[发明专利]一种基于惯性聚焦分选的微流控芯片

说明书

本发明涉及微流控技术领域，尤其涉及一种基于惯性聚焦分选的微流控芯片，包括载玻片、流道入口、流道体通道和流道出口，所述流道入口、流道体通道和流道出口均设置于载玻片上；所述流道入口和流道出口分别与流道体通道的两端连通。本发明利用直流道和弧形流道组成的流道体通道来加速微米粒子的聚焦，同时根据微粒尺寸差异在流道中发生差异表现，聚焦在直流道中不同的位置，实现高通量的聚焦和分选操作。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，具体为一种基于惯性聚焦分选的微流控芯片。

背景技术

微流控芯片具有样品量小、灵敏度高、分析时间短等优点，因此一直受到广泛的关注并被应用于许多领域，包括疾病诊断、环境监测、化学合成、细胞生物学研究等等。微流控芯片可对样品进行稀释、混合、反应、聚焦、分离、检测等步骤，其中微流控的性能主要取决于聚焦和分选是否高效。目前，惯性微流控技术是一种主要利用流体力学的纯物理方法来实现聚焦和分选的技术。近年来，随着微米粒子研究的不断深入，惯性微流控技术取得了长足进步，在生物医疗行业的细胞分选环节中得到大量应用并发挥着重要作用。伴随微制造技术与惯性微流控技术的结合，惯性微流控芯片发展迅速。

然而，目前惯性微流控芯片在可实现并行操作的前提下，无法满足同时实现高速聚焦和分选；在可同时高速聚焦和分选的情况下，惯性微流控芯片不能实现并行扩展，以处理更多的样品。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于惯性聚焦分选的微流控芯片。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于惯性聚焦分选的微流控芯片，包括载玻片、流道入口、流道体通道和流道出口，所述流道入口、流道体通道和流道出口均设置于载玻片上；所述流道入口和流道出口分别与流道体通道的两端连通。

优选的，所述流道体通道包括多个直流道和多个圆形流道，所述流道体通道的端部均为直流道，多个所述直流道位于同一长度轴线上，所述流道入口和流道出口分别与位于流道体通道两端的直流道连通。

优选的，所述直流道与圆形流道串行交替设置，所述圆形流道以直流道的长度轴线为对称轴对称设置。

优选的，所述直流道的长度为200～600μm。

优选的，所述圆形流道包括两个弧形流道。

优选的，所述弧形流道的内弧曲率半径为200～400微米。

优选的，所述流道出口设有多个。

优选的，多个所述流道出口的宽度不同。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明一种基于惯性聚焦分选的微流控芯片利用流道体通道来加速微米粒子的聚焦，同时根据微粒尺寸差异在流道中发生差异表现，聚焦在直流道中不同的位置，实现高通量的聚焦和分选操作。

进一步的，通过设计微流体通道的结构，在直流道的基础上增加弧形流道，即在惯性升力的基础上引入迪恩力，在惯性聚焦引起的迁移行为过程中，样品中的微粒在经历较短路程后实现良好的聚焦效果，并根据自身的尺寸差别在流道中发生差异表现，聚焦在直流道中不同的位置，满足高通量的聚焦、分选操作的需要，整体结构简单、易于加工生产。

进一步的，交替设置的直流道与圆形流道相较于直流道，可明显加速微米粒子的聚焦。

进一步的，对称设置的圆形流道是为了在一个通道内实现并行操作，提高样品通量和空间的使用效率。

进一步的，对弧形流道的内弧曲率半径进行限定，这是因为在相同流速下，曲率半径的差异导致微粒的聚焦和分选效果会有所不同。在一定范围内，增大曲率半径，微粒的聚焦和分选效果均会增强。