CN212560181U - 一种微液滴的传送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微液滴的传送装置，其特征在于，其包括：用于与微液滴产生结构流体连通的液滴输出通道，其中，该液滴输出通道与微液滴产生结构上的液滴导出通道连接，且该液滴输出通道在水平位置上高于微液滴产生结构上的液滴输出通道。通过该装置，可以实现自动传输液滴，从而避免了传统方式对液滴的污染和损坏。

Description

一种微液滴的传送装置

技术领域

本实用新型属于微液滴系统，特别的，属于用于传输和收集液滴的装置。

背景技术

作为“微型反应器”，液滴微流体具有多种独特功能，彻底改变了生物和化学实验室中的传统移液器，烧杯，试管或烧瓶。其特点包括高通量，试剂消耗量少，封闭系统，杜绝污染，快速响应，自动处理和用于平行反应的分离。在过去的十年中，随着爆炸性的进展，液滴微流控已广泛参与化学，生物方面的应用和材料合成。通常，在液滴微流控的应用中，液滴可以用作：(a)用于并行反应和生物学和化学分析的微反应器，以及(b)在材料科学中用于制备功能性颗粒或胶囊的模板。

在液滴微流控的应用中，液滴收集会是一个常规性的实验动作。例如在数字 PCR的实验流程中，将生成的液滴收集于出口的孔中，然后通过液枪将液滴吸出进行转移。这样的操作有三个方面的不足，1.使用不方便，手动操作容易引入人为误差，造成最终液滴数不一样；2.用液枪转移容易造成液滴融合；3.转移过程会有污染发生。

这就需要进一步的对传统技术做出改进，避免传统技术的一些技术缺陷。

实用新型内容：

为了解决传统技术的问题，本实用新型提供一种微液滴的传送装置，通过该装置，可以进行液滴的自动传送，实现液滴的运输和传送，避免了污染，同时也避免了液滴的融合等问题。

本实用新型提供如下的解决方案。在一方面，提供一种用于传送微液滴的装置，其包括：用于与微液滴产生结构流体连通的液滴输出通道，其中，该液滴输出通道与微液滴产生结构上的液滴导出通道连接。这样当产生液滴的结构生成液滴后，随着液滴出口流到液滴输出通道的入口，进入传输通道中或者传输通道的腔中。

在一些方式中，该液滴输出通道在水平位置上高于微液滴产生结构上的液滴输出通道。这样，如果液滴的密度小于油相的密度，产生的液滴就自动漂浮在油相上，或者从油相中上浮到油相的表面上，液滴就自动进入到传输腔中。有利于液滴生成后悬浮或漂浮在油相上方并通过连接的管道自动溢出。在一些方式中，传输通道中包括油相，这些油相物质一般是来自于液滴产生结构中的，在产生液滴的结构中，液滴一般是位于油相中或者与油相混合，一旦通过出口进入到传输通道中，液滴一般是漂浮在油相上。随着液滴产生的数量增多，传输装置中就会有更多的液滴，从而随着液滴的增多，会溢出传输通道的出口。

在一些方式中，该装置还包括：用于与微液滴产生结构流体连通的油相通道，用于与微液滴产生结构流体连通的水相通道。这些通道通过产生结构流体连通，这样当气压施加的时候，可以促使液滴从产生结构的出口进入到传输通道的入口。

在一些方式中，所述的油相通道，水相通道以及液滴输出通道通过微液滴产生结构流体连通。

在一些方式中，所述的液滴输出通道与液滴导出通道连通，其中液滴输出通道的开口位于液滴导出通道的开口的水平位置之上。

在一些方式中，所述的油相通道，水相通道以及液滴输出通道被集成在一起作为一个整体的结构。

在一些方式中，所述的油相通道包括油相入口和油相出口；水相通道包括水相入口和水相出口；液滴输出通道包括液滴入口和液滴出口；其中，油相出口和水相出口以及液滴入口处于一个平面内，或者，油相入口和水相入口处于一个平面内。

在一些方式中，所述的油相出口与液滴产生结构的油相入口连通；水相出口与液滴产生结构的水相入口连通，液滴出口与液滴产生结构的液滴出口连通。

在一些方式中，所述的液滴输出通道的液滴出口的位置在竖直方向上低于液滴的入口。

在一些方式中，所述的装置包括液滴产生结构，所述的液滴产生结构与收集装置为一体结构。

在一些方式中，所述的液滴产生结构包括油相通道和水相通道，其中油相和水相通道交汇处用于液滴的产生。

在一些方式中，所述的收集装置的油相通道包括多个，对应的，水相通道包括多个，而液滴输出通道也包括多个，其中多个油相中的每一个油相通道与多个水相通道中的每一个通道以及多个液滴通道中的每一个液滴输出通道一一对应。

