[发明专利]基于流动聚焦型的一步法双乳液滴并联生成装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于流动聚焦型的一步法双乳液滴并联生成装置及方法，装置包括流体注射模块、液滴生成模块、液滴表面固化模块以及液滴收集模块；流体注射模块用于向液滴生成模块中输送各相流体；液滴生成模块包括流体分配功能区、液滴制备功能区和辅助功能区；液滴分配功能区用于将各相流体输送到液滴制备功能区对应的各相流体通道内，各相流体在流动聚焦结构内汇集到同一点处后破裂，使得中间相流体包覆内相流体，外相流体包覆中间相流体，生成双乳液滴；生成的双乳液滴经由液滴表面固化模块固化后；通过液滴收集模块收集。本发明的装置可在低成本下实现更稳定和更高的液滴产量，而且结构简单，便于制造，能缩短微流控芯片的制作时间。

技术领域

本发明涉及一种双乳液滴制备装置及制备方法，尤其涉及一种基于流动聚焦型的一步法双乳液滴并联生成装置及方法。

背景技术

近年来，液滴微流控技术是微流控技术领域的一个重要分支，其广泛应用于生物、食品、化工、医药、农业等领域。双乳液滴是一种分散相液滴中包裹着更小液滴的高度结构化流体，中间相液滴在内相液滴的周围形成屏蔽层，隔离内液滴与连续相，通过固化中间相液滴，可将双乳液滴制成胶囊状结构，调节中间相流体的性质，可使胶囊状结构在特定环境下破裂，释放内相流体。双乳液滴的生成方法主要分为一步法和两步法，使用一步法能生成中间相薄的双乳液滴，制备更小的液滴；而两步法却难以形成中间相薄的双乳液滴。当前的一次性成型结构主要有流动聚焦型和同轴环管型，流动聚焦型的加工精度要求较低，而同轴环管型的加工精度要求很高，制造难度大。

微流控技术是在芯片的微流道内操纵流体，最小流道尺寸一般为几十微米，流阻很大，容易堵塞，运行不可靠，同时液滴产量很低；另外，一般的双乳液滴生成芯片的结构复杂，价格昂贵，制约着该技术成熟应用于工业化。中国发明专利(授权公告号为CN106215990B)的说明书中记载了一种规模化制备液滴的微流控模块，该结构采用多级模块化放大策略，模块设计包括并联、堆叠两个放大过程；该结构的流体分配层采用狭小的蛇行通道来确保流体分配效果，但流道随之变长，流阻变大，增加了入口和流道的压强；而且在芯片组堆叠过程中，蛇形分配的设置要按照实现流体均匀分布的准则进行计算校核，增加流道的设计制作难度。因此在低成本下实现更稳定和更高的液滴产量是迫切需要解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于流动聚焦型的一步法双乳液滴并联生成装置，所述一步法双乳液滴并联生成装置可在低成本下实现更稳定和更高的液滴产量，而且结构简单，便于制造，能缩短微流控芯片的制作时间。

本发明的第二个目的在于提供一种用于上述基于流动聚焦型的一步法双乳液滴并联生成装置的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种基于流动聚焦型的一步法双乳液滴并联生成装置，包括流体注射模块、液滴生成模块、液滴表面固化模块以及液滴收集模块，其中，

所述流体注射模块用于向液滴生成模块输送内相流体、中间相流体和外相流体，包括内相流体注射泵、中间相流体注射泵和外相流体注射泵；

所述液滴生成模块包括流体分配功能区、液滴制备功能区和辅助功能区，其中，所述辅助功能区为盖板；所述流体分配功能区包括内相分配层、中间相分配层以及外相分配层；所述液滴制备功能区包括液滴制备层，其中，

所述盖板上设置有内相入口、中间相入口以及外相入口，其中，所述内相入口、中间相入口和外相入口分别通过毛细管与所述内相流体注射泵、中间相流体注射泵和外相流体注射泵连通；

所述内相分配层包括内相进口、内相出口以及用于连通内相进口和内相出口的内相流道；所述中间相分配层包括中间相进口、中间相出口以及用于连通中间相进口和中间相出口的中间相流道；所述外相分配层包括外相进口、外相出口以及用于连通外相进口和外相出口的外相流道；其中，所述内相进口、中间相进口和外相进口分别与所述盖板上的内相入口、中间相入口和外相入口连通；