申请/专利权人：苏州汶颢微流控技术股份有限公司

申请日：2019-01-15

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN109569755B

主分类号：B01L3/00

分类号：B01L3/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2019.04.30#实质审查的生效;2019.04.05#公开

摘要：本发明公开了一种液滴量产装置，包括至少一组液滴发生组，液滴发生组包括一阀体，阀体上固定设置有旋塞阀块，旋塞阀块的侧面开设有贯通的水相主流道和油相主流道，其上分别连接有竖直的水相支流道和油相支流道，且贯通旋塞阀块体；旋塞阀块上设有用于放置微流控芯片的芯片位，阀体上设置有用于固定所述微流控芯片的芯片架以及用于压紧所述芯片架的压紧机构；阀体的侧面开设有一对分别水平贯通水相支流道和油相支流道的阀孔，阀孔中插接有一对旋塞阀杆，旋塞阀杆上具有通孔；当转动旋塞阀杆时，能够实现水相支流道和油相支流道的通断。本发明的液滴量产装置，只需旋转旋塞阀杆就可实现流道的通断，使用便利。

主权项：1.一种液滴量产装置，包括至少一组液滴发生组，其特征在于，所述液滴发生组包括一阀体，所述阀体上固定设置有旋塞阀块，所述旋塞阀块的侧面开设有贯通的水相主流道和油相主流道，所述水相主流道和油相主流道上分别连接有竖直的水相支流道和油相支流道，且水相支流道和油相支流道贯通旋塞阀块；旋塞阀块上设有用于放置微流控芯片的芯片位，阀体上设置有用于固定所述微流控芯片的芯片架以及用于压紧所述芯片架的压紧机构；所述阀体的侧面开设有一对分别水平贯通所述水相支流道和油相支流道的阀孔，所述阀孔中插接有一对旋塞阀杆，所述旋塞阀杆上具有通孔；当转动所述旋塞阀杆时，能够实现水相支流道和油相支流道的通断。

