CN105396632A - 基于微流控芯片的液滴收集装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于微流控芯片的液滴收集装置，包括固定支架，所述固定支架上安装有液滴收集器和微流控芯片，所述液滴收集器内盛放有收集液，所述微流控芯片沿竖直方向开设有多条两端相通的管路，所述管路与所述液滴收集器内的收集液相通，所述微流控芯片位于所述液滴收集器的正上方或正下方。本发明装置可快速产生批量且高度均一的前驱体液滴；芯片与收集液直接接触，产生的液滴从出口直接进入收集液中，避免了液体流动扰动和液滴融合；可以在收集固化模块选择UV固化液滴，从而得到多功能的聚合物粒子。液滴收集装置产生的液滴产品可以用于如营养学、化妆品和材料科学领域。
Description
技术领域
本申请涉及一种基于微流控芯片的液滴收集装置，产生的液滴产品可以用于如营养学、化妆品和材料科学领域。
背景技术
微流控技术(Microfluidics)是制备微乳液的新兴技术，它是通过数十到数百微米尺度的通道来处理或者操控少量(10-9到10-18L)流体的科学和技术体系。通过改变油或水溶液的组分，可制备广泛用于医药、食品、化妆品领域中的微乳液，而将乳液进行聚合就得到多功能的聚合物粒子。
目前，微流控技术制备微乳液的过程是首先在微流控芯片中产生前驱体乳液液滴，然后，液滴通过外接管道进入接收液中收集，而制备光聚合的微乳液通常是将微乳液收集到器皿中进行光照或在管道内直接进行光聚合。然而，在液滴流经管道时，由于流体的扰动，液滴融合现象非常明显，严重影响得到的液滴的单分散性和形状。另外，经上述过程产生液滴的速度较慢且液滴数量少，难以大量制备聚合物粒子，限制了其在生物医学等方面的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于微流控芯片的液滴收集装置，有效避免了液体流动扰动和液滴融合。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开一种基于微流控芯片的液滴收集装置，包括固定支架，所述固定支架上安装有液滴收集器和微流控芯片，所述液滴收集器内盛放有收集液，所述微流控芯片沿竖直方向开设有多条两端相通的管路，所述管路与所述液滴收集器内的收集液相通，所述微流控芯片位于所述液滴收集器的正上方或正下方。
优选的，在上述的液滴收集装置中，所述固定支架包括底座、以及固定于所述底座上的两根固定杆，所述两根固定杆之间固定有第一收集器固定座，所述液滴收集器和微流控芯片分别固定于所述第一收集器固定座的两端，所述第一收集器固定座上开设有分别与所述微流控芯片管路以及收集液连通的通孔。
优选的，在上述的液滴收集装置中，所述微流控芯片的进液端固定于夹具上，所述夹具包括相对设置的第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板之间固定有弹性垫圈和导管，所述导管的一端插置于所述弹性垫圈内并与所述微流控芯片的管路相通，所述导管的另一端与流体注射装置相连。
优选的，在上述的液滴收集装置中，所述夹具与所述第一收集器固定座之间通过螺杆固定。
优选的，在上述的液滴收集装置中，所述液滴收集器为上下相通的石英管。
优选的，在上述的液滴收集装置中，所述液滴收集器的一侧放置有紫外灯。
优选的，在上述的液滴收集装置中，所述液滴收集器位于所述微流控芯片的上方，所述液滴收集器的顶端固定有第二收集器固定座，所述第二收集器固定座固定于所述两根固定杆之间。
优选的，在上述的液滴收集装置中，所述第二收集器固定座上开设有与所述液滴收集器顶端相通的溢流口。
优选的，在上述的液滴收集装置中，所述液滴收集器和第一收集器固定座的接触面之间设有密封垫圈。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.收集器中芯片与收集液直接接触，产生的液滴从出口直接进入收集液中，避免了液体流动扰动和液滴融合；
2.体积小，质量轻，便携性强、易于拆卸清洗；
3.溢出端口可方便取出多余的载流液体；
4.能够观察芯片交叉点和芯片边缘；
5.可快速产生批量且高度均一的前驱体液滴；
6.可在收集固化模块选择UV固化液滴，从而得到多功能的聚合物粒子；
7夹具中的芯片在槽中通过垫圈与石英固定座连接，并由标准螺钉固定，通过弹性垫圈使PTFE管路和芯片管路直接相连，死体积小；
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中液滴收集装置的立体示意图；
图2所示为本发明具体实施例中液滴收集装置的立体分解示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参图1和图2所示，基于微流控芯片的液滴收集装置，包括固定支架1，固定支架1上安装有液滴收集器2和微流控芯片3，液滴收集器2内盛放有收集液，微流控芯片3沿竖直方向开设有多条两端相通的管路，管路与液滴收集器内的收集液相通，微流控芯片3位于液滴收集器的正下方。
在其他实施例中，微流控芯片3也可以位于液滴收集器的正上方。
固定支架1包括底座101、以及固定于底座上的两根固定杆102，两根固定杆之间固定有第一收集器固定座103，液滴收集器2和微流控芯片3分别固定于第一收集器固定座103的两端，第一收集器固定座103上开设有分别与微流控芯片管路以及收集液连通的通孔1031。
微流控芯片3的进液端固定于夹具4上，夹具4包括相对设置的第一盖板401和第二盖板402，第一盖板401和第二盖板402之间固定有弹性垫圈403和导管，导管的一端插置于弹性垫圈403内并与微流控芯片3的管路相通，导管的另一端与流体注射装置相连。
