CN207899470U - 液滴生成装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种液滴生成装置，包括：液滴生成单元，包括液滴生成池；液滴收集单元，包括密闭的腔体，该腔体通过第一导管连通于所述液滴生成池；真空泵，通过第二导管连通于所述腔体。本实用新型提出了一种负压的液滴生成装置，在保证不污染真空泵的情况下实现了液滴的生成，且形成的液滴大小均匀，生成速率稳定。

Description

液滴生成装置

技术领域

本申请涉及微流控以及生物检测技术领域，特别是涉及一种液滴生成装置。

背景技术

微液滴技术是在微尺度通道内，利用流动剪切力与表面张力之间的相互作用将连续流体分割成离散的纳升级及以下体积的液滴的一种微纳技术。它是近年来发展起来的一种全新的操纵微小液体体积的技术。

微液滴形成的基本过程是：将两种互不相溶的液体，以其中一种作为连续相，另一种作为分散相，分散相以微小体积(10^-15-10^-9L)单元的形式分散与连续相中，形成微滴在通道内运动。

常用的利用水动力法形成液滴的方法有T型通道法、流动聚焦法、共聚焦法。T型通道法是利用两微通道交叉处的几何特点，使待分散相液体的前沿在该交叉处转弯时在连续相剪切力推动下造成的动量变化而失稳来生成液滴。流动聚焦法是使连续相流体从交叉处两侧来挤压分散相液体前沿，并利用液体前沿下游处通道的颈状结构，使该分散相液体前沿发生收缩变形而失稳，从而形成分散液滴。共聚焦法是利用在微通道内嵌入一个毛细管，在毛细管和微通道内分别通入分散相和连续相的一种方法，连续相环绕分散相挤压形成收缩颈，使分散相液体前端失稳，生成液滴。

现有的液滴生成装置多数都是在压力泵的作用下，利用正压，推动连续相和分散相运动，在交叉处形成液滴。利用注射泵(压力泵的正压作用)推动液体运动形成液滴的方法，可能会由于分别作用于连续相和分散相的注射泵压力的不一致性导致加载在连续相和分散相的压力的不同，无法保证形成的液滴的大小的均匀性和一致性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液滴生成装置，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种液滴生成装置，其特征在于，包括：

液滴生成单元，包括液滴生成池；

液滴收集单元，包括密闭的腔体，该腔体通过第一导管连通于所述液滴生成池；

真空泵，通过第二导管连通于所述腔体。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型提出了一种负压的液滴生成装置，在保证不污染真空泵的情况下实现了液滴的生成，且形成的液滴大小均匀，生成速率稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本实用新型具体实施例1中液滴生成装置的原理示意图；

图2所示为本实用新型具体实施例2中液滴生成的原理示意图；

图3所示为本实用新型具体实施例3中液滴生成的原理示意图。

具体实施方式

本申请实施例公开了一种液滴生成装置，包括：

液滴生成单元，包括液滴生成池；

液滴收集单元，包括密闭的腔体，该腔体通过第一导管连通于所述液滴生成池；

真空泵，通过第二导管连通于所述腔体。

进一步地，还包括设置于所述腔体内的液滴收集管，所述第一导管的末端延伸于所述液滴收集管内。

更进一步地，所述第二导管的末端延伸于所述液滴收集管和腔体的内壁之间。

在一实施例中，所述液滴生成单元基于微流控芯片，包括基体以及形成于基体上的微通道，该微通道包括交叉的油相沟道和样品沟道，液滴形成于交叉处并连通于所述液滴生成池。

在优选的实施例中，真空泵采用柱塞泵或蠕动泵。

在一实施例中，所述液滴收集管通过固定架支撑于所述腔体内。

在一实施例中，所述液滴收集单元包括一罐体，该罐体具有一开口，所述开口处密封有一密封盖，所述第一导管和第二导管固定于所述密封盖上。

优选的，所述密封盖为一胶塞。

本申请实施例还公开了一种液滴生成方法，将两种互不相溶的液体，以其中一种作为连续相，另一种作为分散相，分散相分散于连续相中，形成微滴在通道内运动，在通道的出口端施加负压作为分散相和连续相的驱动力。

进一步地，采用T型通道法、流动聚焦法或共聚焦法使得分散相分散于连续相中。

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合图1所示，液滴生成装置包括液滴生成单元10、液滴收集单元20和真空泵30。

进一步结合图1所示，在第一实施例中，液滴生成单元10基于微流控芯片，采用流动聚焦法液滴生成，其工作原理在于：样品在流动的过程中被两股方向相对的油相挤压，形成液滴。

该实施例中，液滴生成单元10包括基体以及形成于基体上的微通道，该微通道包括液滴生成池11、以及交叉的油相沟道12和样品沟道13，液滴形成于油相沟道12和样品沟道13的交叉处并连通于液滴生成池11。

