一种同轴毛细管微流控芯片及其制备方法专利检索-软件固件电脑零配件专利检索查询-专利查询网

一种同轴毛细管微流控芯片及其制备方法

阅读：857发布：2024-01-08

专利汇可以提供一种同轴毛细管微流控芯片及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于微流控芯片技术领域，具体是一种新型同轴毛细管微流控芯片及其制备方法。同轴毛细管微流控芯片包括圆形毛细管，方形毛细管，基片，进液接头，基片上设有放置圆形毛细管的固定槽Ⅰ、放置方形毛细管的固定槽Ⅱ、放置液体转接头的凹槽Ⅰ；固定槽Ⅰ位于固定槽Ⅱ两侧，且固定槽Ⅰ固定槽Ⅱ在同一轴线上，进液接头由圆柱形接口和底座组成，底座带有凹槽Ⅱ，凹槽Ⅱ中部与圆柱形接口相通。本发明结合激光和3D打印技术，可快速批量制备低成本的同轴玻璃微流控芯片，保证了圆形毛细管在方形毛细管内的同轴准确排列，显著提高了芯片质量，进液接头与毛细玻璃管口贴合，极大地降低了液体渗漏的风险。，下面是一种同轴毛细管微流控芯片及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种同轴毛细管微流控芯片，包括圆形毛细管(1)，方形毛细管(4)，基片(3)，进液接头(2)，其特征在于，所述基片(3)上设有放置圆形毛细管的固定槽Ⅰ(5)、放置方形毛细管的固定槽Ⅱ(6)、放置液体转接头的凹槽Ⅰ(7)；固定槽Ⅰ(5)位于固定槽Ⅱ(6)两侧，且固定槽Ⅰ(5)和固定槽Ⅱ(6)在同一轴线上。
2.根据权利要求1所述的一种同轴毛细管微流控芯片，其特征在于，所述进液接头(2)由圆柱形接口(8)和底座(9)组成，所述底座(9)带有凹槽Ⅱ(10)，凹槽Ⅱ(10)中部与圆柱形接口(8)相通。
3.根据权利要求2所述的一种同轴毛细管微流控芯片，其特征在于，凹槽Ⅱ(10)一端与方形毛细管(4)相匹配，另一端与圆形毛细管(1)相匹配；当进液接头(2)位于最内相进样端时，凹槽Ⅱ(10)一端封闭，另一端与圆形毛细管(1)相匹配。
4.根据权利要求2或3所述的一种同轴毛细管微流控芯片，其特征在于，所述圆柱形接口(8)内壁带有螺纹，圆柱形接口(8)尺寸与所用的倒锥接头尺寸相匹配。
5.根据权利要求1所述的一种同轴毛细管微流控芯片，其特征在于，固定槽Ⅱ(6)的深度与方形毛细管的壁厚相匹配，凹槽Ⅰ(7)的深度与固定槽Ⅰ(6)的深度相同。
6.根据权利要求1所述的一种同轴毛细管微流控芯片，其特征在于，所述基片(3)上设有与固定槽Ⅰ(5)和固定槽Ⅱ(6)垂直的凹槽Ⅲ(11)。
7.根据权利要求1所述的一种同轴毛细管微流控芯片，其特征在于，所述基片(3)上出样端一侧设有凹槽Ⅳ(12)。
8.一种同轴毛细管微流控芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)绘图：以绘图软件绘制出如权利要求1所述固定槽Ⅰ、固定槽Ⅱ、凹槽Ⅰ的图案；
(2)激光刻蚀：将板材置于激光器下，选择功率25-27W，在基片上刻蚀出步骤(1)中图案，室温冷却，即得到微流控芯片的基片；
(3)打磨毛细管：分别将两根圆形毛细管的一端打磨成所需锥形头；
(4)固定毛细管：将方形毛细管放至在固定槽Ⅱ中，并用环氧胶固定，再将两根打磨好的步骤(3)中圆形毛细管在方形毛细管内部中间位置同轴对齐，之后用环氧胶固定；
(5)转接头封装暴露的毛细管口：分别将步骤(3)制备的进液接头置于方形毛细管口的两端和圆形毛细管的进样端，管口对准进液接头凹槽中心位置，再用环氧胶固定即可。
9.根据权利要求8所述的一种同轴毛细管微流控芯片的制备方法，其特征在于，步骤(1)中同时绘制出如权利要求2所述进液接头，步骤(2)利用光固化树脂打印机将绘制好的进液接头打印出来，并在固化机中固化。
10.根据权利要求8所述的一种同轴毛细管微流控芯片的制备方法，其特征在于，步骤(1)中绘制出凹槽Ⅲ、凹槽Ⅳ的图案。

