[实用新型]一种微型流体混合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微槽道的主动混合技术，特别是涉及一种微型流体混合系统。

背景技术

微流控芯片实验室是本世纪一项重要的科学技术，是现代科技文明不可或缺的组成部分，对人类整体文明的发展进程产生了积极的影响。现代科技文明发展的主旋律之一是微型化和集成化，手机越来越小，集成功能越来越多；电脑CPU线宽越来越窄，信息处理能力越来越强。这些以微型或者集成为根本特征的科技成果已经使人们相隔千里就可以无障碍通话，足不出户就可以办公，野外荒郊都可以看电影。后来以此人们开始做出了更多的设想，而微流控芯片实验室就是众多设想之一，其具备将一个生物或者化学实验室微缩到一块只有几平方厘米的薄片上的能力。与传统分析方法相比，微流控芯片具有响应速度快、样品和试剂消耗量少、系统外部连接少、污染少的优点，同时其还可以实时、原位、连续检测，可在微环境下工作。

样品混合是当代化学工业生产和分析化学中一个必不可少的环节，由于纳米生物技术的需求与发展，微流体技术在过去生物微机电、生物芯片等方面得到广泛的应用。因此，实现一种高效的微混合器就成为微化学工艺工程和微芯片实验室的一个重要任务。微混合器通常是作为生物芯片的前处理，例如将酵素与DNA等进行充分混合后，交给微流道输送到PCR处理区域做放大的机制或者做计数的分析。传统的大尺寸流动可以利用流动可以利用搅拌或者其他方式造成湍流来促进混合，而在微系统中，因为流速很慢、尺寸小，导致雷诺数很小，流体会以层流的方式流动，不容易以湍流的形式混合。在具有光滑壁面的直通道中，处于层流状态的两相邻的流体之间的物质交换仅仅通过分子扩散进行，在100微米左右宽度的微通道中，蛋白质溶液如果要达到充分的混合需要几米的轴向距离，这肯定是不切合实际的，因此加速样品的扩散就要增强样品之间的交互运动。如何设计出一种高效率并且稳定的微型混合器，是目前微流体研究方面相当重要的一个课题。

目前已有不同类型微流体混合器，根据有无外界动力源，通常微型混合器分成两大类：主动混合器和被动混合器，它们的主要功能都是快速实现低雷诺数流体的快速均匀混合。

被动式混合方式是指单纯的利用几何形状或是流体特性来产生混合效果，依靠流体之间的分子扩散或混沌对流进行混合，主要实行的方式则是涉及不同的微流道，包括几何形状的改变、流道中设置障碍物等。虽然被动式混合器的涉及都能够在一定程度上提高混合效率，但是这些混合不是很均匀，再就是有些被动混合器只是在比较高的雷诺数下才会有较高的混合效率，当外界条件变化时，不一定能够取得比较满意的效果。而且被动式混合器的几何形状都比较复杂，不便于生产制造。

由于被动式混合方式存在上述的种种问题，也有一些学者在研究中研究了主动式混合器。主动式混合器通常通过流体的横向流动来增强混合效果，具体采用的方法有压电方法、气体动力学方法、声学方法、电渗流、介电泳、磁流体动力学、野地的电润湿方法、侧流对主流的周期性冲击、气泡破裂引起的声学作用力等。然而这些混合方式往往伴随高剪切率、高电压等不利于生物分子生长和存活的因素。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种更加安全可靠且效率更高的微型流体混合系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种微型流体混合系统，包括壳体，所述壳体内设置有混合器，所述混合器设置有第一进液通道和第二进液通道，所述第一进液通道与第二进液通道分别开有第一进液口和第二进液口，所述第一进液口和第二进液口分别连接有穿过壳体的第一导管和第二导管，所述第一进液通道与所述第二进液通道均与混合通道的一端连通，所述混合通道的另一端开有出液口；所述壳体嵌有向壳体内发射光斑的点状光斑激光器，所述点状光斑激光器的出光口位于所述混合器的混合通道上方。

使用时，将需要混合的两种流体分别从第一导管和第二导管流入第一进液管道和第二进液管道，将混合器放在底座上，然后将底座放入壳体内，将底座与调节块抵接，以便精确的控制混合器的位置，然后打开点状光斑激光器，使点状光斑激光器发出的激光聚焦在混合通道上，以便强化两种流体的混合。