[发明专利]一种基于卡门涡街的微液滴生成芯片

说明书

本发明公开了一种基于卡门涡街的微液滴生成芯片，其本体内设有微流道，微流道设有流体分隔部和绕流柱，流体分隔部设有朝向微流道的下游的开口，流体分隔部使微流道分隔为中部流动区和位于中部流动区两侧的侧边流动区，本体设有第一进液口和第二进液口，第一进液口用于向中部流动区注入液体，第二进液口用于向侧边流动区注入液体，绕流柱设置在流体分隔部的下游方向并与流体分隔部的开口相对，绕流柱与流体分隔部之间留有足够间隙使中部流动区和侧边流动区的混合来流经过绕流柱形成卡门涡街。本发明利用卡门涡街的涡旋周期性脱落现象，达到快速的制备微液滴的目的，芯片结构简单，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种微液滴生成芯片，特别是涉及一种基于卡门涡街的微液滴生成芯片。

背景技术

微液滴在胶体颗粒合成、高分子材料合成、生物学、医学检测和食品科学等领域都有巨大的应用市场。传统微液滴的制备方法通常包括：高速搅拌法、逐层沉积法、膜乳化法和界面聚合法等，这些方法通常需要多级处理和特定的乳液合成配方，并且无法实现对复杂结构微液滴的壳层厚度或内部腔室结构及其组分的精确调控。此外，由于传统合成工艺所用的剪切力可变性高，导致生成微液滴的尺寸差异较大。

为了克服传统制备微液滴方法的缺陷与不足，近年来许多领域的学者都在研究如何利用微流控芯片技术来快速精确的制备微液滴，其中有很多方法已经在实验室得到了充分的验证。其中主流的微流控芯片中生成结构包括：T型结构、流动聚焦结构和共聚焦结构。对比于传统微液滴的制备方法，利用微流控芯片制备微液滴具有1、试剂耗量少；2、避免交叉污染；3、生成微液滴尺寸可控以及误差小等特点。但是这些结构仍存在着不足，主要是所生成的微液滴的位置都会在同一水线平方向上(参见图1至图3所示)，这种情况会导致微液滴在后续的流动中会有相互融合形成新的更大尺寸的微液滴的现象，不利于实际工业的生产，所以目前主流的几种方法无法彻底满足工业生产中的需求。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于卡门涡街的微液滴生成芯片，减少生成的微液滴的融合现象，丰富微流控芯片制备微液滴的方法以更加的符合工业生产的需求。

本发明技术方案如下：一种基于卡门涡街的微液滴生成芯片，包括本体，所述本体内设有微流道，所述微流道设有流体分隔部和绕流柱，所述流体分隔部设有朝向所述微流道的下游的开口，所述流体分隔部使所述微流道分隔为中部流动区和位于所述中部流动区两侧的侧边流动区，所述本体设有第一进液口和第二进液口，所述第一进液口用于向所述中部流动区注入液体，所述第二进液口用于向所述侧边流动区注入液体，所述绕流柱设置在所述流体分隔部的下游方向并与所述流体分隔部的开口相对，所述绕流柱与所述流体分隔部之间留有足够间隙使所述中部流动区和侧边流动区的混合来流经过所述绕流柱形成卡门涡街。

进一步地，所述流体分隔部由所述微流道的底面延伸至顶面，所述绕流柱由所述微流道的底面延伸至顶面。顶天立地的流体分隔部能切实可靠的分隔两个流动区的流体，使两种流体在流体分隔部的开口和绕流柱之间的微流道内形成稳定的环状流，顶天立地的绕流柱能保证环状流完全的流经卡门涡街生成结构的侧面以利于卡门涡街的生成。

进一步地，为了更容易地生成卡门涡街，所述绕流柱为圆柱体。

进一步地，所述绕流柱的横截面宽度为所述微流道的宽度的1/4～1/2。

进一步地，所述微流道的下游端在所述本体的一侧面形成微液滴收集端口。

进一步地，所述本体包括上基板和下底板，所述下底板上设有凹槽，所述上基板与所述下底板盖合时，所述凹槽构成所述微流道。

进一步地，所述第一进液口和第二进液口设置于所述上基板。

本发明所提供的技术方案的优点在于：