说明书全文

一种同轴毛细管微流控芯片及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于微流控芯片技术领域，具体是一种新型同轴毛细管微流控芯片及其制备方法。

背景技术

[0002] 核-壳结构的胶囊的应用范围十分广泛，从药物和营养物质受控释放，到分子捕获等都具有可以深入挖掘的潜力。

[0003] 同轴玻璃毛细管微流控芯片是一种被广泛使用的核-壳微囊生产装置。该装置包括两个具有锥形头的圆形毛细管，两个圆形毛细管在一个方形毛细管内同轴排列，并相互间隔一定距离。该装置可精确控制液滴尺寸和壳体厚度，每个毛细管的润湿性可以独立地改变。然而，要想产生出理想的核-壳结构微囊，微流控芯片的制备工艺非常重要，其中，能否保证在方形毛细管内圆形毛细管同轴排列这一步非常关键，现有圆形毛细管同轴排列的方法基本是在没有任何辅助条件下，在显微镜下手工对齐，由于显微镜观察角度和手工操作的不稳定性问题，并不能保证同轴线对齐，此方法产生的误差极大，并不可靠，若出现偏差，很有可能导致不能正常产生微囊，以至于芯片报废。另一方面，现有同轴玻璃毛细管微流控芯片配套使用的进液接头为平头点胶针头，在包封玻璃管口中容易漏液，在用胶固定时，胶水也容易渗透从而堵塞毛细管。

[0004] 改进现有同轴玻璃毛细管微流控芯片的制备工艺，保证方形毛细管内的同轴准确排列，提高制作微流控芯片效率，并且降低进液接头处漏液的风险，这些对核-壳微囊的生产都具有重要的应用价值。

发明内容

[0005] 为解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种新型同轴毛细管微流控芯片及其制备方法，利用激光和3D打印技术，以实现同轴毛细管微流控芯片的商品化及快速制造生产。

[0006] 为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 本发明一方面提供了一种同轴毛细管微流控芯片，包括圆形毛细管，方形毛细管，基片，进液接头，所述基片上设有放置圆形毛细管的固定槽Ⅰ、放置方形毛细管的固定槽Ⅱ、放置液体转接头的凹槽Ⅰ；固定槽Ⅰ位于固定槽Ⅱ两侧，且固定槽Ⅰ和固定槽Ⅱ在同一轴线上。

[0008] 进一步地，上述技术方案中，所述进液接头由圆柱形接口和底座组成，所述底座带有凹槽Ⅱ，凹槽Ⅱ中部与圆柱形接口相通。

[0009] 进一步地，上述技术方案中，凹槽Ⅱ一端与方形毛细管相匹配，另一端与圆形毛细管相匹配；当进液接头位于最内相进样端时，凹槽Ⅱ一端封闭，另一端与圆形毛细管相匹配。

[0010] 进一步地，上述技术方案中，所述圆柱形接口内壁带有螺纹，圆柱形接口尺寸与所用的倒锥接头尺寸相匹配。

[0011] 进一步地，上述技术方案中，固定槽Ⅱ的深度与方形毛细管的壁厚相匹配，凹槽Ⅰ的深度与固定槽Ⅰ的深度相同。

[0012] 进一步地，上述技术方案中，所述基片上设有与固定槽Ⅰ和固定槽Ⅱ垂直的凹槽Ⅲ，以便用胶固定方形毛细管和圆形毛细管。

[0013] 进一步地，上述技术方案中，所述基片上出样端一侧设有凹槽Ⅳ，用以外接导液管，引出制备的微球。

[0014] 本发明另一方面提供了一种同轴毛细管微流控芯片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

