CN103386336A - 一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片 - Google Patents
一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103386336A CN103386336A CN2013103416974A CN201310341697A CN103386336A CN 103386336 A CN103386336 A CN 103386336A CN 2013103416974 A CN2013103416974 A CN 2013103416974A CN 201310341697 A CN201310341697 A CN 201310341697A CN 103386336 A CN103386336 A CN 103386336A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concentration gradient
- micro
- drop
- fluidic chip
- passage
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，该微流控芯片由样品溶液入口及通道、浓度梯度生成单元、水相导入孔、油相入口及通道、液滴生成单元和液滴出口组成。所述的浓度梯度微液滴是将从浓度梯度生成单元导出的、具有浓度梯度的产物注入液滴生成单元中流动的油相，从而连续地获得对应浓度的油包水型微液滴。使用本发明所提供的微流控芯片，能够实时在线地生成大量的、具有浓度梯度内涵物的微液滴，有望应用于药物筛选、化学合成、材料制备、化工生产等领域。
Description
技术领域
本发明涉及微流控技术领域，特别是涉及一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片。
背景技术
微液滴微流控(droplet-based microfluidics)是近年来在微流控芯片上发展起来的一种操控微小体积液体的技术平台，其原理为：将两种互不相溶的液体，以其中的一种为连续相，另一种为分散相，连续相和分散相同时进入微通道后，在微通道的作用下，分散相以微小体积(10-15～10-9L)单元的形式分布于连续相中，形成一系列离散的微液滴，每个液滴作为一个微反应器，完成一组化学或生物反应。微液滴用于筛选具有如下优点：1)样品消耗极微，大大降低筛选成本；2)液滴被油包裹，与外界无物质交换，液滴内的反应条件稳定，结果可靠。因此在药物筛选、微纳米材料合成、酶反应分析检测等方面具有重要及广泛的应用前景。
将微液滴应用于高通量筛选的时候，不同组分、不同内涵物或者不同浓度的微液滴生成是一个非常重要的基础内容。目前，液滴的生成技术主要是基于芯片微通道的设计而实现，即利用T型或者流动聚焦型的微通道结构，连续地产生微液滴；除此之外，气动阀技术也被应用于不同组分的液滴生成。但是，现有的液滴技术还是难以实现同时生成大批量的、具有不同浓度的微液滴。因此，如果能够发展一种新技术能够同时生成大量具有浓度梯度的微液滴，具有可预见的应用价值与广泛的市场前景。
发明内容
针对上述问题，为了在线生成具有浓度梯度内涵物的微液滴，本发明提出一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，该微流控芯片由样品溶液入口及通道、浓度梯度生成单元、水相导入孔、油相入口及通道、液滴生成单元和液滴出口组成。
本发明所提供的液滴微流控芯片，其特征在于，所述的微流控芯片是由硅、玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等材料加工而成。
本发明所提供的液滴微流控芯片，其特征在于，所述的浓度梯度生成单元是基于层流原理，通过在微流控芯片上构筑“圣诞树”型的微通道网络而实现，用于在线生成浓度梯度的产物。
本发明所提供的液滴微流控芯片，其特征在于，所述的样品溶液入口及通道和浓度梯度生成单元在同一层基片上，而油相入口及通道和液滴生成单元在另一层基片上，而水相导入孔为通孔结构，位于上述两层之间的基片上。
本发明所提供的液滴微流控芯片，其特征在于，所述的浓度梯度生成单元和液滴生成单元通过水相导入孔联接，水相导入孔位于油相入口及通道的下游的特定位置。
本发明所提供的液滴微流控芯片，其特征在于，液滴生成单元是一种由油相通道及与其垂直相交的水相导入孔所构成的T型结构；也可以是由油相通道及与其垂直相交的另一条通道组成，而该通道与水相导入孔相联接。
本发明所提供的液滴微流控芯片，其特征在于，所述的微流控芯片的工作原理在于：浓度梯度微液滴是将从浓度梯度生成单元导出的、具有浓度梯度的产物注入液滴生成单元中流动的油相，从而连续地获得对应浓度的油包水型微液滴。
使用本发明所提供的微流控芯片，能够实时在线地生成大量的、具有浓度梯度内涵物的微液滴，有望应用于药物筛选、化学合成、材料制备、化工生产等领域。
附图说明
图1.本发明所提供的一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片的结构示意图。其中，A为具有流体进出孔的盖片，B为具有液滴生成单元的基片，C为具有水相导入孔的基片，D为具有浓度梯度生成单元的基片，E1和E2为样品溶液和稀释溶剂的入口，F为油相入口，G为液滴出口，H为油相及液滴通道，I为水相导入孔，J为“圣诞树”型浓度梯度生成的通道网络，K为浓度梯度的溶液出口。
图2.微流控芯片中的液滴生成单元的基片结构示意图。其中，a为油相入口及，b为样品通道，c为水相导入孔，d为油包水型液滴。
具体实施方案
下面的实施例将结合说明书附图对本发明予以进一步的说明。
实施例一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片
为了能够实现批量生产具有浓度梯度内涵物的微液滴，本发明提出一种用于生产浓度梯度微液滴的PDMS微流控芯片，如图1所示，该微流控芯片由四层基片构成，分别为具有流体进出孔的盖片A，具有液滴生成单元的基片B，具有水相导入孔的基片C，具有浓度梯度生成单元的基片D。其中，A中加工有流体进口E1和E2、油相入口F和液滴出口G；B中加工有油相通道H；C中加工有水相导入孔I；D总加工有浓度梯度生成的通道网络J及浓度梯度的溶液出口K。
使用上述微流控芯片进行液滴制备时，往E1和E2中通入样品溶液和纯水，调节一定的流速，则样品溶液与水流经浓度梯度形成单元后，于样品出口分别形成浓度从100％～0％稀释倍数的浓度梯度的样品溶液。