全文数据：液滴量产装置技术领域本发明涉及微流体控制技术领域，具体涉及一种液滴量产装置。背景技术随着液滴控制技术的发展与成熟，微流控液滴系统已成为一个在微观尺寸上进行化学和生物学研究的重要平台，并成功应用到蛋白结晶、酶分析、化学合成、单分子单细胞研究等分子与细胞生物学及分析化学研究领域中，而上述领域很多场合液滴直径对实验效果有至关重要的影响。目前，基于微流控芯片已被广泛用于生成微液滴。研究人员利用软光刻工艺加工具备微米量级的微液滴芯片。首先，研究人员采用厚光刻胶例如：SU-8厚胶和常规光刻技术在硅基基底表面加工出具有微米精度、高深宽比的模具。然后，将PDMS前体及其交联剂混合溶液浇注在此模具表面。经过升温固化处理、模具分离，制备出结构互补的弹性PDMS微流控结构芯片。该PDMS微流控结构芯片与玻璃基片经过一步可逆键合步骤，最终形成封装的微流控芯片用于液滴生成。当微液滴芯片制备成功后，在其样品入口、微液滴生成出口利用机械加工工艺打孔，装配进样管、出样管。“油相”样品、“水相”样品通过手工方式吸入到注射器中。然后，通过外部注射泵将“油相”样品、“水相”样品经过进样管注入微液滴芯片中。最后，生成的微液滴经过出样管被收集到常规实验耗材中，例如EP管。目前的液滴量产装置，其水相流道和油相流道的通断采用旋转抽拉结构或针阀式结构来实现，但是抽拉结构效率太低，用力太大，方案随可行但实际使用效果不理想。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种液滴量产装置，采用旋塞机构控制流道的通断，只需旋转旋塞阀杆就可实现流道的通断，使用便利。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液滴量产装置，包括至少一组液滴发生组；所述液滴发生组包括一阀体，所述阀体上固定设置有旋塞阀块，所述旋塞阀块的侧面开设有贯通的水相主流道和油相主流道，所述水相主流道和油相主流道上分别连接有竖直的水相支流道和油相支流道，且水相支流道和油相支流道贯通旋塞阀块；旋塞阀块上设有用于放置微流控芯片的芯片位，阀体上设置有用于固定所述微流控芯片的芯片架以及用于压紧所述芯片架的压紧机构；所述阀体的侧面开设有一对分别水平贯通所述水相支流道和油相支流道的阀孔，所述阀孔中插接有一对旋塞阀杆，所述旋塞阀杆上具有通孔；当转动所述旋塞阀杆时，能够实现水相支流道和油相支流道的通断。作为优选，所述旋塞阀杆上位于水相支流道和油相支流道两侧的位置均套设有密封圈。作为优选，所述旋塞阀块上位于水相支流道和油相支流道的出口处均设置有过滤器。作为优选，所述旋塞阀块上位于水相支流道和油相支流道的出口处开设有凹槽，所述凹槽中设置有芯片密封垫。作为优选，所述芯片架包括第一芯片架和第二芯片架，所述第一芯片架呈L型，其一端插合于阀体上的插槽中，另一端贴合于阀体上；所述第二芯片架水平固定连接于第一芯片架上，并通过所述压紧机构压紧。作为优选，所述第二芯片架的前端设置有胶垫定位条。作为优选，所述压紧机构包括一压紧块、一连接块、一压杆以及一对连杆，所述压紧块用于压紧芯片架，其顶部转动连接于所述连接块上；所述阀体的两侧固定设置有阀体夹板，所述连接块和压杆均铰接于所述阀体夹板上，且所述连接块和压杆通过一对连杆活动连接。作为优选，所述液滴量产装置包括至少两组相互并联的液滴发生组，且相邻两个液滴发生组上的水相主流道和油相主流道对应连通，且所述连通处设有密封圈。作为优选，所述液滴量产装置还包括一阀体支架，多个并联的液滴发生组通过固定件锁合于所述阀体支架上。作为优选，所述阀体支架上形成有分别与所述水相主流道和油相主流道连通的水相接头和油相接头。作为优选，所述液滴量产装置还包括两组相互连通的恒压泵与原料存储密封瓶，所述原料存储密封瓶通过胶管分别连接于所述水相接头和油相接头上。本发明的有益效果：本发明的液滴量产装置，在阀体的侧面开设贯通水相支流道和油相支流道的阀孔，阀孔中插接旋塞阀杆，且旋塞阀杆上具有通孔；通过旋转旋塞阀杆就可实现水相支流道和油相支流道的通断，从而避免了芯片堵塞后繁琐的操作流程，保证了产量；本发明的液滴量产装置，由并列排布的可变数量的液滴发生组组成，能够批量生产液滴；根据产能的需要，可通过增加与减少液滴发生组来调节产能；可单组监控液滴生产的质量，当某一组出现液滴问题时，可对这一组进行停止作业，而不影响其他组的生产，从而克服了常规单组液滴生产的数量与效率瓶颈。附图说明图1是本发明一实施例的液滴量产装置的结构示意图；图2是图1中单个液滴发生组的结构示意图；图3是图1中单个液滴发生组的侧视图；图4是图3沿A-A截面的剖视图；图5是图3沿B-B截面的剖视图；图6是图3沿C-C截面的剖视图；图中标号说明：100、阀体支架；110、水相接头；120、油相接头；130、固定件；200、液滴发生组；210、阀体；211、阀体夹板；220、旋塞阀块；221、水相主流道；222、油相主流道；223、水相支流道；224、油相支流道；230、旋塞阀杆；231、扭杆；232、通孔；241、第一芯片架；242、第二芯片架；243、胶垫定位条；251、压紧块；252、连接块；253、连杆；254、压杆；260、密封圈。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。参照图1所示，本发明的液滴量产装置的一实施例，用于与微流控芯片配合产生微液滴。