CN210022179U - 一种高效混合萃取集成装置 - Google Patents
一种高效混合萃取集成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210022179U CN210022179U CN201920516728.8U CN201920516728U CN210022179U CN 210022179 U CN210022179 U CN 210022179U CN 201920516728 U CN201920516728 U CN 201920516728U CN 210022179 U CN210022179 U CN 210022179U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- channel
- inlet
- liquid inlet
- separation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 270
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 9
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 9
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 claims description 5
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种高效混合萃取集成装置，属于微流控领域。包括玻璃基片、液体入口Ⅰ、液体入口Ⅱ、液体入口Ⅲ、液体入口Ⅳ、液体出口、液体通道等部件，其中液体通道包括快速混合通道、分离液体通道、拉伸折叠通道，芯片设置在玻璃基片上，液体入口Ⅰ、液体入口Ⅱ、液体入口Ⅲ和液体入口Ⅳ流入的两相液体交汇后与液体通道的入口一端连通，最后经拉伸折叠通道与液体出口相连通，通过快速混合通道进行快速混合，分离液体通道的使用可以使混合液体分成多股液体，且本装置在液体拉伸折叠通道对流体进行充分混合，本实用新型装置结构简单，容易理解，操作简单，方便实用，可控地实现液体运动、内部混合，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高效混合萃取集成装置，属于微流控技术领域。
背景技术
微流控芯片是由微通道形成网络，将反应空间受限在尺寸范围为数十到数百微米的通道内部，可控流体贯穿整个系统，将生物、化学等实验室的，基本功能微缩到一块几平方厘米的芯片上，可以实现多种生物、化学分析过程。在生物、化学、材料等科学实验中，经常需要对流体进行操作，如样品DNA的制备、液相色谱、PCR反应、电泳检测等操作都是在液相环境中进行。如果要将样品制备、生化反应、结果检测等步骤集成到生物芯片上，则实验所用流体的量就从毫升、微升级降至纳升或皮升级，这时功能强大的微流体装置就显得必不可少了。
因此随着生物芯片技术的发展，微流体技术作为生物芯片的一项关键支撑技术也得到了人们越来越多的关注。但是微流体检测及流体实验时往往需要不同时间条件下的流体，来完成需要的工作，现有技术无法解决对流体时间的控制。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效混合萃取集成装置，用于解决现有的多相液体之间反应所需的时间条件及反应速度慢的问题。本实用新型采用PDMS材料制作微通道结构，能够在一定的变形条件下恢复到原来的状态而结构没有发生永久性破坏。本实用新型对液体反应时间有重要的应用价值，可高效的提高两相液体之间的反应效率。
本实用新型采用的技术方案是：一种高效混合萃取集成装置，包括液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅱ2、液体入口Ⅲ3、液体通道4、快速混合通道5、分离液体通道6、拉伸折叠通道7、液体出口8、玻璃基片9、芯片10、液体微通道板11、液体入口Ⅳ12；
所述芯片10设置在玻璃基片9上，所述芯片10上设有液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅱ2、液体入口Ⅲ3、液体入口Ⅳ12、液体出口8，所述芯片10内设有液体通道4，液体通道4为液体从入口至出口的管道，其中包括快速混合管道5、分离液体管道6和拉伸折叠通道7，液体通道4的入口端与液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅱ2、液体入口Ⅲ3、液体入口Ⅳ12四个液体入口连通，两相混合液体通入液体通道4内先经过快速混合通道5，再经过分离液体通道6与拉伸折叠通道7，所述液体通道4的出口端与液体出口8相连通，快速混合通道5的形状与拉伸折叠通道7的形状相同，分离液体通道6内自上而下间隔放置若干块长方体形液体微通道板11。
所述的液体入口Ⅲ3、液体入口Ⅳ12在同一竖直面上，四个液体入口中相邻两液体入口之间的夹角相同。
优选地，所述拉伸折叠通道7、快速混合通道5的形状均为方波信号状，且拉伸折叠通道7的幅值大于快速混合通道5的幅值。
优选地，所述芯片10采用PDMS聚二甲基硅氧烷材料制成。
优选地，所述芯片10长55mm，宽26mm，厚6mm；所述玻璃基片9长67mm，宽33mm，厚6mm。
优选地，所述快速混合通道5和拉伸折叠通道7中通道的宽度相同，且分离通道6的宽度是快速混合通道5宽度的两倍，液体通道4的宽度和快速混合通道5的宽度相同。
优选地，所述分离液体通道6的宽度d5为1mm，液体通道4宽度均d4为0.5mm。
