[发明专利]一种制备微液滴的加样针以及微液滴的制备方法

说明书

本申请公开了一种制备微液滴的加样针，包括一体注塑成型且相互贯通的储液部和吐液部，所述储液部为朝向所述吐液部的方向径向尺寸逐渐减小的圆台，所述吐液部为远离所述储液部的方向径向尺寸逐渐减小的圆台，所述储液部的锥度为C1，所述吐液部的锥度为C2，且C1≤C2，所述储液部的壁厚为D1，所述吐液部的壁厚为D2，且D1D2。本申请所述的制备微液滴的加样针，通过所述加样针制备微液滴时，由于所述加样针在所述油性液体内做速度变化的周期性往复运动，从而使得所述样品溶液在吐液开口处受到油性液体周期性的剪切力，进而使得所述加样针内的所述样品溶液进入所述油性液体内，实现了大小均一、体积可控的微液滴生成。

技术领域

本申请涉及微流控技术、微尺度材料制备、微反应器以及微分析技术领域，具体涉及一种制备微液滴的加样针以及微液滴的制备方法。

背景技术

微液滴在各领域应用广泛，基于微液滴的微流控技术在单细胞分析、单细胞测序、数字PCR、蛋白质结晶、高通量反应筛选和单细胞功能分选等领域得到了快速的发展与应用。

微液滴的生成是利用互不相溶的两相生成乳化的微液滴，微液滴相被称为分散相，包裹微液滴的相被称为连续相。微液滴生成后可以对其进行分裂、融合、混合、稀释、收集和分选等操作。因此对于微液滴的形状、大小以及单分散性的控制十分重要。

现有技术中，微液滴生成技术主要以下几种。一种是利用微流控芯片生成微液滴，其原理是基于分散相和连续相在微通道中交汇时的界面失稳。根据其驱动力(如重力，离心力，推动力)的不同，其装置的复杂度和操作的繁琐度不同，因此需要熟练的操作人员才可以制作和操作。第二种是利用特殊装置喷射微量液体形成微液滴，如采用压电陶瓷、热激膨胀、高压电喷等特殊的喷射或微液滴激发方式，但是这种方式对微液滴体积的精确调控比较困难，且生物样品可能会受到一定程度的损坏。

发明内容

本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种用于制备大小均一、体积可控的微液滴的加样针。

本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种容易更换和批量使用的用于制备微液滴的加样针。

本申请的另一个主要目的在于提供一种利用所述加样针制备微液滴的方法。本申请的申请人基于申请号为201410655191.5，名称为微管道的液滴的生成方法的中国专利，申请号为201410655309.4，名称为基于微液滴的数字核酸扩增定量分析方法及系统的中国专利，以及申请号为201821013244.3，名称为一种用于微液滴生成的吸头装置，继续研究了本申请，上述专利公开的方法和装置生成的微液滴大小可控且微液滴均一性较好。利用毛细管和一种带有金属毛细管的吸头装置，在毛细管上端集成了储液腔体，可方便进行更换，利用毛细管可直接吸取样品，并通过在油相液面下往复振动生成微液滴。但是这一加样针存在如下问题：为了生成纳升体积微液滴，金属毛细管内径小至100微米，这给加工和组装带来了较大困难，加样针的成本过高；吸取样品液时，由于毛细管阻力较大，容易产生真空和气泡，制约了取液速度，影响液滴生成的均一性；金属毛细管本身的疏水性不够，在生成液滴时，表面容易吸附样品液中的生物分子而变得亲水，导致液滴无法连续生成；而非金属毛细管的加工成本高，刚性弱，无法保证液滴生成的均一性。因此申请人基于上述方法以及装置的缺陷进一步研究了本申请。本申请提供一种可整体注塑生产的无外接毛细管吐液口的新型微液滴制备加样针，利用加样针吐液部加工锥型开口吐液口，解决了直管道加工的困难，可大批量低成本加工；这一设计保证了振动时，吐液部的刚性和振动控制的精准性，实现了低成本的均一纳升液滴制备。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

1、一种制备微液滴的加样针，其特征在于，包括一体成型且相互贯通的储液部和吐液部，所述储液部为朝向所述吐液部的方向径向尺寸逐渐减小的中空圆台，所述吐液部为远离所述储液部的方向径向尺寸逐渐减小的中空圆台，所述储液部的锥度为C1，所述吐液部的锥度为C2，且C1≦C2，所述储液部的壁厚为D1，所述吐液部的壁厚为D2，且D1D2。