[发明专利]一种用于液滴生成的三维立体微流道芯片结构及制造方法

说明书

本发明公开了一种用于液滴生成的三维立体微流道芯片结构和制作方法，包括上下设置的五个微通道层，第一微通道层和第二微通道层用于第一相和第二相的引入和分流，第三微通道层设有矩阵式排列的混合单元，用于第一相和第二相的混合，第四微通道流程设有与混合单元一一对应的液滴释放单元，用于第一相和第二相混合后形成液滴，第五微流道用于液滴的汇集和引出。本发明解决了平面液滴生成芯片可产液滴较少的问题，应用三维立体的微流道缩小单个液滴生成模块的占地面积，通过矩阵式的排列可实现每小时几升的液滴产量，有望实现年产吨级。

技术领域

本发明属于微加工技术领域，具体涉及一种用于液滴生成的三维立体微流道芯片结构及制造方法。

背景技术

传统液滴采用振荡法、搅拌法、超声波乳化等方法生成，应用在食品、化妆品及药物的定点运输等领域。随着生物检测技术及微纳米材料的快速发展，微纳米级尺寸的液滴开始应用于微分子的生物检测、微型胶囊的制备以及微纳米颗粒的制备等工作。

针对微型胶囊以及微纳米颗粒的制备，如何实现高通量的液滴生成是液滴生成芯片商业化的关键。现有的平面微流体液滴生成芯片以并行阵列化方式增加并行液滴生成模块数量，已实现采用玻璃-硅-玻璃材料，其中单个平面液滴生成模块长1.4mm，宽80um，生成液滴的尺寸21-28um，每小时产量最高达到升量级，液滴的产量有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术方案存在的问题与不足，本发明公开了一种应用于液滴生成的三维阵列式立体微流道芯片结构及制造方法。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

一种用于液滴生成的三维立体微流道芯片结构，

本发明的有益效果为：

1)提出了微流体液滴生成的芯片三维立体阵列式微流道结构及其制造方法，解决了平面微流体液滴生成芯片可产液滴较少的问题，应用三维立体的微流道缩小单个液滴生成流道的占地面积，其中流体剪切处尺寸最小可至1-2um；

2)通过阵列式的三维立体微流道，液滴尺寸在5um至几百um的范围，并可达到每小时几升的液滴的较高产量，有望实现每年吨级的生产。

附图说明

图1为三维立体阵列式微流道结构；

图2为三维立体阵列式微流道结构拆解图；

图3为三维立体阵列式微流道结构截面图；

图4为三维立体阵列式微流道液滴生成示意图(三维图)；

图5为三维立体阵列式微流道液滴生成示意图(截面图)；

图6-12为三维立体阵列式微流道制造工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释。本发明的各附图仅为示意以更容易了解本发明，其具体比例可依照设计需求进行调整。

本实例公开了一种用于液滴生成的三维立体阵列式微流道芯片结构，可参考图1-图3，包括五层微流道层，由下至上分别为第一微流道层100、第二微流道层200、第三微流道层300、第四微流道层400及第五微流道层500。

第一微流道层100具有第一垂直微流道101和第一半开放式平面微流道102；

第二微流道层200具有第二垂直微流道201；

第三微流道层300具有第二半开放式平面微流道301、第三垂直微流道302以及第三半开放式平面微流道303；

第四微流道层400具有第四垂直微流道401和第五垂直微流道402；