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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明提供一种可反复拆装和更换组件的复合微液滴生成装置，包括矩形的基板内纵向的开设有第一通道，横向的开设有第二通道和第三通道，第二通道和第三通道分别与第一通道垂直连通；入口硅胶管两端分别插有第五塑料软管和第一毛细玻璃管；出口硅胶管两端分别插有第六塑料软管和第二毛细玻璃管；第一通道一个端口插有入口硅胶管，另外一个端口插有出口硅胶管，且第一毛细玻璃管和第二毛细玻璃管端面间留有空隙；第二通道一端插入有第一塑料软管，另一端插入有第二塑料软管；第三通道一端插入有第三塑料软管，另一端插入有第四塑料软管；本发明由于各组件可重复拆装，可对不同组件的管道壁面进行不同的亲疏水处理。

主权项：1.一种可反复拆装和更换组件的复合微液滴生成装置，其特征在于，包括矩形的基板14，所述的矩形的基板14内纵向的开设有第一通道11，横向的开设有第二通道12和第三通道13，第二通道12和第三通道13分别与第一通道11垂直连通；入口硅胶管9两端分别插有第五塑料软管5和第一毛细玻璃管7，第五塑料软管5和第一毛细玻璃管7与入口硅胶管9无间隙配合；出口硅胶管10两端分别插有第六塑料软管6和第二毛细玻璃管8，第六塑料软管6和第二毛细玻璃管8与出口硅胶管10无间隙配合；所述的第一通道11一个端口插有所述的入口硅胶管9，另外一个端口插有所述的出口硅胶管10，所述的第一通道11内径与入口硅胶管9、出口硅胶管10的外径相同，所述的第一毛细玻璃管7和所述的第二毛细玻璃管8的中心线共线，且第一毛细玻璃管7和第二毛细玻璃管8端面间留有空隙；所述的第二通道12一端插入有第一塑料软管1，另一端插入有第二塑料软管2；所述的第三通道13一端插入有第三塑料软管3，另一端插入有第四塑料软管4；第一塑料软管1、第二塑料软管2、第三塑料软管3、第四塑料软管4的端部均与第一通道11之间留有空隙。

