專利名稱：一種多模式微混合器芯片及高通量混合和柔性混合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種微混合器芯片，具體涉及的是一種多模式微混合器芯片及高 通量混合和柔性混合方法。
背景技術(shù)：
微混合器是芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-Chip，L0C)中的一個(gè)重要組件，由于可實(shí)現(xiàn)樣 品的精確微量混合，而被廣泛用于分析化學(xué)、生物學(xué)研究、合成化學(xué)、疾病診斷及環(huán)境監(jiān)測(cè) 等領(lǐng)域?；谖⒘骺丶夹g(shù)的微混合器由于制作工藝簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛關(guān)注，但 由于微流控芯片的層流(一般應(yīng)用中雷諾數(shù)小于100)限制，單純通過兩股層流樣品接觸面 上的擴(kuò)散效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)混合，效率極低且不能實(shí)現(xiàn)微納米粒子的混合。如何在較低雷諾數(shù)情 況下實(shí)現(xiàn)樣品的快速高效混合一直是微混合器研究中的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。部分研究利用混 沌流來增大擴(kuò)散接觸面積從而增強(qiáng)混合效果，但該類技術(shù)需要構(gòu)筑復(fù)雜的三維微流道，加 工繁瑣且不易和其它LOC元件相集成。而大多數(shù)單層平面結(jié)構(gòu)的微混合器都需借助精細(xì)的 流道壁面結(jié)構(gòu)(凸脊結(jié)構(gòu)、柱形結(jié)構(gòu)等)來增強(qiáng)混合效果。另有借助電、磁、聲等外場來實(shí) 現(xiàn)混合的技術(shù)，該類技術(shù)具有較高的能動(dòng)性，能夠根據(jù)實(shí)際需求控制所需的混合效果，但傳 統(tǒng)的物理電極或換能器不具有可重構(gòu)性。此外，現(xiàn)有的絕大部分微混合器功能單一，無法滿 足多種混合需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種結(jié)合結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)產(chǎn)生的流 體漩渦和動(dòng)態(tài)虛擬電極的多模式微混合芯片及高通量混合和柔性混合方法，能夠在流速較 高的情況下，實(shí)現(xiàn)樣品的高通量混合，在流速較低的情況下，實(shí)現(xiàn)易損傷生物活性材料的低 損傷柔性混合，且在一定程度上克服了目前微混合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈活性及通用性差的缺點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種多模式微混合器芯片包括η個(gè)樣品入口、m個(gè)樣品出口、上基板和下 基板，所述上基板通過流道層和下基板固聯(lián)為一體；所述上基板包括上基板基底材料層和 設(shè)置在上基板基底材料層下表面的上基板導(dǎo)電薄膜；所述流道層包括曲線形流道和與曲線 形流道一端相連接的混合腔，所述曲線形流道的另一端與η個(gè)樣品入口相連接，所述混合 腔的另一端與m個(gè)樣品出口相連接；所述曲線形流道包括主曲線流道和設(shè)置在主曲線流道 上的突擴(kuò)結(jié)構(gòu)；所述下基板從上往下依次設(shè)有絕緣層、光電導(dǎo)層、下基板透明導(dǎo)電薄膜和下 基板透明基底材料層，四者固聯(lián)為一體；其中，η為正整數(shù)且不小于2，m為正整數(shù)且不小于 1。上述樣品入口設(shè)有兩個(gè)，所述樣品出口設(shè)有一個(gè)。上述混合腔的縱截面尺寸大于任意段曲線形流道的縱截面尺寸。因此在較高流速 情況下也會(huì)在混合腔中產(chǎn)生平行于主流動(dòng)方向的漩渦。上述突擴(kuò)結(jié)構(gòu)的排布方式可為沿主曲線流道側(cè)壁的陣列排布或沿主曲線流道側(cè)壁的隨機(jī)排布或置于曲線形流道中用于連接相鄰的兩主曲線流道。