其包括六组并联在一起的液滴发生组200以及一对阀体支架100，其中，一对阀体支架100位于液滴发生组200的两侧，通过固定件130将六组液滴发生组200锁合固定在一起。在一阀体支架100上旋接有水相接头110和油相接头120，用于连通外部的水相和油相。具体的，参见图2-3，每个液滴发生组200均包括一阀体210，阀体210上固定设置有旋塞阀块220，阀体210的两侧固定设置有阀体夹板211。旋塞阀块220的侧面开设有贯通的水相主流道221和油相主流道222，水相主流道221和油相主流道222上分别连接有竖直的水相支流道223和油相支流道，且水相支流道223和油相支流道贯通旋塞阀块220。其中，水相主流道221和油相主流道222用于在各个阀之间输送水相和油相，水相支流道223和油相支流道用于将水相和油相导引至微流控芯片中以产生微液滴。当将多组液滴发生组200并联在一起时，相邻两个液滴发生组200上的水相主流道221和油相主流道222对应连通，且所述连通处设有密封圈260，以防止漏液。为了实现水相支流道223和油相支流道的通断，以控制微液滴的产生，本发明中，在阀体210的侧面开设有一对分别水平贯通所述水相支流道223和油相支流道的阀孔，每个阀孔中均插接有一旋塞阀杆230，且旋塞阀杆230位于水相支流道223或油相支流道中的部分具有通孔232。因此，当转动旋塞阀杆230，使得通孔232的走向与水相支流道223或油相支流道一致时，此时水相支流道223或油相支流道导通；当转动旋塞阀杆230，使得通孔232朝向水相支流道223或油相支流道的内壁，此时水相支流道223或油相支流道中断。为了方便转动旋塞阀杆230，本实施例中，在旋塞阀杆230伸出阀孔的部分上设有扭杆231。此外，为防止漏液，旋塞阀杆230上位于水相支流道223和油相支流道224两侧的位置均套设有密封圈260。请参见图4-6，旋塞阀块220上位于水相支流道223和油相支流道出口的位置均开设有凹槽，所述凹槽中设置有芯片密封垫212212。在旋塞阀块220上用于放置微流控芯片的芯片位，当微流控芯片放置于所述芯片位上时，芯片上的水相进口和油相进口分别与对应的凹槽相连通，从而水相和油相得以进入到芯片对应的微流道中。本实施例中，水相支流道223和油相支流道的出口处还设置有过滤器。阀体夹板211上还设有固定所述微流控芯片的芯片架，本实施例中，该芯片架具体包括第一芯片架241和第二芯片架242，其中，所述第一芯片架241呈L型，其一端插合于阀体210上的插槽中，另一端贴合于阀体夹板211的顶部；第二芯片架242通过螺丝水平固定连接于第一芯片架241上。阀体210上还固定设置有用于压紧芯片架的压紧机构，本实施例中，所述压紧机构包括一压紧块251、一连接块252、一压杆254以及一对连杆253，所述压紧块251的顶部形成有圆柱状旋转杆255，所述连接块252整体呈三角形，连接块252的底部的前端形成有与所述旋转杆255配合的凹槽，所述旋转杆255嵌设于所述凹槽中，从而所述压紧块251可以沿连接块252转动。所述连接块252后端的下部位置和压杆254的中部位置均铰接于所述阀体夹板211上，且所述连接块252后端的的上部位置和压杆254的前端部通过一对连杆253活动连接。本实施例的压紧机构的工作流程为：当向上扳动压杆254时，压杆254的前端部向下运动，带动连杆253，从而使得连接块252沿其下部位置的铰接处顺时针转动，连接块252前端向上翘起，带动压紧块251抬升，即实现了松开。当向下扳动压杆254上，压杆254的前端部向上运动，带动连杆253，从而使得连接块252沿其下部位置的铰接处逆时针转动，连接块252前端向下运动，带动压紧块251下降；当压杆254处于水平状态时，压紧机构处于临界状态，此时压紧块251对芯片架的压紧力突然增大，且压杆254处于自锁的状态。由于芯片上设有多个微液滴出口，需要连接多个外部管路以将微液滴导出。本实施例中，在外部管路与微液滴出口的连接处设置有多个管路定位胶垫，优选为氟胶垫，其起到了定位管路和密封的作用。另外，在第二芯片架242的前端设置有用于固定管路定位胶垫的胶垫定位条243。在一种实施方式中，液滴量产装置还包括两组相互连通的恒压泵与原料存储密封瓶，原料存储密封瓶通过胶管分别连接于所述水相接头110和油相接头120上。其中，原料存储密封瓶用于储存水相和油相，通过恒压泵产生压力，将水相或油相压到水相接头110和油相接头120上。在另一些实施方式中，原料存储密封瓶与水相接头110和油相接头120之间还设有过滤器和或流量计。本实施例的液滴量产装置，在阀体的侧面开设贯通水相支流道和油相支流道的阀孔，阀孔中插接旋塞阀杆，且旋塞阀杆上具有通孔；通过旋转旋塞阀杆就可实现水相支流道和油相支流道的通断，从而避免了芯片堵塞后繁琐的操作流程，保证了产量；其次，本实施例的液滴量产装置，由并列排布的可变数量的液滴发生组组成，能够批量生产液滴；根据产能的需要，可通过增加与减少液滴发生组来调节产能；另外，每个液滴发生组都能够独立产生液滴而互不影响，因此可单组监控液滴生产的质量，当某一组出现液滴问题时，可对这一组进行停止作业，而不影响其他组的生产，从而克服了常规单组液滴生产的数量与效率瓶颈；再次，本实施例的液滴量产装置，其具有独特的压紧机构，当压杆处于水平状态时，压紧机构处于临界状态，此时压紧块对芯片架的压紧力突然增大，从而牢固地将芯片架压紧，并且此时压杆处于自锁的状态，能够有效地防止压紧机构在工作过程中松开。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

