[发明专利]一种无鞘液式粒子三维聚焦微流体芯片及其聚焦的方法

权利要求书

1.一种无鞘液式粒子三维聚焦微流体芯片，其特征在于：所述芯片包括互相键合封装的流道层(1)和基底层(2)；所述流道层含有包括入口段(101)、出口段(102)以及堆叠式周期性串联聚焦流道(103)，该聚焦流道采用由直流道和弯流道周期性交替串联而成的微流道结构，串联周期数至少为2个，每个周期内的所述直流道的高度为10μm-500μm，宽度为5μm-450μm，长度为1mm-100mm,直流道的截面为矩形；相邻周期的所述直流道之间的间隔是10μm-2000μm。

2.按照权利要求1所述的一种无鞘液式粒子三维聚焦微流体芯片，其特征在于：每个周期内的直流道的高度为92μm，宽度为69μm，长度为8mm；相邻周期中的直流道之间的间隔是120μm；所述弯流道的弧度为180°。

3.按照权利要求1或2所述的一种无鞘液式粒子三维聚焦微流体芯片，其特征在于：所述流道层采用聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯或环烯烃类共聚物；所述基底层为玻璃或硅片。

4.一种采用如权利要求1或2所述无鞘液式粒子微流体芯片的三维聚焦方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

1)将粒子悬浮液以0.05ml/min-2ml/min的流速从入口段(101)注入微流道结构的第一聚焦周期中的直流道部分，在直流道中的惯性升力作用下，粒子群在截面内进行惯性迁移，并初步排列成两列；接着粒子群进入第一聚焦周期中的弯流道内，迪恩曳力和惯性升力共同把粒子向流道截面中央推挤,并同时把粒子向弯道外侧推移；经过一个弯流道的作用后，粒子群总体上在流道横截面内的分布向弯流道外侧偏移，粒子群在流道两侧的分布开始出现差异；

2)在以下的每一个聚焦周期中，利用相邻的下一聚焦周期中的直流道将粒子在上一周期获得的截面分布差异进行归纳整理，再利用弯流道中的二次流将粒子“赶”到流道外侧，使得直流道两侧的分布密度差异进一步增大；粒子群每经过一次直流道和弯流道的聚焦周期，都会在流道外侧得以聚焦加强，从而最终使原本杂乱分布的粒子群实现无鞘液式粒子单束三维聚焦排列。

5.按照权利要求4所述的一种无鞘液式粒子微流体芯片的三维聚焦方法，其特征在于，所述粒子的粒径为1μm-30μm。