在该技术方案中，微流控芯片为标准芯片，该标准芯片为厚度和宽度固定的硬质芯片，与夹具内侧尺寸一致，避免位移。芯片在夹具与第一收集器固定座之间通过标准M4螺杆406固定。调整垫圈和芯片位置确保垫圈位置与芯片的准确连接，避免漏液。
导管优选采用聚四氟橡胶材质，中间均匀分布四个孔，孔径略小于PTFE导管外径，孔位置和标准芯片流路位置对应。PTFE导管和聚四氟橡胶弹性垫圈通过盖板螺钉的挤压而紧密连接。聚四氟橡胶垫圈整体尺寸大于第一盖板和第二盖板之间的垫圈槽，利用螺钉挤压产生形变，实现紧密连接。PTFE管头距弹性垫圈出口处约1mm。
第一盖板401和第二盖板402之间通过相配合的M3螺钉405固定。
第一收集器固定座103的两端分别套设于两根固定杆上，并用两个六角螺母1032固定。
优选的，液滴收集器为上下相通的石英管。液滴收集器的一侧放置有紫外灯。
进一步地，液滴收集器的顶端固定有第二收集器固定座104，第二收集器固定座104固定于两根固定杆之间。第二收集器固定座上开设有与液滴收集器顶端相通的溢流口1041。第二收集器固定座104的两端分别套设于两根固定杆上并通过两个羊角头螺母1042固定。
进一步地，液滴收集器和第一收集器固定座的接触面之间设有密封垫圈1033。
利用上述收集装置批量乳液的制备过程：
液滴收集器选用硬质微流控芯片，在微量注射泵或恒压泵的推动下，两相不互溶的流体首先在标准芯片中产生单乳液(W1/O,或O1/W)或双乳液，然后在浮力和重力作用下直接进入收集液中，形成了稳定的液体流，快速产生了批量且高度均一的前驱体液滴的液滴，产生的单分散的乳液液滴直径范围在10-250μm。收集器中芯片与收集液直接接触，产生的液滴从出口直接进入收集液中，避免了液体流动扰动和液滴融合。
其中，该收集器中设计的溢出口可方便倒出载流液。采用UV固化液滴，在石英管侧面放入紫外灯，可进行紫外固化，以制得多功能的聚合物粒子，从而应用于营养学、化妆品和材料科学方面。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于微流控芯片的液滴收集装置，其特征在于，包括固定支架，所述固定支架上安装有液滴收集器和微流控芯片，所述液滴收集器内盛放有收集液，所述微流控芯片沿竖直方向开设有多条两端相通的管路，所述管路与所述液滴收集器内的收集液相通，所述微流控芯片位于所述液滴收集器的正上方或正下方。
2.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的液滴收集装置，其特征在于：所述固定支架包括底座、以及固定于所述底座上的两根固定杆，所述两根固定杆之间固定有第一收集器固定座，所述液滴收集器和微流控芯片分别固定于所述第一收集器固定座的两侧，所述第一收集器固定座上开设有分别与所述微流控芯片管路以及收集液连通的通孔。
3.根据权利要求2所述的基于微流控芯片的液滴收集装置，其特征在于：所述微流控芯片的进液端固定于夹具上，所述夹具包括相对设置的第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板之间固定有弹性垫圈和导管，所述导管的一端插置于所述弹性垫圈内并与所述微流控芯片的管路相通，所述导管的另一端与流体注射装置相连。
4.根据权利要求3所述的基于微流控芯片的液滴收集装置，其特征在于：所述夹具与所述第一收集器固定座之间通过螺杆固定。
5.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的液滴收集装置，其特征在于：所述液滴收集器为上下相通的石英管。
6.根据权利要求5所述的基于微流控芯片的液滴收集装置，其特征在于：所述液滴收集器的一侧放置有紫外灯。
7.根据权利要求2所述的基于微流控芯片的液滴收集装置，其特征在于：所述液滴收集器位于所述微流控芯片的上方，所述液滴收集器的顶端固定有第二收集器固定座，所述第二收集器固定座固定于所述两根固定杆之间。
8.根据权利要求7所述的基于微流控芯片的液滴收集装置，其特征在于：所述第二收集器固定座上开设有与所述液滴收集器顶端相通的溢流口。
9.根据权利要求2所述的基于微流控芯片的液滴收集装置，其特征在于：所述液滴收集器和第一收集器固定座的接触面之间设有密封垫圈。
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Address after: 215808 Suzhou Industrial Park, Jiangsu Road, No. 128 Patentee after: SUZHOU WENHAO MICROFLUIDIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 215808 Suzhou Industrial Park, Jiangsu Road, No. 128 Patentee before: SUZHOU WENHAO CHIP TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: Droplet collection device based on microfluidic chip Effective date of registration: 20220905 Granted publication date: 20170510 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Suzhou Branch Pledgor: SUZHOU WENHAO MICROFLUIDIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022320010504 |