在一些方式中，所述的液滴产生结构中包括多个液滴产生单元，每一个液滴单元之间液体不相互连通。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的一种微液滴传送装置具有液滴生成芯片不断生成液滴，通过传输通道将液滴传输至收集装置的传输腔体中，液滴生成后悬浮或漂浮于传输腔体上方，通过连接的管道流入储存容器中，实现自动收集的功能。本实用新型的一种微液滴传送装置有效的避免了传统方法中转移步骤造成污染，减小了人为误差。

附图说明

图1是本实用新型的一个具体实施方式的结构原理示意图。

图2是本实用新型的一个具体实施方式的产生液滴结构的原理示意图。

图3是本实用新型的一个具体实施方式中的液滴传输装置的立体结构示意图。

图4是本实用新型的一个具体实施方式中的液滴传输装置与产生液滴结构的立体爆炸结构示意图。

图5是本实用新型的一个具体实施方式中的产生液滴结构的结构示意图。

图6是本实用新型的另一个具体实施方式中的产生液滴结构的结构示意图。

图7是本实用新型的另一个具体实施方式中的液滴传输装置与产生液滴结构组合的剖面示意图。

图8是本实用新型的另一个具体实施方式中的液滴传输装置与产生液滴结构组合的剖面图的爆炸结构图。

具体实施方式

以下说明仅仅是举例的方式对本实用新型的如何实现进行说明，这些说明并不能对本实用新型的范围构成任何的限定。

例如图1是本实用新型的一个具体方式的结构原理图。该传送装置包括一个通道13，该通道包括一个入口131，该入口与液滴产生装置的液体出口103 连通。在传送通道包括另一个出口132，该出口用于向一个存储装置传输液滴20。在一些优选的方式中，传输通道的入口131的位置在水平面上高于液滴产生器出口103的位置，就是液滴可以从103的位置沿着竖直方向反向重力的作用运动。在一些优选的方式中，液滴是油包液的形式，例如液一般指的水相或者水溶液，或者样本溶液等。而且形成油包液的液滴的密度小于油相的密度，所以都漂浮或者悬浮在油相上或则油相里。当这些液滴与油相一起运动到液滴产生装置的出口的时候，都是漂浮在通道的油相上，随着液滴的增多，这些液滴都填充在传输通道132中，继续随着液滴的增多，逐渐填充满整个通道。这样溢出通道132的液滴就可以被自动收集到存储容器中，例如PCR试管或者其它任何容器中。在一些优选的方式中，传输液体的通道可以为任何形式的腔体，只要满足一端的开口131和产生液滴的元件的液滴出口103连通就可以了，而另外一端的开口是传输通道的出口，可以是任何形式的出口。在一些方式中，在传输通道的入口和出口之间具有一个腔体结构，可以容纳一定数量的液滴。在一些方式中，与传输通道的出口来连接有一个管道，该管道可以是微流通道，该通道的直径与液滴的直径相差不大，大于或者稍微大于液滴的直径，能够让单个液滴通过。例如如图1 所示，在腔体132的地方具有一个微通道14与该腔体连通，这样可以让液滴通过微通道14进行传输，从而通过微通道的出口132流入到存储容器中。给予上面的讨论，油包液的液滴的密度小于油的密度，所以都漂浮在油相上，随着液滴的增多，液滴会填充满整个腔体132，从而随着数量的增多，液滴就会通过微通道14排出到存储容器中。

这里的存储器的定义是可以暂时存储的容器，也是可以定义为用于进行微液滴反应的容器，例如PCR试管，在PCR试管具有一定数量的液滴后，放入PCR仪器进行循环反应，然后在进行结果测试。当然，也可以放入另外的液滴存储容器中，该存储容器可以直接进行相应的反应，然后反应完后直接通过该存储容器进行结果测试。例如图1中的PCR管15是用来存储液滴并进行循环反应的。

在一些方式中，液滴产生结构包括油相入口和水相入口，在油相和水相交汇处形成液滴。例如图2和图5和6中，就是具体产生液滴的结构。在一些方式中，具有一个水相入口和一个油相入口，然后具有一个液滴出口。这些结构都布置在液滴产生结构中用来产生所需要的液滴。这里产生液滴的结构可以称之为产生液滴的芯片。在一些方式中，具有多个水相入口，这些水相入口可以包括样本入口，稀释样本的溶液，裂解液、反应所必须的水溶液，例如酶、引物等等。例如如图4所示，在液滴产生的结构包括多个油相入口101和多个水相入口102，对应的，这些多个油相入口可以分别和油相输入通道11连接，多个水相入口102 可以分别和多个水相输入通道12连接。这样，油相和水相通过这些通道输入到液滴产生的结构中，利用如图2和5-6所示的结构就可以产生液滴。这些液滴就通过输出通道1031运送到液滴传输通道13或者传输腔体132中。如图5和6 所示，产生的液滴，当为油包液的时候，油相和液滴一起在通道1031中运输，当通过出口103输入到通道13的腔体中的时候，由于液滴的密度与油相的关系，会漂浮在油相上，随着液滴的增大，越来越多的液滴就填充到腔体132中。