[0015] (1)绘图：以绘图软件绘制出如权利要求1所述固定槽Ⅰ、固定槽Ⅱ、凹槽Ⅰ的图案；

[0016] (2)激光刻蚀：将板材置于激光器下，选择功率25-27W，在基片上刻蚀出步骤(1)中图案，室温冷却，即得到微流控芯片的基片；

[0017] (3)打磨毛细管：分别将两根圆形毛细管的一端打磨成所需锥形头；

[0018] (4)固定毛细管：将方形毛细管放至在固定槽Ⅱ中，并用环氧胶固定，再将两根打磨好的步骤(3)中圆形毛细管在方形毛细管内部中间位置同轴对齐，之后用环氧胶固定；

[0019] (5)转接头封装暴露的毛细管口：分别将步骤(3)制备的进液接头置于方形毛细管的两端和圆形毛细管的进样端，管口对准进液接头凹槽中心位置，再用环氧胶固定即可。

[0020] 进一步地，上述技术方案中，步骤(1)中可同时绘制出前述进液接头，在步骤(2)中利用光固化树脂打印机将绘制好的进液接头打印出来，并在固化机中固化。

[0021] 进一步地，上述技术方案中，步骤(1)中绘制出凹槽Ⅲ、凹槽Ⅳ的图案。

[0022] 本发明有益效果：

[0023] 本发明提供了一种新型同轴玻璃微流控芯片，保证了圆形毛细管在方形毛细管内的同轴准确排列，显著提高了芯片质量；本发明新的进液接头，与毛细玻璃管的管口贴合，极大地降低了液体渗漏的风险；本发明结合激光和3D打印技术，可快速批量制备低成本的同轴玻璃微流控芯片，重复性高且无需进一步加工，组装时节约了时间成本。附图说明

[0024] 图1本发明基片结构示意图；

[0025] 图2本发明微流控芯片示意图；

[0026] 图3本发明进液接头示意图；图3a主视图，图3b俯视图，图3c位于最内相进样端的进液接头俯视图。

具体实施方式

[0027] 以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。

[0028] 实施例1

[0029] 一种同轴毛细管微流控芯片，包括圆形毛细管1，方形毛细管4，基片3，进液接头2，所述基片3上设有放置圆形毛细管的固定槽Ⅰ5、放置方形毛细管的固定槽Ⅱ6、放置进液接头的凹槽Ⅰ7；固定槽Ⅰ5位于固定槽Ⅱ6两侧，且固定槽Ⅰ1固定槽Ⅱ2在同一轴线上，固定槽Ⅱ6的深度与方形毛细管的壁厚相匹配，凹槽Ⅰ7的深度与固定槽Ⅰ5的深度相同，固定槽之间的几何中心距离为4cm；进液接头2由圆柱形接口8和底座9组成，所述底座9带有凹槽Ⅱ10，凹槽Ⅱ10中部与圆柱形接口8相通，凹槽Ⅱ10一端与方形毛细管4相匹配，另一端与圆形毛细管1相匹配，使凹槽与毛细管贴合，避免漏液，当进液接头2位于最内相进样端时，凹槽Ⅱ10一端封闭，另一端与圆形毛细管1相匹配；所述圆柱形接口8内壁带有螺纹，圆柱形接口8尺寸与所用的倒锥接头尺寸相匹配；所用圆形毛细管为圆形硼硅酸盐毛细管，所用方形毛细管为方形硼硅酸盐毛细管。

[0030] 实施例2

[0031] 在实施例1同轴毛细管微流控芯片基础上，还可在基片3上设置与固定槽Ⅰ5和固定槽Ⅱ6垂直的凹槽Ⅲ11，当用环氧胶固定方形毛细管和圆形毛细管时，将环氧胶挤入凹槽中即可，可保持基片表面平整；在出样端一侧还可设置凹槽Ⅳ12，用以外接导液管，引出制备的微球，并防止圆形毛细管出样端一侧断裂。

[0032] 实施例3

[0033] 制备同轴毛细管微流控芯片，所用基片的材质选用常规制备基片的材料即可，如塑料、玻璃、石英、高分子材料等，本实施例中选择以亚克力片为基片板材，制备方法如下：

[0034] (1)通过绘图软件Solidworks绘制出实施例1中的放置毛细管的固定槽Ⅰ、固定槽Ⅱ、凹槽Ⅰ图案，放置圆形管和方形毛细管的固定槽Ⅰ、固定槽Ⅱ图案均是长方形，放置进液接头的凹槽Ⅰ图案是圆形；设计实施例1中进液接头，绘制三维图形，进液接头由圆柱形接口和底座组成，底座带有凹槽Ⅱ，圆柱形接口绘制为空心圆柱体，内部带有螺纹，圆柱体内径与所要用的倒锥接头尺寸相匹配；底座绘制为长方体，长方体与空心圆柱体相接的一侧有圆孔，圆孔中心与圆柱体中心对齐，长方体上在远离空心圆柱体的一侧有方形凹槽，方槽与圆孔相通；