上述主曲線流道的形狀為對(duì)稱及非對(duì)稱的正弦線形或螺旋線形或半圓弧形。上述突擴(kuò)結(jié)構(gòu)的形狀為任意多邊形。本發(fā)明的多模式微混合器芯片的高通量混合方法，包括以下幾個(gè)步驟(a)在上基板導(dǎo)電薄膜和下基板透明導(dǎo)電薄膜之間加交流電信號(hào)，在η個(gè)樣品入 口中分別插入一根入口微管，η種樣品分別通過高速外驅(qū)動(dòng)設(shè)備持續(xù)由入口微管注入對(duì)應(yīng) 的樣品入口；(b)n種樣品在曲線形流道入口處匯合后形成高速樣品流，注入曲線形流道，高速 樣品流在曲線形流道中進(jìn)行初步混合，得到初步高速樣品流；曲線形流道誘導(dǎo)產(chǎn)生的垂直 于主流動(dòng)方向的二次流和突擴(kuò)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)產(chǎn)生的平行于主流動(dòng)方向的漩渦起增強(qiáng)混合的作用。(c)初步高速樣品流注入混合腔中，通過微反射器將動(dòng)態(tài)縮微光圖案投射到混合 腔正下方位置的光電導(dǎo)層上，初步高速樣品流在混合腔中進(jìn)行最終的混合，得到最終高速 樣品流；通過數(shù)字式微反射器將“螺旋槳”形的動(dòng)態(tài)縮微光圖案投射到混合腔正下方位置的 光電導(dǎo)層上，形成“螺旋槳”形動(dòng)態(tài)虛擬電極，并在圓形混合腔中產(chǎn)生空間非勻強(qiáng)電場，可以 起到輔助混合的作用，主曲線流道和突擴(kuò)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)產(chǎn)生的流體漩渦起增大各樣品擴(kuò)散接觸 面積的作用，并占主導(dǎo)地位。(d)最終高速樣品流由混合腔引向m個(gè)樣品出口，在m個(gè)樣品出口中分別插入一根 出口微管，通過出口微管導(dǎo)出最終高速樣品流至收集裝置，完成整個(gè)混合過程。其中，η為正整數(shù)且不小于2，m為正整數(shù)且不小于1。上述高速外驅(qū)動(dòng)設(shè)備為注射泵，使得各樣品初速度大。本發(fā)明的多模式微混合器芯片的柔性混合方法，包括以下幾個(gè)步驟(a)在上基板導(dǎo)電薄膜和下基板透明導(dǎo)電薄膜之間加交流電信號(hào)，在η個(gè)樣品入 口中分別插入一根入口微管，η種樣品分別通過低速外驅(qū)動(dòng)設(shè)備批量由入口微管注入對(duì)應(yīng) 的樣品入口；(b)n種樣品在曲線形流道入口處匯合后形成低速樣品流，注入曲線形流道，低速 樣品流通過曲線形流道引入混合腔；在曲線形流道中低速樣品流運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生漩渦，帶縮擴(kuò) 結(jié)構(gòu)的曲線形流道相當(dāng)于普通流道，起把低速樣品流引入混合腔的作用。(c)通過微反射器將動(dòng)態(tài)縮微光圖案投射到混合腔正下方位置的光電導(dǎo)層上，低 速樣品流在混合腔中進(jìn)行初始混合，得到最終低速樣品流；通過數(shù)字式微反射器將“螺旋 槳”形的動(dòng)態(tài)縮微光圖案投射到混合腔正下方位置的光電導(dǎo)層上，形成“螺旋槳”形動(dòng)態(tài)虛 擬電極，并在圓形混合腔中產(chǎn)生空間非勻強(qiáng)電場，可以起到增強(qiáng)混合的作用。(d)最終低速樣品流由混合腔引向m個(gè)樣品出口，在m個(gè)樣品出口中分別插入一根 出口微管，在樣品出口處加負(fù)壓，通過出口微管導(dǎo)出最終低速樣品流至收集裝置，完成整個(gè) 混合過程；由于各樣品初速度低，可在樣品出口處加負(fù)壓，以便導(dǎo)出最終低速樣品流。其中，η為正整數(shù)且不小于2，m為正整數(shù)且不小于1。上述低速外驅(qū)動(dòng)設(shè)備為移液器，使得各樣品初速度小。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供的一種多模式微混合器芯片具有兩種不同的混合 方法，分別滿足不同的混合需求。