优选地，所述液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅱ2、液体入口Ⅲ3、液体入口Ⅳ12、液体出口8的直径均为1mm，芯片10内所有液体通道高度都为0.3mm。
优选地，最上方液体微通道板11到分离液体通道6上壁的距离与最下方液体微通道板11到分离液体通道6下壁的距离相等，相邻两液体微通道板11之间的间距相等。
优选地，所述液体微通道板11的尺寸宽度d2为0.1mm，长度L为2mm，高度h为0.4mm，相邻两液体微通道板11之间的间距d1为0.15mm，最上方液体微通道板11到分离液体通道6上壁的距离与最下方液体微通道板11到分离液体通道6下壁的距离d3为0.3mm。
本实用新型的有益效果是：
（1）本装置高效提升了两相液体萃取效率，通过传统两相萃取入口改为两水相包裹两油相液体，混合液体从上到下依次为水相油相水相油相，实现互相包裹，从而流进液体通道，并且增加了两相液体的接触面积提高了层流液体萃取的效率，缩短了萃取时间。
（2）本装置拉伸折叠通道部分，通过分离液体通道将两相液体通过液体微通道板分成多股液体，利用拉伸折叠通道与层流液体的反向剪切作用，起到很强的扰流作用，使得混合液体内流体被物理拉伸、折叠或者变向，使它们之间互相包裹，大大提高了两相液体之间的反应效率。在快速混合通道部分中，两相液体经过互相包裹混合后，液体混合更加充分，流进液体通道内。
（3）本装置为了保证芯片的长期使用，以及更容易收集两相液体，芯片上设有液体出口。
（4）本装置中混合液体通过分离液体通道内的多个长方体形结构，分成多股液体流出，使得混合更加充分，大大提高了两相液体的混合效率。
（5）本实用新型使用PDMS聚二甲基硅氧烷材料制作芯片，材料透光性好、生物相容性佳以及良好的化学惰性，该材料韧性比较高，弹性好。
（6）本实用新型装置使用简单，成本低，是一种广泛应用于微流控等领域的聚合物材料。
附图说明
图1是本实用新型装置的芯片整体结构示意图；
图2是分离液体通道内部结构的放大图；
图3是图2沿A-A线的剖视图。
图中各标号：1-液体入口Ⅰ、2-液体入口Ⅱ、3-液体入口Ⅲ、4-液体通道、5-快速混合通道、6-分离液体通道、7-拉伸折叠通道、8-液体出口、9-玻璃基片、10-芯片、11-液体微通道板、12-液体入口Ⅳ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1-3所示，一种高效混合萃取集成装置，包括液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅱ2、液体入口Ⅲ3、液体通道4、快速混合通道5、分离液体通道6、拉伸折叠通道7、液体出口8、玻璃基片9、芯片10、液体微通道板11、液体入口Ⅳ12；
所述芯片10设置在玻璃基片9上，所述芯片10上设有液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅱ2、液体入口Ⅲ3、液体入口Ⅳ12、液体出口8，所述芯片10内设有液体通道4，液体通道4为液体从入口至出口的管道，其中包括快速混合管道5、分离液体管道6和拉伸折叠通道7，液体通道4的入口端与液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅱ2、液体入口Ⅲ3、液体入口Ⅳ12四个液体入口连通，两相混合液体通入液体通道4内先经过快速混合通道5，再经过分离液体通道6与拉伸折叠通道7，所述液体通道4的出口端与液体出口8相连通，快速混合通道5的形状与拉伸折叠通道7的形状相同，分离液体通道6内自上而下间隔放置有若干块长方体形液体微通道板11。
所述的液体入口Ⅲ3、液体入口Ⅳ12在同一竖直面上，四个液体入口中相邻两液体入口之间的夹角相同。
进一步地，所述拉伸折叠通道7、快速混合通道5的形状均为方波信号状，且拉伸折叠通道7的幅值大于快速混合通道5的幅值。
进一步地，所述芯片10采用PDMS聚二甲基硅氧烷材料制成，能够在一定的变形条件下恢复到原来的状态而结构没有发生永久性破坏。
进一步地，所述芯片10长55mm，宽26mm，厚6mm；所述玻璃基片9长67mm，宽33mm，厚6mm。
进一步地，所述快速混合通道5和拉伸折叠通道7中通道的宽度相同，且分离通道6的宽度是快速混合通道5宽度的两倍，液体通道4的宽度和快速混合通道5的宽度相同。
进一步地，所述分离液体通道6的宽度d5为1mm，液体通道4宽度均d4为0.5mm。
进一步地，所述液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅱ2、液体入口Ⅲ3、液体入口Ⅳ12、液体出口8的直径均为1mm，芯片10内所有液体通道高度都为0.3mm。
进一步地，最上方液体微通道板11到分离液体通道6上壁的距离与最下方液体微通道板11到分离液体通道6下壁的距离相等，相邻两液体微通道板11之间的间距相等。
进一步地，所述液体微通道板11的尺寸宽度d2为0.1mm，长度L为2mm，高度h为0.4mm，相邻两液体微通道板11之间的间距d1为0.15mm，最上方液体微通道板11到分离液体通道6上壁的距离与最下方液体微通道板11到分离液体通道6下壁的距离d3为0.3mm。
本实用新型萃取的高效性体现在：两相液体通过液体通道4混合在一起，快速混合通道5可以迅速的将混合液体转移到分离液体通道6，而分离液体通道6中的长方体形液体微通道板11可将混合液体充分进行混合，分成多股液体流出，利用拉伸折叠通道7进行萃取。
所述流体萃取的高效性体现在：通过快速混合通道5的迅速混合，将液体均匀混合，通过分离液体通道6分离成多股液体，通过液体管道的直线部分再次混合。