[0035] (2)激光刻蚀：将亚克力片置于激光器(华工科技，Flying30C-V)下，激光直写速度200mm/s，激光功率27W，在亚克力片上刻蚀出步骤(1)中固定槽Ⅰ、固定槽Ⅱ、凹槽Ⅰ图案，室温冷却，即得到微流控芯片的基片；

[0036] (3)打印进液接头：利用光固化树脂打印机(Formlabs，型号Form2)将步骤(1)绘制好的进液接头打印出来，并在固化机中固化；

[0037] (4)打磨毛细管：用玻璃针管制备器(Sutter Instrument Co.,USA，P-1000)分别将两根圆形毛细管逐渐变细到预期的直径，使用玻璃微电极(针管)研磨器(日本成茂Narishige，MF-900)将其打磨成锥形针头；将得到的锥形玻璃毛细管清洗干燥，除去残留的玻璃颗粒。将毛细管浸泡在一定比例的30％H2O2和98％H2SO4的混合溶液中，然后清洗干燥，使用试剂进行润湿性处理，改变其亲疏水性。

[0038] (5)固定毛细管：将方形毛细管放至在固定槽Ⅱ中，并用环氧胶固定，再将两根打磨好的步骤(4)中圆形毛细管在方形毛细管内部中间位置彼此相对，留有合适的距离80-100μm，在显微镜下检查锥形毛细管是否同轴对齐，然后将它们小心地用环氧胶粘合固定，由于固定槽Ⅱ的深度与方形毛细管的壁厚相匹配，在用环氧胶将方形毛细管固定后，使圆形毛细管能在方形管内在同一水平线上排列，不受方形管壁厚所带来的影响，更加准确地实现了圆形管的同轴对齐。

[0039] (6)转接头封装暴露的毛细管口：分别将步骤(3)制备的进液接头置于方形玻璃毛细管管口的两端和圆形玻璃毛细管的进样端，毛细管管口对准进液接头凹槽中心位置，贴合后用环氧胶固定即可。

[0040] 实施例4：

[0041] 以PDMS片为基片板材制备同轴毛细管微流控芯片，在激光刻蚀时，激光直写速度250mm/s，激光功率20W，其他制备步骤同实施例1。

[0042] 实施例5

[0043] 在实施例1或实施例2制备的同轴毛细管微流控芯片基础上，在步骤(1)中可一并绘制出凹槽Ⅲ和凹槽Ⅳ的图案，在步骤(2)中一并激光刻蚀出凹槽Ⅲ和凹槽Ⅳ，固定毛细管时，环氧胶可置于凹槽Ⅲ中固定毛细管，出样毛细管的出样端管口正好置于凹槽Ⅳ上端。

[0044] 实施例6

[0045] 按照本发明制备方法，可先批量制备出微流控芯片基片和进液接头备用，需要实验时，打磨圆形玻璃毛细管，固定于基片上，再将进液接头固定于毛细管管口即可使用。

[0046] 使用时，倒锥接头拧进进液接头中，进入液体进行后续实验即可。

[0047] 对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
终端设备的显示屏以及终端设备	2020-05-08	705
一种保护Android系统数据传输安全的方法及装置	2020-05-11	144
演示大屏定制方法、装置、计算机设备和可读存储介质	2020-05-08	598
关注列表优化方法、存储介质、设备及系统	2020-05-08	147
一种工业控制系统网络安全分析的方法	2020-05-11	439
在基于网络功能虚拟化(NFV)的通信网络和软件定义的网络(SDNS)中提供安全性的系统、方法和计算机程序	2020-05-08	366
用于检测区域中的有源射频无线通信信号的方法	2020-05-08	760
一种通过HMI修改HMI自身IP以及PLC IP的方法	2020-05-11	880
终端设备的显示屏以及终端设备	2020-05-08	532
一种登录方法及装置	2020-05-11	757

一种同轴毛细管微流控芯片及其制备方法

一种同轴毛细管微流控芯片及其制备方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：