高通量混合方法借助結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)產(chǎn)生的流體漩渦并輔助以光虛擬電極產(chǎn)生的空間非均勻電場來實(shí)現(xiàn)樣品的高效混合，能夠用于微量合成反應(yīng)及高通 量便攜式分析檢測(cè)儀器中的樣品預(yù)處理；柔性混合方法主要借助”螺旋槳”形動(dòng)態(tài)虛擬電極 產(chǎn)生的空間非均勻電場來推動(dòng)樣品，實(shí)現(xiàn)最小損傷的柔性批量混合，可被用于生物學(xué)研究 中的易損傷活性樣品混合，使得本發(fā)明在生物學(xué)研究、合成化學(xué)及高通量檢測(cè)分析儀器等 領(lǐng)域具有很可觀的應(yīng)用前景；同時(shí)，本發(fā)明提供的多模式微混合器芯片還具有流道結(jié)構(gòu)簡 單、混合效果可控及電極可重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來詳細(xì)說明本發(fā)明；圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A截面圖；圖3為圖1中B的放大圖；圖4為本發(fā)明的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見圖1，本發(fā)明的一種多模式微混合器芯片包括上基板1、流道層2和下基板3， 上基板1通過流道層2和下基板3固聯(lián)為一體，形成三層漢堡結(jié)構(gòu)。在上基板1的左端設(shè)有第一上基板樣品入口 11及第二上基板樣品入口(圖中未 標(biāo)出)，在右端設(shè)有一個(gè)上基板樣品出口 12 ；上基板1包括上基板基底材料層14和位于其 下表面的上基板導(dǎo)電薄膜13 ；為了方便觀測(cè)，上基板基底材料層14 一般選取玻璃、石英等 透明材料，但也可選取非透明材料，上基板導(dǎo)電薄膜13可選擇銦錫氧化物薄膜。參見圖2，流道層2的材料可選擇光刻膠SU-8、聚二甲基硅氧烷等聚合物，通過軟 光刻或模塑法加工獲得，并通過鍵合工藝實(shí)現(xiàn)與上基板1及下基板3的不可逆封裝。流道層2包括曲線形流道23和與曲線形流道23右端相連接圓形的混合腔M，其 中，圓形的混合腔M的縱截面尺寸大于任意段曲線形流道23的縱截面尺寸；在流道層2中 與第一上基板樣品入口 11相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有大小相同的第一流道層樣品入口 21，兩者組 成第一樣品入口 ；在流道層2中與第二上基板樣品入口相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有大小相同的第二 流道層樣品入口 22，兩者組成第二樣品入口 ；在流道層2中與上基板樣品出口 12相對(duì)應(yīng)的 位置設(shè)有大小相同的流道層樣品出口 26，兩者組成樣品出口 ；樣品入口和樣品出口的數(shù)量 可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以滿足多種樣品快速混合的需求。曲線形流道23的左端與第一樣品入口及第二樣品入口相連接；圓形的混合腔M 的右端與樣品出口相連接。曲線形流道23包括主曲線流道231和設(shè)置在主曲線流道231上的縮擴(kuò)結(jié)構(gòu)；主曲 線流道231的形狀可以為對(duì)稱或非對(duì)稱的正弦線形、螺旋線形、半圓弧形和變曲率任意曲 線形；當(dāng)曲率為零時(shí)，曲線形流道23可以為直線型縮擴(kuò)陣列流道233 (參見圖4)；突擴(kuò)結(jié)構(gòu) 232的形狀可以為矩形、三角形、圓形及其它不規(guī)則多邊形，突擴(kuò)結(jié)構(gòu)232的排布方式可為 沿主曲線流道231側(cè)壁的陣列排布或沿主曲線流道231側(cè)壁的隨機(jī)排布或置于曲線形流道23中用于連接相鄰的兩主曲線流道231。參見圖3，下基板3從上往下依次包括絕緣層31、光電導(dǎo)層32、下基板透明導(dǎo)電薄 膜33和下基板透明基底材料層34，四者固聯(lián)為一體；絕緣層31可以是碳化硅或氮化硅薄 膜；光電導(dǎo)層32可以是非晶硅或者摻雜的硫化鎘或者摻雜的硒化鎘或者是硫化鎘和硒化 鎘的組合；下基板透明導(dǎo)電薄膜33同樣可選擇銦錫氧化物薄膜；下基板透明基底材料層34 一般選取玻璃、石英等透明材料。