[发明专利]一种基于双光纤和对撞流的光流控分选微纳颗粒芯片在审

专利信息
申请号: 202210077828.1 申请日: 2022-01-24
公开(公告)号: CN114453038A 公开(公告)日: 2022-05-10
发明(设计)人: 熊莎;黄一航;甘润菊;黄小芳;麦文硕 申请(专利权)人: 中南大学
主分类号: B01L3/00 分类号: B01L3/00;G01N15/00;G01N21/01
代理公司: 长沙轩荣专利代理有限公司 43235 代理人: 李崇章
地址: 410000 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 光纤 光流控 分选 颗粒 芯片
【说明书】:

发明提供了一种基于双光纤和对撞流的光流控分选微纳颗粒芯片,包括光学分选腔,所述光学分选腔的第一侧通过对撞流道与对撞流入口连接,所述光学分选腔的第二侧布置有至少一个鞘液流入口和样品流入口,所述鞘液流入口、所述样品流入口分别与鞘液流道、样品流道连接,所述鞘液流道与所述样品流道合并后为聚焦流道,所述聚焦流道的中心线与所述对撞流道的中心线在同一直线上,所述聚焦流道与光学分选腔连接,所述光学分选腔的其它侧面还布置有激光发射模组,以及大粒子出口、小粒子出口。本发明结合了光力和微流控技术的优点,通过对光场和流场两个部分进行改进,提高了微纳颗粒的分选效率,保证了分选精度,结构简单,操作简易。

技术领域

本发明涉及光流控芯片技术领域,特别涉及一种基于双光纤和对撞流的光流控分选微纳颗粒芯片。

背景技术

微纳颗粒因为具有独特的物理、化学和生物性质,在许多应用领域扮演着越来越重要作用,例如:DNA检测、药物运输、生化传感技术、先进光谱技术。在所有这些应用中,微纳颗粒的功能与其形貌和尺寸有着很大的相关性。然而,现有的很多合成方法产出来的微纳颗粒有较大的尺寸分散性,不能生产出单一性良好的微纳颗粒,而且生产过程中很容易受到实验条件,比如温度、湿度的影响。因此,亟需一种分离微纳颗粒的方法来得到单一性较高的微纳颗粒,使其可以更好的应用于各种特别的用途。

现有技术中,已有很多种分离方法被应用到微纳颗粒的分离中,例如:离心分离法、电泳分离法、磁泳分离法、化学分离法和尺寸筛选法。通常,离心分离法因其操作简单和产率高成为最常用的分离方法之一。然而离心分离由于分离精度较低限制其进一步的应用。其他方法也由于其自身的局限性很少应用于微纳颗粒的分离。在微纳颗粒中,光力分离已经被证明是十分有效的方法,例如:在静水中分离100nm/150nm和100nm/250nm的金纳米颗粒。现有的基于光力的分选方法中,已经有所应用的包括:基于激光的垂直分离法、贝塞尔光束法、光子晶体分离法、光学层析法。大多数方法只是从光场的部分进行了创新,而应用光力分选微纳颗粒的主要问题在于光力需要足够长的作用时间才能达到分选的效果,所以现有的方法通常是在静止或较低流速的微流控芯片中进行分选,虽然分选的精度很高,但是效率较低,限制其应用范围。提高效率需要在现有的分选方法基础上,对光场和流场两个部分进行针对性的改进。

应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的是:针对上述背景技术中存在的不足,提供一种更高效率分选微纳颗粒的光流控芯片。

为了达到上述目的,本发明提供了一种基于双光纤和对撞流的光流控分选微纳颗粒芯片,包括光学分选腔,所述光学分选腔的第一侧通过对撞流道与对撞流入口连接,所述光学分选腔的第二侧布置有至少一个鞘液流入口和样品流入口,所述鞘液流入口、所述样品流入口分别与鞘液流道、样品流道连接,所述鞘液流道与所述样品流道合并后为聚焦流道,所述聚焦流道的中心线与所述对撞流道的中心线在同一直线上,所述聚焦流道与光学分选腔连接,所述光学分选腔的其它侧面还布置有激光发射模组,以及大粒子出口、小粒子出口。

进一步地,所述光学分选腔为八边形腔。

进一步地,所述鞘液流入口、所述鞘液流道均布置两个,分别为第一鞘液流入口、第二鞘液流入口,所述第一鞘液流入口、所述第二鞘液流入口分别与第一鞘液流道、第二鞘液流道连接,所述聚焦流道中通过两股鞘液流的挤压,形成水力聚焦,将样品粒子限制在中线偏向所述小粒子出口一侧的区域内。

进一步地,所述光学分选腔的宽度为300μm,所述样品流流道宽度为50μm,所述鞘液流道、所述聚焦流道、所述对撞流道的宽度均为100μm。

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