[发明专利]一种用双水相体系制备聚电解质微囊的微流控芯片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用双水相体系制备聚电解质微囊的微流控芯片，其特征在于：该芯片为上下两层结构，上层为液路部分，由含聚电解质Ⅰ的反应相入口(1)，反应相通道(2)，连续相入口(3)，连续相通道(4)，上层压缩空气入口(5)，含聚电解质Ⅱ的分散相入口(6)，分散相通道(7)，气动阀作用区(8)，液滴运输通道(9)，微囊形成通道(10)，微囊出口(11)组成；

其中含聚电解质Ⅰ的反应相入口(1)经反应相通道(2)和微囊形成通道(10)与微囊出口(11)相连；连续相入口(3)经连续相通道(4)、液滴运输通道(9)和微囊形成通道(10)与微囊出口(11)相连；上层压缩空气入口(5)用于引入控制下层气路的压缩空气；含聚电解质Ⅱ的分散相入口(6)经分散相通道(7)、气动阀作用区(8)、液滴运输通道(9)和微囊形成通道(10)与微囊出口(11)相连；

下层为气路部分，由下层压缩空气入口(12)，气体通道(13)，气动泵阀(14)组成；下层压缩空气入口(12)与上层压缩空气入口(5)位置相对，经气体通道(13)与气动泵阀(14)相连。

2.根据权利要求1所述的一种用双水相体系制备聚电解质微囊的微流控芯片，其特征在于：反应相液体由反应相入口(1)进入芯片，先后经反应相通道(2)、微囊形成通道(10)到达微囊出口(11)。

3.根据权利要求1所述的一种用双水相体系制备聚电解质微囊的微流控芯片，其特征在于：连续相液体由连续相入口(3)进入芯片，先后经过连续相通道(4)、液滴运输通道(9)、微囊形成通道(10)到达微囊出口(11)。

4.根据权利要求1所述的一种用双水相体系制备聚电解质微囊的微流控芯片，其特征在于：分散相液体由分散相入口(6)进入芯片，先后经过分散相通道(7)、气动阀作用区(8)、液滴运输通道(9)、微囊形成通道(10)到达微囊出口(11)。

5.根据权利要求1所述的一种用双水相体系制备聚电解质微囊的微流控芯片，其特征在于：压缩空气由上层空气入口(5)进入芯片，先后经过下层空气入口(12)、气体通道(13)到达气动泵阀(14)；其中的气动泵阀直径为0.5-2mm，其上壁比气体通道上壁薄200-500μm，可在气体鼓吹的情况下发生弹性形变，从而扰动上层液路中的分散相流体。

6.根据权利要求1所述的一种用双水相体系制备聚电解质微囊的微流控芯片，其特征在于：上层芯片反应相通道(2)和微囊形成通道(10)宽度100-400μm，微囊形成通道(10)长1-4cm；连续相通道(4)、分散相通道(7)和液滴运输通道(9)宽度为50-250μm，所有上层芯片通道高度均为100-300μm；下层芯片通道高度和宽度均为：50-300μm。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，该方法为：利用常规软光刻的方法，首先在单晶硅片或无尘玻璃片上制备出SU-8光刻胶的模板，然后将聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚体倾倒在SU-8光刻胶模板上，经80℃加热1-3小时的交联聚合后，制备出PDMS芯片；该芯片基于传统的流动聚焦型微流控液滴芯片，集成了下层的气动泵阀系统而制成。

8.一种利用权利要求1-6任一项所述的微流控芯片制备聚电解质微囊的方法，其特征在于：分散相通道(7)与连续相通道(4)汇聚到液滴运输通道(9)处形成流动聚焦的交叉口；气动泵阀(14)的位置在气动阀作用区(8)的正下方，通过泵阀(14)充气与静息两种状态周期性挤压分散相通道(7)，从而使分散相间断性地进入连续相中，稳定高效地形成水包水液滴；液滴携带的聚电解质Ⅱ在微囊形成通道(10)与反应相携带的聚电解质Ⅰ相遇，在分子扩散的作用下，两种具有相反电荷的聚电解质在液滴表面附近发生静电络合，从而可形成聚电解质微囊。