微混合器芯片具有高通量混合和柔性混合兩種模式，以適用不同的混合需求。(1)高通量混合模式對(duì)于微量合成反應(yīng)及一次性檢測(cè)分析中的預(yù)混合等應(yīng)用來 說，在保證混合效果的前提下，混合通量是決定該類微混合器效用的重要指標(biāo)。一般合成反 應(yīng)的混合對(duì)象為試劑類液體樣品，提高流速對(duì)其并無太大影響。而檢測(cè)分析中預(yù)混合的對(duì) 象一般為微納米粒子懸浮液和化學(xué)試劑，如便攜式流式細(xì)胞儀中熒光染料或細(xì)胞裂解液和 待測(cè)生物粒子懸浮液的混合，這類檢測(cè)一般為拋棄式，檢測(cè)對(duì)象不再重復(fù)利用。因此對(duì)于生 物活性材料的檢測(cè)分析，檢測(cè)完成后生物材料的活力要求不高，而預(yù)混合的效果和通量對(duì) 于后續(xù)檢測(cè)分析環(huán)節(jié)來說卻至關(guān)重要。本發(fā)明中的高通量混合模式主要利用彎流道中垂直 于主流動(dòng)方向Dean流的雙漩渦和縮擴(kuò)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)產(chǎn)生的平行于主流動(dòng)方向的漩渦來起到增 強(qiáng)混合的效果。樣品的流速越高混合效果越好。當(dāng)流速增加到一定程度之后，動(dòng)態(tài)虛擬電 極25產(chǎn)生的空間非均勻電場對(duì)混合效果的影響相對(duì)減小。本發(fā)明的一種多模式微混合器芯片的高通量混合方法，包括以下幾個(gè)步驟(a)在上基板導(dǎo)電薄膜13和下基板透明導(dǎo)電薄膜33之間加交流電信號(hào)，在第一樣 品入口及第二樣品入口中分別插入第一入口微管及第二入口微管并通過環(huán)氧膠水進(jìn)行定 位，兩種樣品分別通過注射泵，持續(xù)由第一入口微管及第二入口微管注入第一樣品入口及 第二樣品入口；(b)兩種樣品在曲線形流道23入口處匯合形成高速樣品流，注入帶縮擴(kuò)結(jié)構(gòu)的曲 線形流道23，在彎道Dean流和縮擴(kuò)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)的漩渦作用下對(duì)同向流動(dòng)的高速樣品流進(jìn)行 初步的混合，得到初步高速樣品流；(c)初步混合后的高速樣品流被注入圓形的混合腔M中，由于圓形的混合腔對(duì)的 縱截面尺寸大于任意段曲線形流道23的縱截面尺寸，因此也會(huì)在該圓形的混合腔M中產(chǎn) 生平行于主流動(dòng)方向的漩渦，通過數(shù)字式微反射器將“螺旋槳”形的動(dòng)態(tài)縮微光圖案投射到 混合腔M正下方位置的光電導(dǎo)層32上，形成“螺旋槳”形動(dòng)態(tài)虛擬電極25，并在圓形混合 腔24中產(chǎn)生空間非勻強(qiáng)電場，可以起到增強(qiáng)混合的作用，光圖案的光色、光強(qiáng)、“螺旋槳”的 葉片數(shù)、旋轉(zhuǎn)速率和方向可根據(jù)實(shí)際混合需求進(jìn)行調(diào)整，但當(dāng)流速較大時(shí)(仍為層流)，結(jié) 構(gòu)誘導(dǎo)的多漩渦在該類混合中起主導(dǎo)作用，動(dòng)態(tài)虛擬電極25產(chǎn)生的空間非均勻電場起輔 助作用。初步高速樣品流在混合腔M中進(jìn)行最終的混合，得到最終高速樣品流；(d)最終高速樣品流由圓形的混合腔M引向樣品出口，在樣品出口中插入一根出 口微管，通過出口微管導(dǎo)出最終高速樣品流至收集裝置，完成整個(gè)混合過程。為進(jìn)一步增強(qiáng) 混合效果可設(shè)計(jì)多單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，多次執(zhí)行混合步驟(b)和步驟(C)。(2)柔性混合模式對(duì)于易損傷的生物活性材料來說，過高流速所產(chǎn)生的剪切力 和劇烈碰撞會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大的損傷，造成混合后不能繼續(xù)研究其特性。本發(fā)明所提供的微 混合器可根據(jù)生物活性材料的特性實(shí)現(xiàn)最小損傷的柔性混合。