可以理解，如图4中的液滴产生结构中，水相可以是多个，这样水相的入口就会有多个入口，相应的，就有多个对应的水相输入通道，这些多个水相输入通道和入口和油相一起产生一种液滴。当然，多个液滴产生结构可以设置在一个液滴产生结构中，例如图4所示，在该液滴产生结构中，有8个油相输入口， 8个水相输入口，就会有8个液滴产生结构，这8个液滴产生结构是相互独立存在的，不会存在流体的交换。这样，就会同时产生8个相同或者不同的液滴。当产生液滴的需求不同的时候，例如液滴的尺寸、液滴的反应目的、反应试剂等等不相同的时候，可以通过并列的的相互独立的液滴产生结构一起产生。

在一些方式中，液滴传输通道和油相输入通道和水相输入通道集合在一起成为一个整体结构。例如在图3,4,7-8中，液滴传输通道13，油相输入通道11和水相输入通道12集成在一个整个结构100，该结构中，包括多个油相输入通道和多个水相输入通道以及多个液滴传输通道，这些通道分别与液滴产生结构的油相入口、水相入口和液滴出口连接。例如图7和8中，油相输入通道11具有油相出口111与液滴产生结构的油相入口101连接用于传输油相到液滴产生结构中，水相通道12的出口122与液滴产生机构的水相入口102连接用于传输水相到液滴产生结构中；同样，液滴产生结构的液滴出口103和液滴传输通道13连接用于传输液滴到液滴产生结构之外的地方。之外的地方就类似试管或者PCR管1 5中的结构。

实际上，液滴传输通道类似一个中间结构，把液滴产生机构10上产生的液滴自动传输到容器中。这种容器可以是反应容器。这样就不用移液装置手动传输，避免了传统用移液枪进行液滴传输的诸多缺陷。

为了控制液滴的数量，一般在油相输入通道11和水相输入通道12都会施加一定的压力，该确定该压力的情况下，可以计算单位时间产生液滴的数量，而从传输通道13中的微通道14中输入的液滴数量也是可以通过时间计算的。当然，还可以是，在收集液滴的时候，提前算好需要收集的油和液滴的体积，然后根据微流控液滴生成芯片和所使用的油相水相，算好油水比例，然后在设计出口处留下足够多的空间来收集液滴。

Claims (16)

1.一种微液滴的传送装置，其特征在于，其包括：用于与微液滴产生结构流体连通的液滴输出通道，其中，该液滴输出通道与微液滴产生结构上的液滴导出通道连接，且该液滴输出通道在水平位置上高于微液滴产生结构上的液滴输出通道。

2.根据权利要求1所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，该装置还包括：用于与微液滴产生结构流体连通的油相通道，用于与微液滴产生结构流体连通的水相通道。

3.根据权利要求2所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，所述的油相通道，水相通道以及液滴输出通道通过微液滴产生结构流体连通。

4.根据权利要求2所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，所述的液滴输出通道与液滴导出通道连通，其中液滴导出通道的开口位于液滴输出通道的开口的水平位置之上。

5.根据权利要求2所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，所述的油相通道，水相通道以及液滴输出通道被集成在一起作为一个整体的结构。

6.根据权利要求5所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，油相通道包括油相入口和油相出口；水相通道包括水相入口和水相出口；液滴输出通道包括液滴入口和液滴出口；其中，油相出口和水相出口以及液滴入口处于一个平面内，或者，油相入口和水相入口处于一个平面内。

7.根据权利要求6所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，所述的，油相出口与液滴产生结构的油相入口连通；水相出口与液滴产生结构的水相入口连通，液滴出口与液滴产生结构的液滴出口连通。

8.根据权利要求6所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，液滴输出通道的液滴出口的位置在竖直方向上低于液滴的入口。

9.根据权利要求2所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，其中所述的装置包括液滴产生结构，所述的液滴产生结构与收集装置为一体结构。

10.根据权利要求9所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，所述的液滴产生结构包括油相通道和水相通道，其中油相和水相通道交汇处用于液滴的产生。

11.根据权利要求9所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，所述的收集装置的油相通道包括多个，对应的，水相通道包括多个，而液滴输出通道也包括多个，其中多个油相中的每一个油相通道与多个水相通道中的每一个通道以及多个液滴通道中的每一个液滴输出通道一一对应。

12.根据权利要求9所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，在液滴产生结构中包括多个液滴产生单元，每一个液滴单元之间液体不相互连通。

13.根据权利要求1所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，其中所述的液滴输出通道包括一个用于容纳液滴的腔体。

14.根据权利要求13所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，其中所述的容纳液滴的腔体与输出液滴的微通道连通，利用微通道把液滴运输到存储容器中。

15.根据权利要求14所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，其中所述的微通道连通的直径大于或者等于液液滴的直径。

16.根据权利要求14所述的一种微液滴的传送装置，其特征在于，所述的存储容器包括PCR反应试管。

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