[发明专利]一种用于微气泡分离的声微流控芯片

说明书

本发明涉及一种用于微气泡分离的声微流控芯片。本发明包括T型通道，T型通道一个入口注入连续相，另一个入口注入分散相，连续相和分散相在T型通道交汇后的一段管路旁设置有叉指换能器，所述的叉指换能器产生的声表面波覆盖该管路的直径，使得经过该段管路的分散相在所述的叉指换能器产生的声辐射力作用下一分为二。本发明采用聚焦型叉指换能器，相比于一般的叉指换能器能量不足特点，聚焦型叉指换能器具有的聚焦特性能产生更高的能量，从而使产生的窄声表面波能量更强，更好地将微气泡一分为二。同时本发明通过改变入口端的结构，在入口处增加了一个圆形缓冲区域，避免了因通道压力过大而导致的芯片与基底脱离的情况，增强了整体实验的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种微气泡分离芯片，尤其涉及一种基于叉指换能器的声微流控芯片，属于微流控技术、声表面波技术和微气泡分离技术领域。

背景技术

近年来，微流控技术在科研领域的发展越来越快，影响也越来越大，得到了广泛的关注，而其中微气泡在微流控中的应用也越来越多，微气泡作为一个重要的载体，涉及药物检测，药物输送等诸多应用，所以对于微流控中微气泡的操纵技术开发是十分关键的。

声表面波技术在微流控技术中的应用也是一个热门的方向，目前的技术主要是依靠在压电基底上制作叉指换能器的方法，用声表面波来操纵微气泡。在微通道流体中微粒受到力主要有重力、浮力、声辐射力和斯托克斯力，其主要作用的就是声辐射力，其影响因素主要是声表面波频率的大小和微粒本身的大小，所以当声表面波频率变大时，微粒所受到的声辐射力也会变大。

对于用声表面波来操纵微气泡的应用而言，主要有叉指换能器操纵微气泡移动、微气泡空化破裂、微气泡用于细胞筛选分离等。而对于微气泡本身而言的研究并不是很多，一般的微气泡分离主要是用激光束来分离，但这种方法需要高功率电源、复杂设计的光学元件组合以及流体之间的光学折射率差；而微流控的方法可以克服电学和光学系统的局限性，对于微气泡的分离是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的是针对现有微流控微气泡分离技术手段有限，提供了一种用叉指换能器来分离微气泡的微流控芯片。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

本发明包括T型通道，T型通道一个入口注入连续相，另一个入口注入分散相，连续相和分散相在T型通道交汇后的一段管路旁设置有叉指换能器，所述的叉指换能器产生的声表面波覆盖该管路的直径，使得经过该段管路的分散相在所述的叉指换能器产生的声辐射力作用下一分为二，所述的分散相为空气或者氮气。

进一步说，所述的T型通道的基底采用聚二甲基硅氧烷，所述的连续相和分散相的入口都增设有一个圆形缓冲区域，用于避免流速增大导致而导致的基底脱离。

进一步说，所述的叉指换能器采用聚焦型叉指换能器。

进一步说，所述的聚焦型叉指换能器由溅射在铌酸锂基底上的金属铝构成，铌酸锂基底采用的是128°Y切单抛的晶片，厚度为500微米。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

1、由于现有的微流控系统中微气泡分离的方法一般是采用激光束，这种方法需要高功率光源、复杂设计的光学元件组合以及流体之间的光学折射率差。为了克服电学和光学系统的局限性，本发明新提出了一种用叉指换能器来对微气泡分离的方法，弥补了微流控中对气泡分离手段的不足。

2、采用聚焦型叉指换能器，相比于一般的叉指换能器能量不足特点，聚焦型叉指换能器具有的聚焦特性能产生更高的能量，从而使产生的窄声表面波能量更强，更好地将微气泡一分为二。

3、针对现有的微流控芯片由于流速增大而脱离基底的情况，本发明通过改变入口端的结构，在入口处增加了一个圆形缓冲区域，为由流速增大等情况下造成的通道压力增大预留了空间，避免了因通道压力过大而导致的芯片与基底脱离的情况，增强了整体实验的稳定性。