本發(fā)明的一種多模式微混合器芯片的柔性混合方法，包括以下幾個(gè)步驟(a)在上基板導(dǎo)電薄膜13和下基板透明導(dǎo)電薄膜33之間加交流電信號(hào)，在第一樣 品入口及第二樣品入口中分別插入第一入口微管及第二入口微管，兩種樣品分別通過移液 器，批量由第一入口微管及第二入口微管注入第一樣品入口及第二樣品入口；(b)兩種樣品在曲線形流道23入口處匯合形成低速樣品流，注入曲線形通道，低 速樣品流通過帶縮擴(kuò)結(jié)構(gòu)的曲線形流道23引入圓形的混合腔24，由于采用移液器作為低 速外驅(qū)動(dòng)設(shè)備，在曲線形流道23中低速樣品流運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生漩渦，帶縮擴(kuò)結(jié)構(gòu)的曲線形流道 23相當(dāng)于普通流道，起把低速樣品流引入圓形混合腔M的作用。(c)通過數(shù)字式微反射器將”螺旋槳”形的動(dòng)態(tài)縮微光圖案投射到混合腔M正下 方位置的光電導(dǎo)層32上，形成”螺旋槳”形動(dòng)態(tài)虛擬電極25，并在圓形混合腔M中產(chǎn)生空 間非均勻電場，推動(dòng)低速樣品流進(jìn)行柔性混合，光圖案的光色、光強(qiáng)、“螺旋槳”的葉片數(shù)、旋 轉(zhuǎn)速率和方向可根據(jù)實(shí)際混合需求進(jìn)行調(diào)整，低速樣品流在混合腔M中進(jìn)行初始的混合， 得到最終低速樣品流；(d)最終低速樣品流由混合腔M引向樣品出口，在樣品出口中插入一根出口微 管，在樣品出口處加負(fù)壓，通過出口微管導(dǎo)出最終低速樣品流至收集裝置，完成整個(gè)混合過程。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種多模式微混合器芯片，其特征在于，包括η個(gè)樣品入口、m個(gè)樣品出口、上基板 (1)和下基板(3)，所述上基板(1)通過流道層( 和下基板(3)固聯(lián)為一體；所述上基板 (1)包括上基板基底材料層(14)和設(shè)置在上基板基底材料層(14)下表面的上基板導(dǎo)電薄 膜(13)；所述流道層(2)包括曲線形流道03)和與曲線形流道03) —端相連接的混合腔 (M)，所述曲線形流道的另一端與η個(gè)樣品入口相連接，所述混合腔04)的另一端 與m個(gè)樣品出口相連接；所述曲線形流道03)包括主曲線流道031)和設(shè)置在主曲線流 道031)上的突擴(kuò)結(jié)構(gòu)032)；所述下基板C3)從上往下依次設(shè)有絕緣層(31)、光電導(dǎo)層 (32)、下基板透明導(dǎo)電薄膜(3 和下基板透明基底材料層(34)，且四者固聯(lián)為一體；其中，η為正整數(shù)且不小于2，m為正整數(shù)且不小于1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式微混合器芯片，其特征在于，所述樣品入口設(shè)有兩個(gè)， 所述樣品出口設(shè)有一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式微混合器芯片，其特征在于，所述混合腔04)的縱截 面尺寸大于任意段曲線形流道03)的縱截面尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式微混合器芯片，其特征在于，所述突擴(kuò)結(jié)構(gòu)(232)的排 布方式可為沿主曲線流道(231)側(cè)壁的陣列排布或沿主曲線流道(231)側(cè)壁的隨機(jī)排布或 置于曲線形流道03)中用于連接相鄰的兩主曲線流道031)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式微混合器芯片，其特征在于，所述主曲線流道(231)的 形狀為對(duì)稱及非對(duì)稱的正弦線形或螺旋線形或半圓弧形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式微混合器芯片，其特征在于，所述突擴(kuò)結(jié)構(gòu)(232)的形 狀為任意多邊形。
