[发明专利]基于声表面波的微纳米粒子微流控芯片

说明书

本发明涉及微纳米材料领域，提供了一种基于声表面波的微纳米粒子微流控芯片，包含微流控通道层和紧密结合在其下方的压电基底；微流控通道层中具有位于其下部的中空的通道，通道具有主通道、至少两个样品入口通道以及至少三个样品出口通道，各样品入口通道与各样品出口通道之间通过主通道连通；主通道靠近各样品入口通道的一侧为反应区域，靠近各样品出口通道的一侧为分离区域，在主通道的分离区域两侧设置一对相互平行且相对放置的分离叉指换能器组，分离叉指换能器组中的两个叉指换能器与主通道之间呈预设夹角θ。本发明在芯片上使微纳米粒子之间的反应更高效更快速，实现将结合在一起和未结合的微纳米粒子高效高纯度的分离。

技术领域

本发明涉及微流控芯片、生物化学及微纳米材料领域，特别涉及一种基于声表面波的微纳米粒子微流控芯片。

背景技术

微流控芯片又被称作片上实验室，是指一种精确控制和操控微尺度流体的技术，微尺度流体意味着需要更少的样品，占用更少的体积，更快的反应时间，以及更精准更精确的控制。将通常在实验室大型仪器设备上完成的各种生物化学的实验过程在一枚微流控芯片上完成。声表面波应用于微流控芯片上各种粒子的驱动、检测和控制，相对于磁场、电场、机械力等控制方式具有高生物相容性、无侵入性、高灵敏度、泛用性强等优势。

生物化学实验中经常需要将各种微纳米粒子混合使其发生各种生物化学反应，如纳米材料，磁珠，细胞，荧光微球等微纳米粒子，进而实现如磁标记，荧光标记，以及各种材料之间相互结合的反应。从而对微纳米粒子实现相互之间组合及某一种或几种物质的检测等应用。传统的混合方式具有时间长，过程繁琐，混合效率不高等缺点，混合后也较难实现反应后各种粒子的分离。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于声表面波的微纳米粒子微流控芯片，可以在芯片上实现将结合在一起的微纳米粒子和未结合的微纳米粒子高效高纯度的分离。

技术方案：本发明提供了一种基于声表面波的微纳米粒子微流控芯片，包含微流控通道层和紧密结合在其下方的压电基底；所述微流控通道层中具有位于其下部的中空的通道，所述通道具有主通道、至少两个样品入口通道以及至少三个样品出口通道，各所述样品入口通道与各所述样品出口通道之间通过所述主通道连通；所述主通道靠近各所述样品入口通道的一侧为反应区域，靠近各所述样品出口通道的一侧为分离区域，在所述主通道的分离区域两侧设置一对相互平行且相对放置的分离叉指换能器组，所述分离叉指换能器组中的两个叉指换能器与所述主通道之间呈预设夹角θ。

优选地，所述样品入口通道为两个，分别为第一样品入口通道和第二样品入口通道，所述第一样品入口通道具有第一样品入口，所述第二样品入口通道具有第二样品入口。两个样品入口通道则适用于两种样品之间的反应，本发明中优选使用两种样品，在实际应用中，也可以使用两种以上样品进行反应，只需要相应地增加样品入口通道即可。

优选地，所述样品出口通道为三个，分别为第一样品出口通道、第二样品出口通道和第三样品出口通道；所述第一样品出口通道具有第一样品出口，所述第二样品出口通道具有第二样品出口，所述第三样品出口通道具有第三样品出口。两种样品反应后会出现三种粒子：两种粒子结合后的粒子和两种未结合的粒子，三种粒子的分离则需要三个样品出口通道，如果是三种样品的分离则需要相应地增加样品出口通道即可。

优选地，所述预设夹角为0~90°。

优选地，所述压电基底由压电材料制成。

优选地，所述压电材料为铌酸锂晶体、石英晶体或锗酸铋晶体。

有益效果：本发明显著优点在于：