油相沟道12和样品沟道13上分别设置有油相储液池14和样品池15。油相储液池可以预先注满油，也可以通过胶管连接到外部的储油装置。同理，样品池也可以预先注满样品，或者与储存有样本的外部装置相连。

结合图2所示，在第二实施例中，液滴生成单元100基于微流控芯片，采用T型通道法生成液滴，其工作原理在于：样品通道101与油相通道102成直角，在相交处样品的前沿被油相挤压并形成液滴并进入液滴生成池103。

结合图3所示，在第三实施例中，液滴生成单元200基于微流控芯片，采用共聚焦法生成液滴，其工作原理在于：微通道内层是由一个薄的圆形毛细管组成，内部注入样品。油相储液池201中的连续相作用在毛细管圆周方向的力使样品202收缩并在下游形成液滴并进入液滴生成池203。

直接利用真空泵的负压作用形成液滴的方法，虽然保证了连续相和分散相的压力一致性，由于无法精准控制作用时间，还可能会出现液滴进入真空泵造成交叉污染的情况。

有鉴于此，本实施例在真空泵和液滴生成池之间设置了具有真空腔体的液滴收集单元20。

进一步地结合图1所示，液滴收集单元20包括密闭的腔体21，该腔体21通过第一导管40连通于液滴生成池11。

真空泵30通过第二导管50连通于所述腔体21。

具体地，液滴收集单元20包括一罐体22，该罐体具有一开口，开口处密封有一密封盖23，第一导管40和第二导管50固定于密封盖23上。

在优选的实施例中，密封盖23为一胶塞。

该技术方案中，采用胶塞可以实现与开口的快速安装和密封，同时，胶塞可以实现第一导管和第二导管的整体固定。

腔体21内还设置有液滴收集管24，第一导管40的末端延伸于液滴收集管24内。第二导管50的末端延伸于液滴收集管24和腔体21的内壁之间。

该技术方案中，第一导管40的一端放入到液滴收集管中用以在其出口端收集液滴，但是为了避免污染真空泵，第二导管50不能放入到液滴收集管中。

本案中，液滴收集管通过开口可以放置或取出，便于液滴收集后的转移。

在一实施例中，液滴收集管24通过固定架25支撑于腔体21内。

真空泵在接通电源后，开始工作，通过第二导管将腔体中的空气抽出，腔体中的压力变小，逐渐变为真空。在外界大气压的作用下，样品池和油相储液池中的液体被依次吸入液滴生成池中，形成液滴，通过第一导管流入到液滴收集管中。

本案中，可以通过调节真空泵的电压，去调节真空泵的吸力，进一步去调节液滴的大小。

在一实施例中，真空泵采用柱塞泵或蠕动泵。

综上所述，本案的液滴生成装置与现有的装置相比，其效果是非显而易见的，其结构简单，但是可以同时实现以下多个技术效果，对推动该领域技术发展有重大意义：

(1)、通过一个真空泵，解决油相储液池和样品池压力不均匀的问题，而现有技术中，要分别在油相储液池和样品池进口端施加一个注射泵，一是成本高，二是会造成两个通道压力不均；

(2)、本案通过设置的具有真空腔体的液滴收集单元，解决产生单液滴污染的问题；

(3)、液滴收集完成后，收集管取出检测，更换收集管后，不影响芯片继续产生液滴，芯片可以循环使用(现有芯片在线检测，检测完成后芯片作废或者待检测完成后才能继续液滴生成，成本高、效率低)。如果更换样品就要更换芯片。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种液滴生成装置，其特征在于，包括：

液滴生成单元，包括液滴生成池；

液滴收集单元，包括密闭的腔体，该腔体通过第一导管连通于所述液滴生成池；

真空泵，通过第二导管连通于所述腔体。

2.根据权利要求1所述的液滴生成装置，其特征在于，还包括设置于所述腔体内的液滴收集管，所述第一导管的末端延伸于所述液滴收集管内。

3.根据权利要求2所述的液滴生成装置，其特征在于，所述第二导管的末端延伸于所述液滴收集管和腔体的内壁之间。

4.根据权利要求1所述的液滴生成装置，其特征在于，所述液滴生成单元基于微流控芯片，包括基体以及形成于基体上的微通道，该微通道包括交叉的油相沟道和样品沟道，液滴形成于交叉处并连通于所述液滴生成池。

5.根据权利要求1所述的液滴生成装置，其特征在于，真空泵采用柱塞泵或蠕动泵。

6.根据权利要求1所述的液滴生成装置，其特征在于，所述液滴收集管通过固定架支撑于所述腔体内。

7.根据权利要求1所述的液滴生成装置，其特征在于，所述液滴收集单元包括一罐体，该罐体具有一开口，所述开口处密封有一密封盖，所述第一导管和第二导管固定于所述密封盖上。

8.根据权利要求7所述的液滴生成装置，其特征在于，所述密封盖为一胶塞。