7.權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的多模式微混合器芯片的高通量混合方法，其特征在 于，包括以下幾個(gè)步驟(a)在上基板導(dǎo)電薄膜(1 和下基板透明導(dǎo)電薄膜(3 之間加交流電信號(hào)，在η個(gè)樣 品入口中分別插入一根入口微管，η種樣品分別通過高速外驅(qū)動(dòng)設(shè)備持續(xù)由入口微管注入 對(duì)應(yīng)的樣品入口；(b)n種樣品在曲線形流道入口處匯合后形成高速樣品流，注入曲線形流道(23)， 高速樣品流在曲線形流道中進(jìn)行初步混合，得到初步高速樣品流；(c)初步高速樣品流注入混合腔04)中，通過微反射器將動(dòng)態(tài)縮微光圖案投射到混合 腔04)正下方位置的光電導(dǎo)層(3 上，初步高速樣品流在混合腔04)中進(jìn)行最終的混 合，得到最終高速樣品流；(d)最終高速樣品流由混合腔04)引向m個(gè)樣品出口，在m個(gè)樣品出口中分別插入一 根出口微管，通過出口微管導(dǎo)出最終高速樣品流至收集裝置，完成整個(gè)混合過程；其中，η為正整數(shù)且不小于2，m為正整數(shù)且不小于1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多模式微混合器芯片的高通量混合方法，其特征在于，所述 高速外驅(qū)動(dòng)設(shè)備為注射泵。
9.權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的多模式微混合器芯片的柔性混合方法，其特征在于， 包括以下幾個(gè)步驟(a)在上基板導(dǎo)電薄膜(1 和下基板透明導(dǎo)電薄膜(3 之間加交流電信號(hào)，在η個(gè)樣 品入口中分別插入一根入口微管，η種樣品分別通過低速外驅(qū)動(dòng)設(shè)備批量由入口微管注入對(duì)應(yīng)的樣品入口；(b)n種樣品在曲線形流道入口處匯合后形成低速樣品流，注入曲線形流道(23)， 低速樣品流通過曲線形流道引入混合腔04)；(c)通過微反射器將動(dòng)態(tài)縮微光圖案投射到混合腔04)正下方位置的光電導(dǎo)層(32) 上，低速樣品流在混合腔04)中進(jìn)行初始混合，得到最終低速樣品流；(d)最終低速樣品流由混合腔04)引向m個(gè)樣品出口，在m個(gè)樣品出口中分別插入一 根出口微管，在樣品出口處加負(fù)壓，通過出口微管導(dǎo)出最終低速樣品流至收集裝置，完成整 個(gè)混合過程；其中，η為正整數(shù)且不小于2，m為正整數(shù)且不小于1。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多模式微混合器芯片的柔性混合方法，其特征在于，所述低 速外驅(qū)動(dòng)設(shè)備為移液器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多模式微混合器芯片包括n個(gè)樣品入口、m個(gè)樣品出口、上基板和下基板，所述上基板通過流道層和下基板固聯(lián)為一體；所述上基板包括上基板基底材料層和設(shè)置在上基板基底材料層下表面的上基板導(dǎo)電薄膜；所述流道層包括曲線形流道和與曲線形流道一端相連接的混合腔，所述曲線形流道的另一端與n個(gè)樣品入口相連接，所述混合腔的另一端與m個(gè)樣品出口相連接；所述曲線形流道包括主曲線流道和設(shè)置在主曲線流道上的突擴(kuò)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠在流速較高的情況下，實(shí)現(xiàn)樣品的高通量混合，在流速較低的情況下，實(shí)現(xiàn)易損傷生物活性材料的低損傷柔性混合，且在一定程度上克服了目前微混合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈活性及通用性差的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01F5/06GK102120153SQ201010600719
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者倪中華, 朱曉璐, 陳科, 項(xiàng)楠 申請(qǐng)人:東南大學(xué)