细管、氟化乙烯丙烯共聚物毛细管、聚醚醚酮毛细管、硅胶毛细管。

可选地，所述毛细管前端的直径大于后端的直径，所述毛细管包括第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管。