用于液滴生成的基片如图2所示，在上述浓度梯度生成的同时，油相入口a处(对应于图1中的F)使用注射泵不断注入十六烷、矿物油等油相，则从上述浓度梯度溶液b流经水相导入孔c(对应于图1中的I)进入油相通道(对应于图1中的H)中，在两种流体剪切力和粘滞力的共同作用下，在油相通道中连续地生成微液滴d，最终实现具有浓度梯度的微液滴制备。
使用本发明所提供的微流控芯片，能够实时在线地生成大量的、具有浓度梯度内涵物的微液滴，有望应用于药物筛选、化学合成、材料制备、化工生产等领域。
Claims (8)
1.一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，该微流控芯片由样品溶液入口及通道、浓度梯度生成单元、水相导入孔、油相入口及通道、液滴生成单元和液滴出口组成。
2.按照权利要求1所述的一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，所述的微流控芯片是由硅、玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等材料加工而成。
3.按照权利要求1所述的一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，所述的浓度梯度生成单元是基于层流原理，通过在微流控芯片上构筑“圣诞树”型的微通道网络而实现，用于在线生成浓度梯度的产物。
4.按照权利要求1所述的一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，所述的样品溶液入口及通道和浓度梯度生成单元在同一层基片上，而油相入口及通道和液滴生成单元在另一层基片上，而水相导入孔为通孔结构，位于上述两层之间的基片上。
5.按照权利要求1所述的一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，所述的浓度梯度生成单元和液滴生成单元通过水相导入孔联接，水相导入孔位于油相入口及通道的下游的特定位置。
6.按照权利要求1所述的一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，液滴生成单元是一种由油相通道及与其垂直相交的水相导入孔所构成的T型结构；也可以是由油相通道及与其垂直相交的另一条通道组成，而该通道与水相导入孔相联接。
7.按照权利要求1所述的一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，所述的微流控芯片的工作原理在于：浓度梯度微液滴是将从浓度梯度生成单元导出的、具有浓度梯度的产物注入液滴生成单元中流动的油相，从而连续地获得对应浓度的油包水型微液滴。
8.按照权利要求1所述的一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片，其特征在于，使用本发明所提供的微流控芯片，能够实时在线地生成大量的、具有浓度梯度内涵物的微液滴，有望应用于药物筛选、化学合成、材料制备、化工生产等领域。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013103416974A CN103386336A (zh) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | 一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013103416974A CN103386336A (zh) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | 一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103386336A true CN103386336A (zh) | 2013-11-13 |
Family
ID=49530863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013103416974A Pending CN103386336A (zh) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | 一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103386336A (zh) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106110340A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-11-16 | 陈传品 | 一种制备靶向载药微气泡的方法及装置 |
| CN106669513A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-17 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 浓度梯度生成装置及一步生成浓度梯度的方法 |
| CN107271706A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-10-20 | 大连理工大学 | 一种实时精准控制观测点动态生化因子浓度的微流控芯片 |
| CN107597221A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-19 | 深圳市博瑞生物科技有限公司 | 液滴生成装置和液滴生成系统 |
| CN108893411A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-27 | 杭州电子科技大学 | 基于光固化打印的微流控芯片及其制造方法 |
| CN110029063A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-07-19 | 杭州电子科技大学 | 一种具有浓度梯度的双层微液滴共培养装置及其使用方法 |
| CN110038656A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-07-23 | 中国科学技术大学 | 一种用于乳化的双水相系统及其液滴生成模块 |
