本發(fā)明涉及一種利用支路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)微液滴流動(dòng)控制的微流控芯片，在特定流速范圍內(nèi)，液滴在分叉口選擇某一支路或分裂后進(jìn)入某一支路，隨后在下游交匯處再次相遇并呈現(xiàn)等間距、分組或融合等不同規(guī)律，實(shí)現(xiàn)微液滴的流動(dòng)控制。

背景技術(shù)：
微流控芯片液滴是近年來(lái)在芯片上發(fā)展起來(lái)的一種針對(duì)微小體積液體(10-15-10-9L)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種流動(dòng)控制或反應(yīng)的新興技術(shù)。關(guān)于微液滴的研究獲得了較為豐富的成果，并在此基礎(chǔ)上形成了一些針對(duì)特定應(yīng)用(分裂、融合等)的被普遍認(rèn)可的流動(dòng)結(jié)構(gòu)?；谖⒘骺匦酒纳餀z測(cè)或化學(xué)反應(yīng)中，微液滴作為獨(dú)立的單元，可以降低各微反應(yīng)之間液體流動(dòng)帶來(lái)的互相干擾，保證反應(yīng)的正常進(jìn)行，還可以實(shí)現(xiàn)不同條件下生化反應(yīng)的同時(shí)進(jìn)行，更加高效的實(shí)現(xiàn)最優(yōu)篩選。此外，液滴的數(shù)量、間距以及排列也代表了一種信號(hào)，通過(guò)芯片上的特定結(jié)構(gòu)可以改變或儲(chǔ)存這種信號(hào)并傳遞到下一單元，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字液滴的邏輯控制或運(yùn)算。微流控芯片技術(shù)已經(jīng)可以在設(shè)定的反應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)微液滴的精準(zhǔn)控制，為分析化學(xué)和生物反應(yīng)檢測(cè)提供了極大的便利。對(duì)于芯片上微液滴的控制分為主動(dòng)控制和被動(dòng)控制兩種，其中主動(dòng)控制主要利用氣動(dòng)閥或電極控制，可以實(shí)現(xiàn)多種用途以及大規(guī)模的集成，控制精度較高，但是這些技術(shù)的結(jié)合在某種程度上會(huì)使芯片的附加部件增多，制作成本上升，便攜程度大幅降低。另一種是利用通道結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)液滴流動(dòng)的被動(dòng)控制，這種方法的控制精度目前還不夠高，但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可以最大程度的利用微流控芯片的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是基于常用的微液滴/氣泡生成結(jié)構(gòu)微通道，通過(guò)在主通道旁邊加上支路來(lái)實(shí)現(xiàn)液滴分開(kāi)或分裂后融合的目的。支路由一段直通道和一段圓弧通道組成，利用主路和支路兩條路徑長(zhǎng)度和流體速度的不同，通過(guò)控制注入液體的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的控制功能，具體包括兩條路徑上液滴同時(shí)到達(dá)交匯處的融合、間隔均勻到達(dá)的均勻排列和間隔不均勻到達(dá)的分組。本發(fā)明所述微通道在常規(guī)微尺度通道的基礎(chǔ)之上，對(duì)主通道增加了支路，主要結(jié)構(gòu)如下：微通道結(jié)構(gòu)設(shè)置在蓋片6內(nèi)，基片7設(shè)置在蓋片6的底部，蓋片6和基片7構(gòu)成芯片的整體結(jié)構(gòu)；微通道結(jié)構(gòu)由離散相入口1、連續(xù)相入口2、出口3、主通道4、支路通道5組成，主通道4的兩端分別為連續(xù)相入口2、出口3，離散相入口1設(shè)置在主通道4端部的連續(xù)相入口2的側(cè)面，離散相入口1的通路與主通道4的通路相互垂直，支路通道5為局部連通主通道4的弧形支路，通過(guò)離散相入口1、連續(xù)相入口2進(jìn)入的液滴能夠通過(guò)主通道4和支路通道5兩條路徑到達(dá)出口3，主通道4和支路通道5是芯片工作時(shí)流體流動(dòng)的區(qū)域。本裝置的具體工作過(guò)程如下：離散相液體從離散相入口1流入，連續(xù)相液體從連續(xù)相入口2流入，兩者在主通道4內(nèi)的連接處交匯，離散相液體斷裂形成液滴并隨連續(xù)相一起往下游流動(dòng)，最終通過(guò)出口3流出芯片。在液滴流動(dòng)過(guò)程中，液滴會(huì)在主通道4與支路通道5的分叉口分開(kāi)或者分裂進(jìn)入不同通道即主通道4或通道支路5，隨連續(xù)相流動(dòng)后在下游交匯，由于兩條路徑的長(zhǎng)度不同而且液滴在不同路徑中的流動(dòng)速度不同，到達(dá)交匯處的時(shí)間間隔不同，呈現(xiàn)融合、均勻和分組三種不同的規(guī)律。本發(fā)明利用支路區(qū)分液滴分開(kāi)或分裂后流經(jīng)的不同路徑，到達(dá)下游交匯處的時(shí)間間隔也因此改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)融合、均勻和分組等不同功能。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明基于支路結(jié)構(gòu)的微液滴控制芯片的三維總體輪廓示意圖。圖2是本發(fā)明基于支路結(jié)構(gòu)的微液滴控制芯片中微通道結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3是利用上述方法制作出的微流控芯片實(shí)現(xiàn)交匯處融合功能的實(shí)驗(yàn)效果圖。圖4是利用上述方法制作出的微流控芯片實(shí)現(xiàn)交匯處均勻功能的實(shí)驗(yàn)效果圖。圖5是利用上述方法制作出的微流控芯片實(shí)現(xiàn)交匯處分組功能的實(shí)驗(yàn)效果圖。圖中：1、離散相入口，2、連續(xù)相入口，3、出口，4、主通道，5、支路通道，6、蓋片，7、基片。具體實(shí)施方式下面結(jié)合結(jié)構(gòu)附圖對(duì)發(fā)明基于支路結(jié)構(gòu)的微液滴控制芯片的工作過(guò)程和作用效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。微通道結(jié)構(gòu)由離散相入口1、連續(xù)相入口2、出口3以及入口和出口之間的通道組成，其中液滴可以通過(guò)主通道4和通道支路5兩條路徑到達(dá)出口，這也是芯片工作時(shí)流體流動(dòng)的區(qū)域。本裝置的具體工作過(guò)程如下：離散相液體從離散相入口1流入，連續(xù)相液體從連續(xù)相入口2流入，兩者在連接處交匯，離散相液體斷裂形成液滴并隨連續(xù)相一起往下游流動(dòng)，最終通過(guò)出口3流出芯片。在流動(dòng)的過(guò)程中，液滴會(huì)在分叉口分開(kāi)或者分裂進(jìn)入不同通道(主通道4或者通道支路5)，隨連續(xù)相流動(dòng)后在下游交匯，由于兩條路徑的長(zhǎng)度不同而且液滴在不同路徑中的流動(dòng)速度不同，到達(dá)交匯處的時(shí)間間隔不同，呈現(xiàn)融合、均勻和分組三種不同的規(guī)律。圖2是本發(fā)明基于支路結(jié)構(gòu)的微液滴控制芯片中微通道結(jié)構(gòu)的俯視圖。兩種流體在外力驅(qū)動(dòng)下通過(guò)兩個(gè)入口流入微流控芯片中，調(diào)整兩種液體的流動(dòng)條件，使其生成微液滴，并保持該流速一段時(shí)間使流動(dòng)穩(wěn)定，然后進(jìn)行液滴生成記錄實(shí)驗(yàn)。由圖3-5可以看出，利用該支路控制的液滴可以在下游交匯處實(shí)現(xiàn)融合、均勻和分組三種不同的功能。