所述流体通过通道之间的转移过程中，可以快速而充分的混合。
本实用新型可以对流体进行混合，在分离液体管道6内部设置了长方体形液体微通道板11，从而可高效的提高两液体之间的反应效率。
本实用新型的工作原理：
将芯片10放置在玻璃基片9上，首先向液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅲ3中分别注入水相液体，待水相液体充满液体通道4后，再将油相液体从液体入口Ⅱ2、液体入口Ⅳ12中注入，且同时通过液体入口Ⅰ1、液体入口Ⅲ3分别注入水相，油相和水相两相液体共同进入液体通道4内，实现水相油相相互包裹，当两相液体流入快速混合通道5，两相液体快速混合，两相液体流入至分离液体通道6，混合液体通过长方体形液体微通道板11，分成多股液体流出，当多股液体流入至拉伸折叠通道7后，进行多级萃取并向右侧的直线管道流动，最后再进入液体管道4右侧的直线管道内，萃取结束后由液体出口8流出。
本实用新型能有效提高混合效率，液体管道4分别与四个液体入口连接，且从进液口至进入分离液体通道6前，液体先流经快速混合通道5，可以混合更充分，拉伸折叠通道7大大节省了芯片材料且增加了液体通道4的有效长度，而分离液体通道6中长方体形液体微通道板11可以使两相液体充分分离，分离液体可以在液体通道中再次混合，从而提高了两相液体反应的环境及可内部混合和反应，可靠性高，模型简化，容易理解，操作简单方便。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：包括液体入口Ⅰ（1）、液体入口Ⅱ（2）、液体入口Ⅲ（3）、液体通道（4）、快速混合通道（5）、分离液体通道（6）、拉伸折叠通道（7）、液体出口（8）、玻璃基片（9）、芯片（10）、液体微通道板（11）、液体入口Ⅳ（12）；
所述芯片（10）设置在玻璃基片（9）上，所述芯片（10）上设有液体入口Ⅰ（1）、液体入口Ⅱ（2）、液体入口Ⅲ（3）、液体入口Ⅳ（12）、液体出口（8），所述芯片（10）内设有液体通道（4），液体通道（4）为液体从入口至出口的管道，其中包括快速混合通道（5）、分离液体通道（6）和拉伸折叠通道（7），液体通道（4）的入口端与液体入口Ⅰ（1）、液体入口Ⅱ（2）、液体入口Ⅲ（3）、液体入口Ⅳ（12）四个液体入口连通，两相混合液体通入液体通道（4）内先经过快速混合通道（5），再经过分离液体通道（6）与拉伸折叠通道（7），所述液体通道（4）的出口端与液体出口（8）相连通，快速混合通道（5）的形状与拉伸折叠通道（7）的形状相同，分离液体通道（6）内自上而下间隔放置有若干块长方体形液体微通道板（11）。
2.根据权利要求1所述的一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：所述的液体入口Ⅲ（3）、液体入口Ⅳ（12）在同一竖直面上，四个液体入口中相邻两液体入口之间的夹角相同。
3.根据权利要求1所述的一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：所述拉伸折叠通道（7）、快速混合通道（5）的形状均为方波信号状，且拉伸折叠通道（7）的幅值大于快速混合通道（5）的幅值。
4.根据权利要求1所述的一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：所述芯片（10）采用PDMS聚二甲基硅氧烷材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：所述芯片（10）长55mm，宽26mm，厚6mm；所述玻璃基片（9）长67mm，宽33mm，厚6mm。
6.根据权利要求1或3所述的一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：所述快速混合通道（5）和拉伸折叠通道（7）中通道的宽度相同，且分离液体通道（6）的宽度是快速混合通道（5）宽度的两倍，液体通道（4）的宽度和快速混合通道（5）的宽度相同。
7.根据权利要求6所述的一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：所述分离液体通道（6）的宽度d5为1mm，液体通道（4）宽度均d4为0.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：所述液体入口Ⅰ（1）、液体入口Ⅱ（2）、液体入口Ⅲ（3）、液体入口Ⅳ（12）、液体出口（8）的直径均为1mm，芯片（10）内所有液体通道高度都为0.3mm。
9.根据权利要求1所述的一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：最上方液体微通道板（11）到分离液体通道（6）上壁的距离与最下方液体微通道板（11）到分离液体通道（6）下壁的距离相等，相邻两液体微通道板（11）之间的间距相等。
10.根据权利要求9所述的一种高效混合萃取集成装置，其特征在于：