| CN111971378A (zh) * | 2018-05-21 | 2020-11-20 | 深圳华大生命科学研究院 | 一种高通量器官芯片及其制备方法和应用 |
| CN112844501A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种基于双水相的多液核水凝胶微囊芯片及其应用 |
| CN113578404A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-02 | 杭州电子科技大学 | 一种面向药物微球的多浓度微液滴芯片及其制造方法 |
| CN113588896A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-02 | 中山大学 | 一种微流道装置和高通量可编程多浓度药物的建立方法 |
| CN114931988A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-23 | 苏州大学 | 纳升级分子浓度梯度液滴生成微流控芯片及其使用方法 |
| CN115521882A (zh) * | 2021-06-24 | 2022-12-27 | 清华大学 | 一种微升级单细胞液滴生成和培养方法以及装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101132853A (zh) * | 2004-11-17 | 2008-02-27 | 万罗赛斯公司 | 使用微通道处理技术的乳化方法 |
| CN101498704A (zh) * | 2009-03-05 | 2009-08-05 | 上海交通大学 | 无阀式微流控梯度实时反应芯片及反应控制方法 |
| US8189186B2 (en) * | 2007-12-27 | 2012-05-29 | Lawrence Livermore National Security, Llc. | Signal enhancement using a switchable magnetic trap |
-
2013
- 2013-08-07 CN CN2013103416974A patent/CN103386336A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101132853A (zh) * | 2004-11-17 | 2008-02-27 | 万罗赛斯公司 | 使用微通道处理技术的乳化方法 |
| US8189186B2 (en) * | 2007-12-27 | 2012-05-29 | Lawrence Livermore National Security, Llc. | Signal enhancement using a switchable magnetic trap |
| CN101498704A (zh) * | 2009-03-05 | 2009-08-05 | 上海交通大学 | 无阀式微流控梯度实时反应芯片及反应控制方法 |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106110340A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-11-16 | 陈传品 | 一种制备靶向载药微气泡的方法及装置 |
| CN106110340B (zh) * | 2016-07-12 | 2019-09-03 | 陈传品 | 一种制备靶向载药微气泡的方法及装置 |
| CN106669513B (zh) * | 2017-01-10 | 2019-08-23 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 浓度梯度生成装置及一步生成浓度梯度的方法 |
| CN106669513A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-17 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 浓度梯度生成装置及一步生成浓度梯度的方法 |
| CN107271706A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-10-20 | 大连理工大学 | 一种实时精准控制观测点动态生化因子浓度的微流控芯片 |
| CN107597221A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-19 | 深圳市博瑞生物科技有限公司 | 液滴生成装置和液滴生成系统 |
| CN111971378A (zh) * | 2018-05-21 | 2020-11-20 | 深圳华大生命科学研究院 | 一种高通量器官芯片及其制备方法和应用 |
| CN108893411A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-27 | 杭州电子科技大学 | 基于光固化打印的微流控芯片及其制造方法 |
| CN108893411B (zh) * | 2018-06-15 | 2024-03-08 | 杭州电子科技大学 | 基于光固化打印的微流控芯片及其制造方法 |
| CN110029063A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-07-19 | 杭州电子科技大学 | 一种具有浓度梯度的双层微液滴共培养装置及其使用方法 |
| CN110038656A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-07-23 | 中国科学技术大学 | 一种用于乳化的双水相系统及其液滴生成模块 |
| CN112844501A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种基于双水相的多液核水凝胶微囊芯片及其应用 |
| CN115521882A (zh) * | 2021-06-24 | 2022-12-27 | 清华大学 | 一种微升级单细胞液滴生成和培养方法以及装置 |
