本申請(qǐng)涉及微流控，尤其涉及一種微流控芯片及微液滴生成方法。

背景技術(shù)：

1、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase?chain?reaction，pcr)是目前核酸檢測(cè)的主要方法。微液滴式數(shù)字pcr系統(tǒng)的檢測(cè)過(guò)程主要涉及微液滴(droplet)生成、pcr反應(yīng)和微液滴檢測(cè)三個(gè)環(huán)節(jié)。

2、微液滴生成通常依賴于微流控芯片進(jìn)行。通過(guò)對(duì)分散相以及連續(xù)相表面分別施加壓力，確定液體在微流控芯片中匯合產(chǎn)生微液滴。分散相為包含待測(cè)試的樣本溶液，如水相，連續(xù)相則為分散樣本溶液的溶液，如油相。在微液滴生成過(guò)程中，樣本溶液可能會(huì)蒸發(fā)產(chǎn)生氣溶膠，污染微流控芯片或者測(cè)試環(huán)境，從而導(dǎo)致其他樣本溶液被污染。

3、因此，亟需提供一種降低污染的微液滴生成方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N微流控芯片及微液滴生成方法，通過(guò)在樣本溶液上方注入第一液體，降低了樣本溶液蒸發(fā)產(chǎn)生氣溶膠導(dǎo)致壓力源或其他樣本溶液污染的可能性，提高了微液滴測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N微液滴生成方法，所述方法應(yīng)用于微流控芯片，所述微流控芯片包括基體以及設(shè)置在所述基體上的第一儲(chǔ)液池、第二儲(chǔ)液池和微流道；所述方法包括：

3、向所述第一儲(chǔ)液池中注入樣本溶液，以及向所述第二儲(chǔ)液池中注入第二液體；在所述樣本溶液靠近壓力源的一側(cè)注入第一液體，所述第一液體與所述樣本溶液不互溶；基于壓力源分別向所述第一儲(chǔ)液池和所述第二儲(chǔ)液池施加驅(qū)動(dòng)壓力，以將所述樣本溶液以及所述第二液體推入所述微流道，形成微液滴。

4、可選的，所述方法還包括：

5、基于所述第一液體與所述樣本溶液的表面張力系數(shù)以及所述第一液體的密度，確定所述第一儲(chǔ)液池的壓力源的驅(qū)動(dòng)壓力。

6、可選的，所述第一儲(chǔ)液池壓力源的驅(qū)動(dòng)壓力p滿足下述關(guān)系式：

7、ps≤σl-ρgv

8、其中，s為所述第一液體在所述第一儲(chǔ)液池中的表面積；σ為所述第一液體與所述樣本溶液分界面的表面張力系數(shù)；l為所述第一液體與所述樣本溶液分界面的長(zhǎng)度；ρ為所述第一液體的密度；v為所述第一儲(chǔ)液池中加入的所述第一液體的體積；g為重力加速度。

9、可選的，所述第一液體與所述第二液體為同一種液體。

10、可選的，所述方法還包括：

11、獲取多個(gè)備選溶液的密度，以及所述備選溶液與所述樣本溶液分界面的表面張力系數(shù)；

12、基于所述表面張力系數(shù)以及所述備選溶液的密度，從所述多個(gè)備選溶液中，確定所述第一液體。

13、可選的，所述基于所述表面張力系數(shù)以及所述備選溶液的密度，從所述多個(gè)備選溶液中，確定所述第一液體，包括：

14、針對(duì)各備選溶液，計(jì)算所述備選溶液對(duì)應(yīng)的分界面的表面張力系數(shù)與對(duì)應(yīng)的分界面長(zhǎng)度的乘積，得到所述備選溶液對(duì)應(yīng)的表面張力；計(jì)算所述備選溶液的密度、重力加速度以及預(yù)設(shè)體積的乘積，得到所述備選溶液的重力；確定所述表面張力減去所述備選溶液的重力的差值與所述第一液體在所述第一儲(chǔ)液池中的表面積的比值最大的備選溶液為所述第一液體。

15、可選的，所述第一液體與所述樣本溶液分界面的表面張力系數(shù)位于1mn/m～100mn/m范圍內(nèi)。

16、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N微流控芯片，包括基體以及設(shè)置在所述基體上的第一儲(chǔ)液池、第二儲(chǔ)液池、微流道和液滴出口；所述第一儲(chǔ)液池以及所述第二儲(chǔ)液池均與所述微流道連接，以在所述微流道中形成微液滴，通過(guò)所述液滴出口排出微液滴。

