[发明专利]一种双螺旋型被动式微混合器

说明书

本发明提供了一种双螺旋型被动式微混合器，包括入口通道、混合通道和出口通道，混合通道包括多个依次连接的混合单元，混合单元包括第一子通道、第二子通道、第三子通道和薄片，第一子通道、第二子通道和第三子通道结构都相同，为两圈双螺旋通道，入口通道和第一子通道之间通过薄片连接，第一子通道、第二子通道和第三子通道之间呈65度夹角依次连接，本发明通过多次改变流体的流向，触发涡流，混合单元之间的互相交错增加了流体的剪切，提高了微混合器的混合效率。

技术领域

本发明涉及微混合器技术领域，具体为一种双螺旋型被动式微混合器。

背景技术

微流控芯片分析可以减小样品量、缩短反应时间，同时易于集成，在生命科学、药物分析和化学分析领域具有巨大的应用潜力。微混合器可实现样品在微通道或微腔内的快速均一混合，是微流控芯片的重要组成部分，其混合效果直接影响微流控芯片的分析性能。微混合器可分为主动式和被动式。主动式混合器依靠外部能量增强混合。被动式混合器利用微通道结构的改变提高混合效率。被动式混合器由于其制造成本低、结构简单、不需要额外的部件而受到越来越多的关注。因此，开发高混合效率的被动微混合器对微流控芯片有重要的意义。

被动式微混合器的发展由二维到三维结构的转变。三维微混合器相对于二维微混合器，混合效率有明显提升。研究表明，微流体混合主要依靠分子扩散和混沌对流进行，而混沌对流起主导作用。螺旋式结构微通道可以多次改变流体的流向，流体界面会出现更多的扭曲和涡流，因而增加了流体的扰动和混沌特性，混合效率明显高于其他结构。

基于以上问题，本发明提供了一种双螺旋型被动式微混合器，包括入口通道、混合通道和出口通道，混合通道包括多个依次连接的混合单元，混合单元包括第一子通道、第二子通道、第三子通道和薄片，第一子通道、第二子通道和第三子通道结构都相同，为两圈双螺旋通道，入口通道和第一子通道之间通过薄片连接，第一子通道、第二子通道和第三子通道之间呈65度夹角依次连接，本发明通过多次改变流体的流向，触发涡流，混合单元之间的互相交错增加了流体的剪切，提高了微混合器的混合效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种双螺旋型被动式微混合器，实现流体均匀混合以提高混合效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双螺旋型被动式微混合器，其特征在于，包括入口通道、混合通道和出口通道，所述混合通道包括多个依次连接的混合单元，所述混合单元包括第一子通道、第二子通道、第三子通道和薄片，所述第一子通道、第二子通道和第三子通道结构都相同，为两圈双螺旋通道，所述入口通道和所述第一子通道之间通过所述薄片连接，所述第一子通道、第二子通道和第三子通道之间依次连接，所述第一子通道尾部与所述第二子通道头部相连，所述第二子通道尾部与第三子通道头部相连，所述第三子通道尾部与所述出口通道之间通过所述薄片连接，所述入口通道的出口所在轴线与所述出口通道所在轴线共线。

进一步，作为优选，所述入口通道为T型通道，待混合物质分别从T型通道的两个端口注入。

进一步，作为优选，所述入口通道的尺寸为300μm×300μm。

进一步，作为优选，所述薄片的厚度为100μm。

进一步，作为优选，所述混合单元的数量为3。

进一步，作为优选，所述第一子通道、第二子通道、第三子通道的沟道尺寸都相同。

进一步，作为优选，所述第一子通道、第二子通道和第三子通道之间的交错角度为65°。

进一步，作为优选，所述双螺旋型被动式微混合器采用聚二甲基硅氧烷在模具内浇筑制成。

本发明的有益效果在于：