| CN113578404A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-02 | 杭州电子科技大学 | 一种面向药物微球的多浓度微液滴芯片及其制造方法 |
| CN113578404B (zh) * | 2021-07-19 | 2022-05-31 | 杭州电子科技大学 | 一种面向药物微球的多浓度微液滴芯片及其制造方法 |
| CN113588896A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-02 | 中山大学 | 一种微流道装置和高通量可编程多浓度药物的建立方法 |
| CN114931988A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-23 | 苏州大学 | 纳升级分子浓度梯度液滴生成微流控芯片及其使用方法 |
| CN114931988B (zh) * | 2022-06-28 | 2024-03-29 | 苏州蜜思肤化妆品股份有限公司 | 纳升级分子浓度梯度液滴生成微流控芯片及其使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103386336A (zh) | 一种用于生产浓度梯度微液滴的微流控芯片 | |
| CN103386337A (zh) | 一种用于生产多组分微液滴的微流控芯片 | |
| Shang et al. | Emerging droplet microfluidics | |
| CN103386333A (zh) | 一种微流控液滴生产芯片 | |
| CN106140340B (zh) | 基于流动聚焦型微通道合成微乳液滴的微流控芯片 | |
| Zhang et al. | Microfluidic droplet formation in co-flow devices fabricated by micro 3D printing | |
| CN104084247B (zh) | 基于t形微通道的弹性壁面微流控芯片 | |
| Chen et al. | 3D numerical simulation of droplet passive breakup in a micro-channel T-junction using the Volume-Of-Fluid method | |
| Tetradis-Meris et al. | Novel parallel integration of microfluidic device network for emulsion formation | |
| Lan et al. | CFD simulation of droplet formation in microchannels by a modified level set method | |
| CN103285947A (zh) | 一种液滴微流控芯片及其操控方法 | |
| CN104107734B (zh) | 一种微流控芯片及自组装的方法 | |
| CN105618167A (zh) | 一种用于高通量制备液滴的离心式微流控芯片 | |
| CN205235997U (zh) | 基于集成微通道的单组份/多组份液滴制备装置 | |
| Zhao et al. | Effects of nanopore geometry on confined water flow: A view of lattice Boltzmann simulation | |
| CN102008983A (zh) | 适用于微胶囊生产的微流控芯片 | |
| CN104741023B (zh) | 用于制备单分散液滴和气泡的微结构装置及其使用方法 | |
| CN106109440B (zh) | 一种微流控芯片及海藻酸盐磁性微球的制备方法 | |
| CN209287355U (zh) | 微流控芯片及含有该微流控芯片的装置 | |
| CN102389730A (zh) | 一种双重乳液制备芯片 | |
| Han et al. | Numerical simulation of the droplet formation in a T-junction microchannel by a level-set method | |
| CN106540638A (zh) | 一种基于液滴微/毫流控技术制备胶囊的方法 | |
| Yu et al. | Experimental study of double emulsion formation behaviors in a one-step axisymmetric flow-focusing device | |
| CN102284262A (zh) | 一种微流控微球制备装置 | |
| CN104689775A (zh) | 一种液滴型微流控芯片及利用其制备PVDF-Fe3O4磁电复合微球的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Suzhou YoungChip Chip Technology Co., Ltd. Document name: Notification of Passing Preliminary Examination of the Application for Invention |
|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Ye Jiaming Document name: Notification of Publication and of Entering the Substantive Examination Stage of the Application for Invention |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Suzhou YoungChip Chip Technology Co., Ltd. Document name: the First Notification of an Office Action |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Suzhou YoungChip Chip Technology Co., Ltd. Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131113 |