17、可選的，第一儲(chǔ)液池用于緩存樣本溶液和第一液體，所述第一液體與所述樣本溶液不互溶，且在所述第一儲(chǔ)液池中所述第一液體位于所述樣本溶液的靠近壓力源的一側(cè)；所述第二儲(chǔ)液池用于緩存第二液體；在壓力源的作用下所述第二液體與所述樣本溶液在所述微流道中匯合，形成微液滴。

18、可選的，所述基體包括第一載板和第二載板，所述第一載板上設(shè)置有所述第一儲(chǔ)液池、所述第二儲(chǔ)液池和所述微流道，所述第二載板與所述第一載板連接，所述液滴出口設(shè)置于所述第二載板上。

19、可選的，所述微流道包括分散相微流道、連續(xù)相微流道和乳化微流道；所述分散相微流道分別與所述第一儲(chǔ)液池和所述乳化微流道連通；所述連續(xù)相微流道分別與所述第二儲(chǔ)液池和所述乳化微流道連通；所述乳化微流道的深度小于所述連續(xù)相微流道的深度，以使所述樣本溶液階梯乳化；階梯乳化后的樣本溶液隨連續(xù)相微流道中的第二液體一同從液滴出口流出，形成微液滴。

20、可選的，所述分散相微流道的深度與所述連續(xù)相微流道的深度相同。

21、可選的，所述樣本溶液為水相，所述第一液體和所述第二液體均為油相；或，所述樣本溶液為油相，所述第一液體和所述第二液體均為水相。

22、本申請(qǐng)?zhí)峁┑奈⒘骺匦酒拔⒁旱紊煞椒?，為了降低微液滴形成過(guò)程中樣本溶液蒸發(fā)產(chǎn)生的氣溶膠對(duì)其他樣本溶液以及實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的污染，使得微流控芯片緩存樣本溶液的儲(chǔ)液池靠近壓力源的一側(cè)注有與樣本溶液不互溶的第一液體，由于第一液體與樣本溶液不互溶，從而在壓力源驅(qū)動(dòng)樣本溶液流動(dòng)時(shí)，第一液體形成隔離屏障，降低了樣本溶液產(chǎn)生污染的可能性，降低污染的實(shí)現(xiàn)方案成本低、易于實(shí)施。

技術(shù)特征：

1.一種微液滴生成方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于微流控芯片，所述微流控芯片包括基體以及設(shè)置在所述基體上的第一儲(chǔ)液池、第二儲(chǔ)液池和微流道；所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一儲(chǔ)液池壓力源的驅(qū)動(dòng)壓力p滿足下述關(guān)系式：

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一液體與所述第二液體為同一種液體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述表面張力系數(shù)以及所述備選溶液的密度，從所述多個(gè)備選溶液中，確定所述第一液體，包括：

7.一種微流控芯片，其特征在于，包括基體以及設(shè)置在所述基體上的第一儲(chǔ)液池、第二儲(chǔ)液池、微流道和液滴出口；所述第一儲(chǔ)液池以及所述第二儲(chǔ)液池均與所述微流道連接，以在所述微流道中形成微液滴，通過(guò)所述液滴出口排出微液滴。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述基體包括第一載板和第二載板，所述第一載板上設(shè)置有所述第一儲(chǔ)液池、所述第二儲(chǔ)液池和所述微流道，所述第二載板與所述第一載板連接；所述液滴出口設(shè)置于所述第二載板上。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流道包括分散相微流道、連續(xù)相微流道和乳化微流道；

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述分散相微流道的深度與所述連續(xù)相微流道的深度相同。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N微流控芯片及微液滴生成方法，該微流控芯片包括基體以及設(shè)置在所述基體上的第一儲(chǔ)液池、第二儲(chǔ)液池和微流道；該方法包括：向所述第一儲(chǔ)液池中注入樣本溶液，以及向所述第二儲(chǔ)液池中注入第二液體；在所述樣本溶液靠近壓力源的一側(cè)注入第一液體，所述第一液體與所述樣本溶液不互溶；基于壓力源分別向所述第一儲(chǔ)液池和所述第二儲(chǔ)液池施加驅(qū)動(dòng)壓力，以將所述樣本溶液以及所述第二液體推入所述微流道，形成微液滴。通過(guò)在樣本溶液上方注入不互溶的第一液體作為隔離液體，進(jìn)行微液滴的生成，降低了樣本溶液蒸發(fā)產(chǎn)生氣溶膠導(dǎo)致壓力源或其他樣本溶液污染的可能性，提高了微液滴測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。

技術(shù)研發(fā)人員：王海,楊佰旺,陳琳喆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳麥科田生物醫(yī)療技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23