[实用新型]一种高效的液滴生成装置

说明书

本实用新型属于液滴微流控技术领域，更具体地，涉及一种高效的液滴生成装置。包括分散相入口层、液滴生成层；还包括由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级连续相分级层、由一个输入端N个输出端呈树状结构连接的两级或多级分散相分级层；其中N为自然数，且大于等于3；每一个分散相分级层的输出端均连接一个分散相入口层，每一个分散相入口层均连接一个液滴生成层；连续相分级层的输出端一一与液滴生成层连接。本实用新型提供的一种高效的液滴生成装置，液体通道各处的情况完全相同，生成的液滴有较好的均一性与一致性，同时，通过分层级设置，有效提高了生产效率。

技术领域

本实用新型属于液滴微流控技术领域，更具体地，涉及一种高效的液滴生成装置。

背景技术

液滴微流控技术是微流控技术领域的一个重要分支，是一种流体以液滴的形式分散于另一种互不相溶流体中，以液滴作为基本的操作和反应单元。液滴微流控具有独特的优势，可广泛应用于生物、化学、材料科学、工程等领域，具有极大的应用前景。例如，目前已经商业化的微滴式PCR可以极大的缩短时间、微液滴作为微反应器可对微量化学物质进行高效检测和筛选、液滴微流控可实现材料高度均一化的制备。

实现微液滴的高效均匀制备是实现微液滴应用的前提，而目前采用微流控技术可实现液滴均匀制备，但是普遍存在效率低下，产量难以满足工业化生产和使用要求，严重制约其广泛应用，尤其是在工程领域的应用。因此非常有必要提高均一液滴的生成效率。

微流控液滴生成技术是利用流动剪切力与表面张力之间的相互作用将连续流体分割成离散的纳升级及以下体积的液滴，液滴于两种流体交叉处形成。目前，提升液滴生成效率往往是通过集中多个结构来提高液滴的产量，在平面结构内，由于空间的限制，集成度还相对比较低，有待进一步提高生成效率；也有利用三维集成结构来提升液滴生成效率，但普遍存在末端结构一致性较差且集成度还是相对较低等问题。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种高效的液滴生成装置，对分散相和连续相均进行了分层级设计，有效提高了生产效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高效的液滴生成装置，包括分散相入口层、液滴生成层；其中，还包括由一个输入端N个位置对等的输出端呈树状结构连接的两级或多级连续相分级层、由一个输入端N个位置对等的输出端呈树状结构连接的两级或多级分散相分级层；其中N为自然数，且大于等于3；每一个分散相分级层的输出端均连接一个分散相入口层，每一个分散相入口层均连接一个液滴生成层；连续相分级层的输出端一一与液滴生成层连接。在生产过程中，可以根据需求选取具体的分散相以及连续相的分级数n，也可以根据生产需求选择每一级的分散相和连续相具体有多少个，分级数以及每一级的个数决定最终的生产效率；通过本实用新型提供的装置，在生产时，只需要一个分散相输入口和一个连续相输入口即可，便能同时生产Nⁿ个液滴，使得生成效率提高到Nⁿ倍，有效提高了生产效率，另外，由于连续相和分散相均只有一个输入口，这样在生产的时候只需要在两个输入口分别使用一个泵即可，这样，各个末端通道的各种情况完全相同，因此各位液滴生成通道内生成的液滴尺寸是一致的。综上所述，本实用新型提供的液滴生成装置，在保证液滴均一性的同时又能保证具有较高的生成效率。

进一步地，所述的液滴生成层的上表面设置有连续相通道，中心处设有导流口，所述的连续相通道由所述导流口的中心向四周呈辐射状分布，每一条连续相通道的末端均设有一个上下贯通的液滴生成通道；液滴生成通道的顶部与分散相入口层连通，底部用于连接液滴收集管道；在所述液滴生成层的内部还设有一条与导流口连通的连续相流入管道；所述的连续相流入管道与连续相分级层的输出端一一对应连接。