权利要求：1.一种液滴量产装置，包括至少一组液滴发生组，其特征在于，所述液滴发生组包括一阀体，所述阀体上固定设置有旋塞阀块，所述旋塞阀块的侧面开设有贯通的水相主流道和油相主流道，所述水相主流道和油相主流道上分别连接有竖直的水相支流道和油相支流道，且水相支流道和油相支流道贯通旋塞阀块；旋塞阀块上设有用于放置微流控芯片的芯片位，阀体上设置有用于固定所述微流控芯片的芯片架以及用于压紧所述芯片架的压紧机构；所述阀体的侧面开设有一对分别水平贯通所述水相支流道和油相支流道的阀孔，所述阀孔中插接有一对旋塞阀杆，所述旋塞阀杆上具有通孔；当转动所述旋塞阀杆时，能够实现水相支流道和油相支流道的通断。2.如权利要求1所述的液滴量产装置，其特征在于，所述旋塞阀杆上位于水相支流道和油相支流道两侧的位置均套设有密封圈。3.如权利要求1所述的液滴量产装置，其特征在于，所述旋塞阀块上位于水相支流道和油相支流道的出口处均设置有过滤器。4.如权利要求1所述的液滴量产装置，其特征在于，所述旋塞阀块上位于水相支流道和油相支流道的出口处开设有凹槽，所述凹槽中设置有芯片密封垫。5.如权利要求1所述的液滴量产装置，其特征在于，所述芯片架包括第一芯片架和第二芯片架，所述第一芯片架呈L型，其一端插合于阀体上的插槽中，另一端贴合于阀体上；所述第二芯片架水平固定连接于第一芯片架上，并通过所述压紧机构压紧。6.如权利要求5所述的液滴量产装置，其特征在于，所述第二芯片架的前端设置有胶垫定位条。7.如权利要求5所述的液滴量产装置，其特征在于，所述压紧机构包括一压紧块、一连接块、一压杆以及一对连杆，所述压紧块用于压紧芯片架，其顶部转动连接于所述连接块上；所述阀体的两侧固定设置有阀体夹板，所述连接块和压杆均铰接于所述阀体夹板上，且所述连接块和压杆通过一对连杆活动连接。8.如权利要求1所述的液滴量产装置，其特征在于，包括至少两组相互并联的液滴发生组，且相邻两个液滴发生组上的水相主流道和油相主流道对应连通，且所述连通处设有密封圈。9.如权利要求8所述的液滴量产装置，其特征在于，所述液滴量产装置还包括一阀体支架，多个并联的液滴发生组通过固定件锁合固定于所述阀体支架上。10.如权利要求9所述的液滴量产装置，其特征在于，所述阀体支架上形成有分别与所述水相主流道和油相主流道连通的水相接头和油相接头。

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