[发明专利]一种微流体芯片生产乳液或者气泡的方法

说明书

一种微流体芯片生产乳液或者气泡的方法，包括以下步骤：(1)使用工程绘图软件AutoCAD或Clewin5绘制二维平面的微流体管道图；(2)在透明塑料薄膜上打印出管道模板，管道颜色为黑色，其余部分仍为透明塑料薄膜，使用紫外光刻蚀技术刻蚀光固化聚合物SU‑8，在硅片上制备倒模；(3)将倒模放置于敞口的培养皿或者玻璃皿内，使用聚二甲基硅氧烷和固化剂按照10∶1的比例调匀，仔细倾倒于倒模上，使聚二甲基硅氧烷厚度约为3到5毫米，放入70度烘箱加热1小时，固化聚二甲基硅氧烷；(4)揭模得固化后的微流体管道，将微流体管道与玻璃片基底使用紫外等离子体方法键合，得微流体芯片；(5)使用微流体芯片生产乳液或者气泡。

技术领域

本发明涉及微流体、微制造技术领域，具体地说，是涉及一种微流体芯片生产乳液或者气泡的方法。

背景技术

液滴微流体技术已经被广泛应用于许多的化学和生物领域中，由于其对于单一液滴性质的高度可控性，也往往被人们称为“数字化流体”、“可编程的流体”。借助于现代微米、纳米制造技术的发展和进步，人们可以设计并制造出尺寸类似小型电子元件的微流体芯片/平台，来进行对于微液滴的快速控制或者反应。阶梯式乳化(step-emulsification)微流体技术是其中一种得到广泛使用的液滴微流体技术，它根据流体力学中的柏普拉托--瑞利不稳定性原理(Plateau-Rayleigh Instability)，使得乳化的液滴大小均一、尺寸微小，受到了研究者的高度重视。

然而，传统的宏观乳化方式缺乏对于乳液液滴的精确调控，传统的阶梯乳化微流体反应又往往只能在低流速，低流量下运行，为了保证液滴的高度均一性，不得不牺牲了反应的通量。我们在此提出一种全新的微流体管道设计方法，该方法通过集成数条乃至数十条平行的阶梯式微流体管道，可以保证微流体芯片在高通量、高流速下运行，同时兼顾了流体的层流性质，确保了生产的液滴连续、均一、可控，另外我们在微流体通道中加入了微柱状过滤器的设置，可以保证微流体反应不受杂质、堵塞的影响，反应可以持续进行24小时以上。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种微流体芯片生产乳液或者气泡的方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种微流体芯片生产乳液或者气泡的方法，包括以下步骤：

1.使用工程绘图软件AutoCAD或Clewin5绘制二维平面的微流体管道图，设计的最小部件尺寸应不小于5微米；

2.在透明塑料薄膜上打印出管道模板，管道颜色为黑色，其余部分仍为透明塑料薄膜，使用紫外光刻蚀技术刻蚀光固化聚合物SU-8，在硅片上制备出高度为20-30微米的微流体管道的倒模；

3.将步骤(2)得到的倒模放置于敞口的培养皿或者玻璃皿内，使用聚二甲基硅氧烷和固化剂按照10∶1的比例调匀，仔细倾倒于倒模上，使聚二甲基硅氧烷厚度约为3到5毫米，放入70度烘箱加热1小时，固化聚二甲基硅氧烷，作为制作微流体管道的原材料；

4.揭模得到固化后的微流体管道，将固化后的聚二甲基硅氧烷微流体管道与玻璃片基底使用紫外等离子体方法键合，得到微流体芯片；

5.使用微流体芯片生产乳液或者气泡。

进一步地，步骤4中所述微流体通道包括两个进口，一个出口；每个进口包括一个微流体柱状过滤，气液/液液共流喷嘴处包括由多条阶梯型微管道组成的平行集成式微管道。

进一步地，步骤4中微流体芯片全部管道总体高度约为25微米，喷嘴处高度约为5微米，喷嘴宽度约为10微米，喷嘴后方蓄液池管道宽度约为1毫米，过滤柱之间的间隔约为5微米，其余普通管道宽度约为50微米。

本发明的微流体芯片生产乳液或者气泡的方法相比于传统的微流体乳化技术，具有以下

有益效果：