[发明专利]一种基于多孔介质乳化的液滴制备装置及方法

说明书

本发明公开一种基于多孔介质乳化的液滴制备装置及方法，包括油包水液滴生成部及液滴分级部，油包水液滴生成部包括通道件、装载于通道件内的压缩海绵体和固定件，液滴分级部为设有阶梯式狭缝通道的梯度夹层板组件，油包水液滴生成部生成的液滴经移液器转移至液滴分级部进行分级排列，利用常见的材料极大提高了液滴形成的通量、速度和可获得性，并通过梯度狭缝分级显著地改善高通量液滴的均一性，能为微生物培养、微纳合成反应、生化分析和数字化绝对定量检测等领域提供极其低成本、便携式、自动化的液滴形成和检测组件。

技术领域

本发明涉及生化检测领域，尤其涉及一种基于多孔介质乳化的液滴制备装置及方法。

背景技术

微液滴具有体积小、通量高、大小均一、内部稳定、可操控等优点被广泛应用于生物、化学检测分析、医疗诊断、理论计算、材料合成等领域。特别是高通量超快速的液滴生成技术在数字化PCR和单分子无扩增等绝对定量检测中已经成为POCT的关键限制因数。传统的液滴生成是基于微流控芯片，这种液滴生成需要精密注射泵对通道中油相和水相流体流速进行严格的控制生成液滴，其操作需要精确控制。现有液滴方法仍然需要复杂的芯片结构设计，制作加工复杂，同样的，该装置也需要离心装置，难以微型化，不便于POCT检测。值得注意的是，液滴生成都需要对芯片材料或者毛细管进行复杂的亲疏水处理，才能够让液滴摆脱一定的表面张力来完成液滴的制备。总之，基于现有液滴生成方式不可避免的结构复杂或操控难的缺点，不管是基于微振荡还是离心力方式的驱动力都严重制约了液滴POCT检测中简单和便携式的需要。

现有技术也存在一些能够简单的就能够形成液滴的方法，例如振荡法，超声喷雾法等等。然而，这些方法产生的液滴存在变异系数(CV60％)过大的特点，难以用在一些用液滴检测技术来进行数字定量的领域。

总而言之，现在的液滴生成技术难以满足简单、高效、快速而均一的特点。需设计一种结构简单，操作容易的基于疏水多孔介质乳化的超快大规模液滴制备和观察新装置及方法。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于多孔介质乳化的液滴制备装置及方法，有效解决了超高通量的液滴快速制备的微型化、便携化问题。

为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种基于多孔介质乳化的液滴制备装置，包括油包水液滴生成部及液滴分级部，油包水液滴生成部包括通道件、装载于通道件内的压缩海绵体、用以固定所述压缩海绵体于所述通道件内的固定件，液滴分级部为设有阶梯式狭缝通道的梯度夹层板组件，所述阶梯式狭缝通道设有若干喉部，所述梯度夹层板组件的两侧密封，油包水液滴生成部生成的液滴经移液器转移至液滴分级部进行分级排列。

优选地，梯度夹层板组件包括平板片、钝角弯折片、第一限位件、第二限位件，平板片的底部与钝角弯折片的底部贴合，第一限位件用于固定平板片顶部与钝角弯折片顶部，第二限位件用于固定平板片中部与钝角弯折片中部，梯度夹层板组件由顶部到底部形成的狭缝通道宽度梯度减小。

优选地，第一限位件及第二限位件为具有不同厚度的粘合件，第一限位件对应粘合平板片顶部侧边与钝角弯折片顶部侧边，第二限位件对应粘合于平板片中部侧边与钝角弯折片中部侧边，第一限位件的厚度为50-500mm，第二限位件的厚度小于等于0.02mm。

优选地，第一限位件为粘合件，第二限位件为弹性紧固件，第一限位件对应粘合平板片顶部侧边与钝角弯折片顶部侧边，第一限位件的厚度为50-500mm，第二限位件缠绕平板片中部及钝角弯折片中部并按压固定以使得平板片中部与钝角弯折片中部之间形成小于等于0.01mm的狭缝。

优选地，压缩海绵体由聚酯海绵、PDMS海绵、天然海绵中的一种或几种压缩而成，压缩海绵体的密度为5-100kg/m³。

优选地，通道件为漏斗状移液枪枪头、头部有梨形通道的移液枪枪头中的一种，通道件用以连接单通道移液器或多通道移液器。。