CN205413067U - 用于微流控层流研究的生物芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于微流控层流研究的生物芯片，包括开设在芯片上的中部主通道以及分设在主通道两侧与其相连通的分支通道，主通道的一侧倾斜开设有第一分支通道，其另一侧间隔倾斜开设有第二和第三分支通道，第二、第三分支通道与主通道的连通口分别位于第一分支通道与主通道连通口的前、后位置处；第一、第二分支通道和第三分支通道与主通道之间的夹角均为30~40°。本实用新型的优点在于将分支通道和主通道的夹角设定为30~40°，试验时，在主通道和分支通道内分别加入不同的液体，两侧分支通道中的液体流对中央主通道内液体的剪切应力适度，便于控制主通道内液体流动的宽度，使之形成稳定的层流流态，利于后续的观察分析和研究。
Description
技术领域
本实用新型涉及微流控技术研究用芯片，尤其是涉及一种用于微流控层流研究的生物芯片。
背景技术
微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到微米尺度的芯片上，完成分析全部过程，由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
微流控芯片是微流体技术实现的主要平台，其装置特征主要是其容纳流体的有效结构（通道、反应室和其他功能部件）至少在一个纬度上为微米级尺度。由于微米级的结构，流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能。
采用现有的带有主通道和分支通道的流体控制系统，通过控制分支流道中流体的流速，在放大显像设备下观察中部主通道内液体或气体的回流状态、层流状态或/和离散流状态，可找到实现不同流动状态的微流体控制机械系统的运行条件。但是在实验研究中发现，由于分支通道与主通道之间的夹角为50~80°，即分支通道与主通道之间的夹角过大，分支通道内加入的流体对主通道中的流体剪切应力较大，难以形成较宽的中央流体层流，不利于后续的观察研究和分析。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于微流控层流研究的生物芯片，试验时可形成稳定的层流流态。
为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：
本实用新型所述的用于微流控层流研究的生物芯片，包括开设在芯片上的中部主通道以及分设在主通道两侧与其相连通的分支通道，所述主通道的一侧倾斜开设有第一分支通道，其另一侧间隔倾斜开设有第二分支通道和第三分支通道，所述第二分支通道和第三分支通道与主通道的连通口分别位于第一分支通道与主通道连通口的前、后位置处；所述第一分支通道、第二分支通道和第三分支通道与主通道之间的夹角均为30~40°。
所述主通道和第一、第二、第三分支通道的断面均为深度50~60μm的矩形结构，所述主通道的宽度为250~300μm,第一、第二、第三分支通道的宽度相等，为100~120μm。
本实用新型的优点在于将分支通道和主通道的夹角设定为30~40°，试验时，在主通道和分支通道内分别加入不同的液体，两侧分支通道中的液体流对中央主通道内液体的剪切应力适度，便于控制主通道内液体流动的宽度，使之形成稳定的层流流态，利于后续的观察分析和研究。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1芯片中的中间相和两侧相形成的回流状态示意图。
图3是图1芯片中的中间相和两侧相形成的层流状态示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的用于微流控层流研究的生物芯片，包括开设在芯片1上的中部主通道2以及分设在主通道2两侧与其相连通的分支通道，在主通道2的一侧倾斜开设有第一分支通道3，其另一侧间隔倾斜开设有第二分支通道4和第三分支通道5，主通道2和第一、第二、第三分支通道的断面均为深度50~60μm的矩形结构，主通道2的宽度为250~300μm,第一、第二、第三分支通道的宽度相等，为100~120μm；第二分支通道4和第三分支通道5与主通道2的连通口分别位于第一分支通道3与主通道2连通口的前、后位置处，方便按顺序加入液体，并形成明显的层流流态；第一分支通道3、第二分支通道4和第三分支通道5与主通道2之间的夹角均为30~40°，如果夹角过大，两侧的流体对中央流体的剪切应力加大，难以形成较宽的中央流体层流，如果夹角过小，两侧流体对中央流体的剪切应力较小，难以形成较窄的中央流体层流。
实际试验时，可先将第三分支通道5封闭，选取墨水加入主通道2中，而在第一分支通道3和第二分支通道4中加入甘油，通过固定两侧分支通道内的流体的流动状态，从小到大逐步改变主通道2中的流体流速，即可逐步观察到主通道2中的中间相和第一、第二分支通道内的两侧相形成的回流（如图2所示）和层流（如图3所示）两种不同的流动状态。此时即可对微量流体进行复杂、精确的操作：如控制墨水印记宽度、混合微量流体、化学反应、微量分析等等。
之后，再将第三分支通道5打开，在其中注入水后，本实用新型的生物芯片则可形成三相流体，在主通道2内会形成稳定的四层层流，这时还可对微量流体进行更加复杂、精确的操作。
Claims (2)
1.一种用于微流控层流研究的生物芯片，包括开设在芯片上的中部主通道以及分设在主通道两侧与其相连通的分支通道，其特征在于：所述主通道的一侧倾斜开设有第一分支通道，其另一侧间隔倾斜开设有第二分支通道和第三分支通道，所述第二分支通道和第三分支通道与主通道的连通口分别位于第一分支通道与主通道连通口的前、后位置处；所述第一分支通道、第二分支通道和第三分支通道与主通道之间的夹角均为30~40°。
2.根据权利要求1所述的用于微流控层流研究的生物芯片，其特征在于：所述主通道和第一、第二、第三分支通道的断面均为深度50~60μm的矩形结构，所述主通道的宽度为250~300μm,第一、第二、第三分支通道的宽度相等，为100~120μm。
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| CN201620198799.4U CN205413067U (zh) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | 用于微流控层流研究的生物芯片 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110785373A (zh) * | 2017-11-29 | 2020-02-11 | 积水化学工业株式会社 | 微流控芯片 |
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2016
- 2016-03-16 CN CN201620198799.4U patent/CN205413067U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110785373A (zh) * | 2017-11-29 | 2020-02-11 | 积水化学工业株式会社 | 微流控芯片 |
| CN110785373B (zh) * | 2017-11-29 | 2023-11-17 | 积水化学工业株式会社 | 微流控芯片 |
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