[发明专利]微流控芯片及其微滴生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，特别是涉及一种微流控芯片及其微滴生成装置。

背景技术

微滴生成技术是基于微流控技术生成微小体积液滴，该技术最小可生成用于微流控芯片的皮升级液滴。微流控芯片己经广泛应用于蛋白质结晶、细胞分析、快速酶反应动力学研究、数字PCR及基因测序等技术领域。微流控芯片包括用于生产样品微滴的微滴生成装置。但是传统技术的微滴生成装置结构都比较复杂，生成的微滴均匀性低、生成过程不易观察且制造成本高。此外，传统技术的微流控芯片不能够进行多种类型的样品微滴的生成和检测。

发明内容

基于此，有必要提供一种结构简便、微滴均匀性高、微滴生成过程易观察控制且能够生成多种样品微滴的微流控芯片及其微滴生成装置。

一种微滴生成装置包括样品传送机构、微滴检测机构及微滴传输机构，用于将连续相样品和分散相样品生成微滴；

所述样品传送机构包括第一连续相传送微通道、第二连续相传送微通道及分散相传送微通道，所述第一连续相传送微通道的末端、所述第二连续相传送微通道的末端与所述分散相传送微通道的末端交叉连通形成微滴生成区域，所述第一连续相传送微通道前端与所述第二连续相传送微通道的前端均用于连接连续相进样装置，所述分散相传送微通道的前端用于连接分散相进样装置；

所述微滴检测机构具有能够供单排样品微滴通过的检测微通道，所述检测微通道位于液滴生成区域后，且所述检测微通道与所述分散相传送微通道相连通；

所述微滴传输机构具有缓冲微通道，所述缓冲微通道具有圆滑的弯曲通道结构，所述缓冲微通道的一端与所述检测微通道连通，所述缓冲微通道的另一端用于连接微滴收集装置，所述缓冲微通道中设有腔室结构，所述腔室结构能够容纳多个所述样品微滴。

该微滴生成装置包括样品传送机构、微滴检测机构及微滴传输机构。通过在样品传送机构中设置第一连续相传送微通道、第二连续相传送微通道及分散相传送微通道的位置关系，可以较好的传输连续相样品和分散相样品，并使其在交叉连通处的微滴生成区域生成均匀性好的样品微滴。通过在微滴检测机构中设置供单排样品微滴通过的检测微通道，能够实时检测样品液滴的大小、间隔、生成频率等参数，可以较好的控制微滴的生成过程。通过微滴传输机构中设置具有圆滑的弯曲通道结构的缓冲微通道，减缓了前端流体的冲击力，避免样品微滴因碰撞挤压发生融合或分裂。此外，还在缓冲微通道中设有可容纳多个样品微滴的腔室结构，该腔室结构不仅能够进一步减缓样品微滴融合或破裂，而且在样品微滴生成频率较高时，能够降低样品微滴的速度，便于观察样品微滴，从而降低了对观察设备的性能要求。

因此，该微滴生成装置结构简便，生成的样品微滴均匀性高，且样品微滴生成过程易观察控制。

在其中一个实施例中，所述第一连续相传送微通道和所述第二连续相传送微通道的内径随着所述连续相样品的流动方向逐渐变小，所述分散相传送微通道的内径随着所述分散相样品的流动方向逐渐变小。通过设置第一连续相传送微通道、第二连续相传送微通道及分散相传送微通道的内径渐变，有效增加两相样品的剪切力，减小外部进样压力，便于控制样品微滴生成。

在其中一个实施例中，所述检测微通道的内径小于2倍液滴直径。通过控制检测微通道的内径尺寸，确保检测微通道内只通过单排样品微滴，更精确的监测每个样品微滴的大小、间隔、生成频率等相关参数。

在其中一个实施例中，所述缓冲微通道的内径大于所述检测微通道的内径。通过控制缓冲微通道的内径，避免样品微滴在检测微通道内堆积，以免影响监测样品微滴相关参数的精确度。

在其中一个实施例中所述第一连续相传送微通道、所述第二连续相传送微通道及所述分散相传送微通道交叉连通的结构为T型通道结构、十字型通道结构或流动聚焦型结构。通过设置样品微滴形成区域的结构为T型通道结构、十字型通道结构或流动聚焦型结，提高生成样品微滴的均匀性。

在其中一个实施例中，还包括样品过滤机构，所述样品过滤机构为设在所述分散相传送微通道、所述第一连续相传送微通道和/或所述第二连续相传送微通道内壁上的凸起结构。通过在分散相传送微通道、所述第一连续相传送微通道和/或所述第二连续相传送微通道内壁上设有凸起结构，能够过滤掉分散相和连续相中的杂质，也可以过滤芯片制作过程中残余的渣滓等，有效的提高生成样品微滴的均匀性。

在其中一个实施例中，所述凸起结构的形状为圆柱体、长方体和正方体的一种或多种。