所述液体微通道板（11）的尺寸宽度d2为0.1mm，长度L为2mm，高度h为0.4mm，相邻两液体微通道板（11）之间的间距d1为0.15mm，最上方液体微通道板（11）到分离液体通道（6）上壁的距离与最下方液体微通道板（11）到分离液体通道（6）下壁的距离d3为0.3mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920516728.8U CN210022179U (zh) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | 一种高效混合萃取集成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920516728.8U CN210022179U (zh) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | 一种高效混合萃取集成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210022179U true CN210022179U (zh) | 2020-02-07 |
Family
ID=69359741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920516728.8U Expired - Fee Related CN210022179U (zh) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | 一种高效混合萃取集成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210022179U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113996362A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-02-01 | 郑州轻工业大学 | 一种基于聚焦声表面调控的液滴融合微流控装置及方法 |
| CN114307247A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-12 | 重庆安全技术职业学院 | 一种透过式固相微萃取微流控装置 |
-
2019
- 2019-04-17 CN CN201920516728.8U patent/CN210022179U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113996362A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-02-01 | 郑州轻工业大学 | 一种基于聚焦声表面调控的液滴融合微流控装置及方法 |
| CN114307247A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-12 | 重庆安全技术职业学院 | 一种透过式固相微萃取微流控装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105457695B (zh) | 可逆微流控芯片夹具 | |
| Basuray | Microfluidics: technologies and applications | |
| US8895292B2 (en) | Microfluidic chip devices and their use | |
| US20150125947A1 (en) | Microfluidic device | |
| CN103861668A (zh) | 一种基于气动微泵和微混合器的微流控芯片 | |
| CN210022179U (zh) | 一种高效混合萃取集成装置 | |
| CN109289951B (zh) | 液滴分裂微流控芯片及应用 | |
| CN103736528A (zh) | 一种用于试剂混合及微液滴、微液柱制备的微流控芯片 | |
| CN109746059B (zh) | 微液滴生成系统 | |
| CN109012774B (zh) | 液滴生成装置、液滴微流控芯片及应用 | |
| CN108771884B (zh) | 一种复合式混合萃取装置及方法 | |
| CN110124758B (zh) | 微流控芯片的进样腔及单指标微流控芯片 | |
| CN209646393U (zh) | 一种非同心圆o形通道微流体混合器 | |
| CN113058669A (zh) | 一种可按需定制的共轴聚焦微通道一体化装置和方法 | |
| CN109622078B (zh) | 一种用于非牛顿流体中颗粒单一位置富集的微流控芯片 | |
| CN101275926B (zh) | 一种专用微流控芯片及其单次加样连续分离电泳方法 | |
| CN111760600B (zh) | 一种微流控芯片及其制备方法与细胞分选方法 | |
| CN107694651A (zh) | 可逆微流控芯片夹具 | |
| CN105214546A (zh) | 一种基于脉动流的震荡射流式微混合器 | |
| CN202315775U (zh) | 一种微混合装置 | |
| CN216093735U (zh) | 一种锯齿形直通道微混合器 | |
| CN200982977Y (zh) | 一种用于集成固相萃取柱的微流控芯片 | |
| CN102500266A (zh) | 一种用于高粘度溶液的快速微混合装置 | |
| CN116037228A (zh) | 用于核酸提取的微流控囊袋、流体样本处理装置 | |
| CN2552003Y (zh) | 一种微流控芯片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200207 Termination date: 20210417 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |