1.基于流動(dòng)聚焦型微通道合成微乳液滴的微流控芯片,其特征在于:該微流控芯片由主固體結(jié)構(gòu)層和底板層構(gòu)成,主固體結(jié)構(gòu)層為集成有流動(dòng)聚焦型通道結(jié)構(gòu)的基板通道層;主固體結(jié)構(gòu)層和底板層之間通過(guò)等離子鍵合的方式連接,底板層位于主體固體結(jié)構(gòu)的下方,用以支撐芯片主體結(jié)構(gòu)并提供液體流動(dòng)的空間;
基于流動(dòng)聚焦型微通道合成單乳液滴的微流控芯片的結(jié)構(gòu)如下:離散相入口(1)設(shè)置在離散相入口通道(8)的入口端,兩者連接后形成提供離散相液體流動(dòng)的空間;連續(xù)相上側(cè)入口(2)、連續(xù)相下側(cè)入口(3)分別設(shè)置在連續(xù)相上側(cè)通道(9)、連續(xù)相下側(cè)通道(10)的入口端,整體相連后形成提供連續(xù)相液體流動(dòng)的空間;
連續(xù)相上側(cè)通道(9)、連續(xù)相下側(cè)通道(10)、離散相入口通道(8)、主通道(11)構(gòu)成流動(dòng)聚焦型微通道結(jié)構(gòu)的主體,整體呈高度對(duì)稱(chēng)的十字交叉結(jié)構(gòu);離散相入口通道(8)和主通道(11)沿同一水平線(xiàn)方向,連續(xù)相上側(cè)通道(9)、連續(xù)相下側(cè)通道(10)沿同一豎直方向;主通道(11)的入口端通過(guò)縮頸孔7與離散相入口通道(8)的出口端相連;出口(4)設(shè)置在主通道(11)的出口端;
主通道(11)的入口端為開(kāi)放式結(jié)構(gòu),此開(kāi)放式結(jié)構(gòu)為沿離散相入口通道(8)、主通道(11)方向進(jìn)行的擴(kuò)角,該擴(kuò)角為30°-60°;生成的液滴后沿主通道(11)流動(dòng),從通道下游的出口(4)流出并進(jìn)入預(yù)先設(shè)計(jì)好的液滴收集燒杯(12)中;
基于流動(dòng)聚焦型微通道合成復(fù)乳液滴的微流控芯片的結(jié)構(gòu)如下:離散相入口(1)設(shè)置在離散相入口通道(8)的入口端,兩者連接后形成提供離散相液體流動(dòng)的空間;第一連續(xù)相上側(cè)入口(2.1)、第一連續(xù)相下側(cè)入口(3.1)分別設(shè)置在第一連續(xù)相上側(cè)通道(9.1)、第一連續(xù)相下側(cè)通道(10.1)的入口端,整體相連后形成提供第一連續(xù)相液體流動(dòng)的空間;第二連續(xù)相上側(cè)入口(2.2)、第二連續(xù)相下側(cè)入口(3.2)分別設(shè)置在第二連續(xù)相上側(cè)通道(9.2)、第二連續(xù)相下側(cè)通道(10.2)的入口端,整體相連后形成提供第二連續(xù)相液體流動(dòng)的空間;
合成復(fù)乳液滴的微流控芯片的主體包含兩個(gè)連續(xù)的流動(dòng)聚焦型結(jié)構(gòu):第一個(gè)流動(dòng)聚焦型結(jié)構(gòu)與基于流動(dòng)聚焦型微通道合成單乳液滴的微流控芯片類(lèi)似,由離散相入口通道(8)、第一連續(xù)相上側(cè)通道(9.1)、第一連續(xù)相下側(cè)通道(10.1)和第一主通道(11.1)構(gòu)成高度對(duì)稱(chēng)的十字交叉結(jié)構(gòu),離散相入口通道(8)、第一主通道(11.1)沿同一水平方向,第一連續(xù)相上側(cè)通道(9.1)、第一連續(xù)相下側(cè)通道(10.1)沿同一豎直方向;第一主通道(11.1)的入口端通過(guò)第一縮頸孔(7.1)與離散相入口通道(8)的出口端相連;
第二個(gè)流動(dòng)聚焦型結(jié)構(gòu)由第一主通道(11.1)、第二連續(xù)相上側(cè)通道(9.2)、第二連續(xù)相下側(cè)通道(10.2)、第二主通道(11.2)構(gòu)成,整體呈三叉戟結(jié)構(gòu);第一主通道(11.1)、第二主通道(11.2)沿同一水平線(xiàn)方向,第二連續(xù)相上側(cè)通道(9.2)、第二連續(xù)相下側(cè)通道(10.2)對(duì)稱(chēng)并斜向分布于水平方向的第一主通道(11.1)的兩側(cè),第二連續(xù)相上側(cè)通道(9.2)、第二連續(xù)相下側(cè)通道(10.2)與第一主通道(11.1)之間的夾角為30°-90°,該結(jié)構(gòu)用于弱化第二連續(xù)相對(duì)液核的剪切作用,避免破乳;
第二主通道(11.2)的入口端為開(kāi)放式結(jié)構(gòu),此開(kāi)放式結(jié)構(gòu)為沿同一水平線(xiàn)方向的第一主通道(11.1)、第二主通道(11.2)方向進(jìn)行的擴(kuò)角,該擴(kuò)角為30°-60°;第一主通道(11.1)的出口端和第二主通道(11.2)的入口端之間通過(guò)第二縮頸孔(7.2)相連接,出口(4)設(shè)置在第二主通道(11.2)的出口端;
合成復(fù)乳液滴的微流控芯片共包含兩個(gè)獨(dú)立的縮頸孔結(jié)構(gòu):其中,第一縮頸孔(7.1)用于生成核-殼結(jié)構(gòu)復(fù)乳液滴的內(nèi)核,第二縮頸孔(7.2)用于生成復(fù)乳液滴的外殼;通過(guò)修飾用于生成內(nèi)部液核和外部殼層的微通道壁面的親疏水性,實(shí)現(xiàn)O/W/O型或W/O/W型核-殼型復(fù)乳液滴的生成;生成的微液滴沿第二主通道(11.2)流動(dòng),從通道下游的出口(4)流出并進(jìn)入預(yù)先設(shè)計(jì)好的液滴收集燒杯(12)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流動(dòng)聚焦型微通道合成微乳液滴的微流控芯片,其特征在于:縮頸孔(7)、第一縮頸孔(7.1)、第二縮頸孔(7.2)的截面形狀均為正方形,連續(xù)相液體在縮頸孔處對(duì)離散相流體產(chǎn)生夾流聚焦的效果;在縮頸孔出口端設(shè)置的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)有助于使縮頸孔處的壓力得到快速釋放,使連續(xù)相產(chǎn)生的剪切力得到增強(qiáng),從而更有利其對(duì)于離散相的擠壓和斷裂,使整個(gè)微流控芯片通道內(nèi)部的壓力狀況更穩(wěn)定,生成的液滴更為均一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流動(dòng)聚焦型微通道合成微乳液滴的微流控芯片,其特征在于:微流控芯片的材料為PMDS。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流動(dòng)聚焦型微通道合成微乳液滴的微流控芯片,其特征在于:與微流控芯片配合使用的微流控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其裝配方式如下:微流控系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電源、微流控芯片、微泵、注射器、聚四氟乙烯毛細(xì)管、支架和液滴收集燒杯;驅(qū)動(dòng)電源與微泵連接,驅(qū)動(dòng)電源用于給微泵供電;微泵、微流控芯片和注射器均設(shè)置在支架上,微泵和注射器連接,用于為微流控芯片泵入溶液;注射器和微流控芯片之間通過(guò)聚四氟乙烯毛細(xì)管連接,在微流控芯片的出口端設(shè)置有液滴收集燒杯,用于收集生成的微乳液滴。