全文数据：一种可反复拆装和更换组件的复合微液滴生成装置技术领域本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种可反复拆装和更换组件的复合微液滴生成装置。背景技术液滴微流控技术是指通过设计和制造具有微尺度通道的装置，实现不同流体的相互作用，进而生成微尺度液滴的技术。液滴微流控技术已用于生成尺寸、形貌和组成等可精确控制的单分散性微液滴，这些液滴也可作为模板制备功能微粒。液滴微流控技术还越来越多地应用于生成由两相以上流体组成的复合液滴，主要有Janus形态液滴和核壳形态液滴，在生物、化学、医药等领域具有很大的应用前景。流动聚焦形式是生成复合液滴的微流控装置的常用通道形式之一。不同通道中的连续相与分散相聚焦到同一个通道中，分散相受到连续相的挤压或剪切作用破碎成液滴。目前通道的材料主要有两种：聚二甲基硅氧烷PDMS和玻璃毛细管。PDMS材料制作的流动聚焦通道采用软光刻技术制造，能够制作出复杂的液滴生成装置，适用于批量生产，但软光刻技术的加工成本高、周期长，且通道结构设计更改时需要重新制造模板。玻璃毛细管制作的流动聚焦通道采用拉针器改变毛细管端部的尺寸，可快速组装出微流控装置且价格低廉，但对操作人员的熟练程度要求高，且制造的重复性差，不适用于批量生产。另外，目前液滴微流控装置多只能生成Janus形态或核壳形态的液滴，不能兼顾两种形态。发明内容本发明提供一种可反复拆装和更换组件的复合微液滴生成装置，达到以下目的：1针对以往微流控复合液滴装置结构尺寸固定的问题设计了本装置，装置制作过程简单、成本低，不需要高精度加工设备，且可重复拆卸和更换组件，实现结构尺寸的调节，且适用于批量生产；2通过改变通道壁面的亲疏水性，本装置可在不同流量组合下生成Janus形态或核壳形态的两种复合液滴，实现了一种装置的两种用途。本发明的具体技术方案为：一种可反复拆装和更换组件的复合微液滴生成装置，包括矩形的基板，所述的矩形的基板内纵向的开设有第一通道，横向的开设有第二通道和第三通道，第二通道和第三通道分别与第一通道垂直连通；入口硅胶管两端分别插有第五塑料软管和第一毛细玻璃管，第五塑料软管和第一毛细玻璃管与入口硅胶管无间隙配合；出口硅胶管两端分别插有第六塑料软管和第二毛细玻璃管，第六塑料软管和第二毛细玻璃管与出口硅胶管无间隙配合；所述的第一通道一个端口插有所述的入口硅胶管，另外一个端口插有所述的出口硅胶管，所述的第一通道内径与入口硅胶管、出口硅胶管外径相同，所述的第一毛细玻璃管和所述的第二毛细玻璃管的中心线共线，且第一毛细玻璃管和第二毛细玻璃管端面间留有空隙；所述的第二通道一端插入有第一塑料软管，另一端插入有第二塑料软管；所述的第三通道一端插入有第三塑料软管，另一端插入有第四塑料软管；第一塑料软管、第二塑料软管、第三塑料软管、第四塑料软管的端部均与第一通道之间留有空隙。矩形的基板、入口硅胶管和出口硅胶管的材质柔软，一方面保证连接的密封性并防止流体泄漏，另一方面可重复拆装和更换组件以调整尺寸。在该装置中，第一种流体从第五塑料软管进入第一通道，第二种流体从第一塑料软管和第二塑料软管进入第一通道，第三种流体从第三塑料软管和第四塑料软管进入第一通道，三种流体在第一毛细玻璃管和第二毛细玻璃管端面间留有的空隙处汇聚，并从沿第二毛细玻璃管从第六塑料软管流出。发明技术方案带来的有益效果1.装置中的各组件都可以反复拆装，装置拆解后通过常规清洗即可重复使用，省时省力，节约加工成本，降低使用费用和对环境的污染；2.装置中的各组件都替换，可实现单个几何尺寸的单独改变，能够单独研究某一尺寸对装置性能的影响，快速实现装置的结构优化；3.通过调节连续相及分散相的流量，能够使用同一装置分别生成Janus形态和核壳形态的两种复合液滴，是一种多用途的装置；4.由于各组件可重复拆装，可对不同组件的管道壁面进行不同的亲疏水处理，避免了以往微通道加工完成后亲疏水处理的不便和困难。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为使用本发明生成Janus形态上与核壳形态下微液滴的实验照片。具体实施方式结合附图说明本装置的具体技术方案。如图1所示，一种可反复拆装和更换组件的复合微液滴生成装置，包括矩形的基板14内纵向的开设有第一通道11，横向的开设有第二通道12和第三通道13，第二通道12和第三通道13分别与第一通道11垂直连通；入口硅胶管9两端分别插有第五塑料软管5和第一毛细玻璃管7，第五塑料软管5和第一毛细玻璃管7与入口硅胶管9无间隙配合；出口硅胶管10两端分别插有第六塑料软管6和第二毛细玻璃管8，第六塑料软管6和第二毛细玻璃管8与出口硅胶管10无间隙配合；所述的第一通道11一个端口插有所述的入口硅胶管9，另外一个端口插有所述的出口硅胶管10，借助第一通道11内径与入口硅胶管9、出口硅胶管10外径相同的关系，实现所述的第一毛细玻璃管7和所述的第二毛细玻璃管8的中心线共线，且第一毛细玻璃管7和第二毛细玻璃管8端面间留有空隙；所述的第二通道12一端插入有第一塑料软管1，另一端插入有第二塑料软管2；所述的第三通道13一端插入有第三塑料软管3，另一端插入有第四塑料软管4；第一塑料软管1、第二塑料软管2、第三塑料软管3、第四塑料软管4的端部均与第一通道11之间留有空隙。矩形的基板14、入口硅胶管9和出口硅胶管10的材质柔软，一方面保证连接的密封性并防止流体泄漏，另一方面可重复拆装和更换组件以调整尺寸。第一塑料软管1和第二塑料软管2作为分散相二入口，第三塑料软管3和第四塑料软管4作为连续相入口，第五塑料软管5作为分散相一入口，第六塑料软管6作为全部流体的出口。如图2所示，第一种流体从第五塑料软管5进入第一通道11，第二种流体从第一塑料软管1和第二塑料软管2进入第一通道11，第三种流体从第三塑料软管3和第四塑料软管4进入第一通道11，三种流体在第一毛细玻璃管7和第二毛细玻璃管8端面间留有的空隙处汇聚，并从沿第二毛细玻璃管8从第六塑料软管6流出。该可反复拆装和更换组件的复合微液滴生成装置的基板制作与实用化处理：1、基板具体制作方法：所述基板的制作是以PDMS为材料浇铸制成。首先按照通用比例配置好PDMS溶液，将一根表面光滑金属棒架空放置于模具中，然后向模具里注入PDMS溶液，浇铸完成后将装有PDMS的模具放入真空加热箱，抽真空后升温至80具，恒温加热3小时。PDMS固化后取出冷却至室温，抽出金属棒，再按所需尺寸进行切边处理，即得到带有第一通道11的基板14。侧通道12和13通过打孔器直接在基板14打通孔即成。2、通道亲水性处理方案基板14为PDMS材质，由于其具有较好的光透性、无毒、成本低、容易与其它材料封合、易于制作、可批量生产、生物相容性好等优点，在制造微流控芯片装置中得到了广泛的应用与发展。但是PDMS微通道表面的疏水性较强，其亲水处理采用以下方法：将基板14放入等离子清洗器，使用氧等离子体处理1分钟，再将基板14内第一通道11表面浸润1wt％的PVA溶液，烘干即完成亲水性处理。毛细玻璃管7和8采用20wt％的NaOH溶液进行五小时的浸润，使玻璃管表面亲水。

权利要求：1.一种可反复拆装和更换组件的复合微液滴生成装置，其特征在于，包括矩形的基板14，所述的矩形的基板14内纵向的开设有第一通道11，横向的开设有第二通道12和第三通道13，第二通道12和第三通道13分别与第一通道11垂直连通；入口硅胶管9两端分别插有第五塑料软管5和第一毛细玻璃管7，第五塑料软管5和第一毛细玻璃管7与入口硅胶管9无间隙配合；出口硅胶管10两端分别插有第六塑料软管6和第二毛细玻璃管8，第六塑料软管6和第二毛细玻璃管8与出口硅胶管10无间隙配合；所述的第一通道11一个端口插有所述的入口硅胶管9，另外一个端口插有所述的出口硅胶管10，所述的第一通道11内径与入口硅胶管9、出口硅胶管10的外径相同，所述的第一毛细玻璃管7和所述的第二毛细玻璃管8的中心线共线，且第一毛细玻璃管7和第二毛细玻璃管8端面间留有空隙；所述的第二通道12一端插入有第一塑料软管1，另一端插入有第二塑料软管2；所述的第三通道13一端插入有第三塑料软管3，另一端插入有第四塑料软管4；第一塑料软管1、第二塑料软管2、第三塑料软管3、第四塑料软管4的端部均与第一通道11之间留有空隙。

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