一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构及方法

1.本发明涉及试剂配制、微纳流技术领域，尤其涉及一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构及方法。


背景技术：

2.在工农业生产和科学研究中，经常需要精确配制一定物质的量浓度的溶液，试剂浓度的配制较为困难，需要对配制的各环节严格控制，现多为人工配制，人工配制费时费力，准确性低，且不能同时进行多种试剂浓度的配制，一次只能配制一种浓度的试剂。在配制时，操作人员防护措施不当，容易发生人身伤害事故。人工配制还容易导致试剂污染，操作人员需要用多种仪器来完成配制，效率低且容易影响精度。因此亟需研发一种配制效率高、安全、省时省力的溶液配制装置。


技术实现要素：

3.为了解决以上技术问题，本发明提供了一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构及方法，本发明的目的是为了实现试剂配制的自动化，只需要调节芯片各因素，即可实现同时自动化进行多种不同试剂浓度的配制，还可同时进行多种试剂浓度的配制。
4.本发明是通过以下措施实现的，一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构，其中，包括溶液进口一、溶液进口二，一端与所述溶液进口一相连通的微流通道，所述微流通道的另一端分别连通微流通道二和微流通道三，所述微流通道二和微流通道三的下端各连接一个u形阻力通道，两个阻力u形通道下端分别通过微流通道连接有溶液出口一和溶液出口二。
5.所述溶液出口一和溶液出口二分别连通有微流通道四和微流通道五，所述微流通道四和微流通道五上端连通在微流通道六上，所述微流通道六与所述溶液进口二相连通。
6.作为本发明提供的一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构进一步优化方案，所述阻力u形通道包括若干个首尾依次连通的u形管和等间距设置在u形管两横向内壁上的若干个阻力板，所述阻力板的高度是u形管直径的一半。
7.作为本发明提供的一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构进一步优化方案，与所述微流通道二下端连接一个u形阻力通道的u形通道数量是与微流通道三下端连接的u形阻力通道的u形通道的2倍。
8.作为本发明提供的一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构进一步优化方案，所述溶液进口一与溶液进口二位置在同一水平面上。
9.作为本发明提供的一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构进一步优化方案，所述溶液出口一的位置高出所述溶液出口二的位置。
10.作为本发明提供的一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构进一步优化方案，所述微流控通道由聚二甲基硅氧烷材料制成。
11.为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供了一种自动配制两种酒精浓度的微
流控芯片结构的配制方法，包括以下步骤：
12.s1、溶液进口一通过程序泵泵入一定量的纯酒精，溶液进口二通过程序泵泵入一定量的水；
13.s2、溶液进口一泵入的酒精流入微流通道，微流通道有两条支路微流通道二和微流通道三，每个支路的微流通道内有u形通道，u形通道内的阻力板对流体产生阻力，由于两个支路微流通道内的u形通道数量不同，两条支路微流通道流体所受阻力不同，使得两条支路微流通道的流量也不同，支路微流通道三的流量大于微流通道三；
14.s3、溶液进口二泵入的水流入微流通道六中，微流通道六同样拥有两条支路微流通道四和微流通道五，由于微流通道四和微流通道五内为设置u形通道与阻力板，微流通道四和微流通道五流体所受阻力相同，两条支路通道的流量相同；
15.s4、由于支路微流通道二和微流通道三流体所受阻力差异，由溶液进口一进入两条支路通道的酒精流量不同；
16.由于支路微流通道四和微流通道五流体所受阻力相同，一次由溶液进口二进入两条支路通道的水流量相同；
17.支路微流通道二的纯酒精与支路微流通道三的水在微流通道混合，得到一定浓度的酒精溶液，并从溶液出口二流出，支路微流通道三的纯酒精与支路微流通道四的水在微流通道中混合，得到另一种浓度的酒精溶液，并从溶液出口一流出；
18.通过控制酒精和水的进口流量、调节微流通道两条支路的微流通道二和微流通道三的u形通道数量，调节阻力板大小和数量，在溶液出口一和溶液出口二得到两种不同浓度含量的酒精溶液。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
20.1.本发明自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构的微流控结构，实施起来高度自动化，省时省力精度高。
21.2.本发明自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构的微流控结构，设有u型通道，u型板内有阻力板，可对流体施加阻力。
22.3.本发明自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构的微流控结构，在流道支路通道设有不同数量的u型通道，可实现不同流道内流体流量的差异化，进而得到不同浓度的酒精溶液。
23.4.本发明自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构的微流控结构，可改性高，通过控制酒精和水的进口流量、改变通道两条支路通道的u形通道数量，调节阻力板大小、位置和数量，可以在两溶液出口得到两种特定的不同浓度含量的酒精溶液；进一步增加通道的支路通道数量、调节u形通道数量、调节流体进口速度，得到多种特定浓度的酒精溶液。再进一步，可增加进口数，并在各进口通入其他的不同流体，改变支路通道数量、u形通道数量、流体流速，得到多种特定的、不同配制浓度的溶液。
24.5.本发明自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构的微流控结构不仅可以用于试剂浓度配制，还可用于不同试剂及不同含量试剂间的化学反应，可以快速得到两种特定的不同浓度的酒精溶液，省时省力，准确度高,自动化程度高，成本低且操作简单。
附图说明
25.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
26.图1为本发明提供的一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构的示意图。
27.图2为本发明提供的一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构中u形通道及其内的阻力板之间位置关系示意图。
28.其中，附图标记为：1、溶液进口一；1-1、微流通道二；1-2、微流通道三；2、溶液进口二；3、微流通道；4、u形阻力通道；40、u形通道；41、阻力板；5、溶液出口一；6、溶液出口二；7、微流通道四；8、微流通道五；9、微流通道六。
具体实施方式
29.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清楚、完整地描述，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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。
30.如图1、图2所示，本发明提供一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构及方法，一种自动配制两种酒精浓度的微流控芯片结构，其中，包括溶液进口一1、溶液进口二2，一端与溶液进口一1相连通的微流通道3，微流通道3的另一端分别连通微流通道二1-1和微流通道三1-2，微流通道二1-1和微流通道三1-2的下端各连接一个u形阻力通道4，两个阻力u形通道4下端分别通过微流通道连接有溶液出口一5和溶液出口二6；
31.溶液出口一5和溶液出口二6分别连通有微流通道四7和微流通道五8，微流通道四7和微流通道五8上端连通在微流通道六9上，微流通道六9与溶液进口二2相连通。
32.优选地，阻力u形通道4包括若干个首尾依次连通的u形管40和等间距设置在u形管两横向内壁上的若干个阻力板41，阻力板41的高度是u形管直径的一半。
33.优选地，与微流通道二1-1下端连接一个u形阻力通道4的u形通道40数量是与微流通道三1-2下端连接的u形阻力通道4的u形通道40的2倍。
34.优选地，溶液进口一1与溶液进口二2位置在同一水平面上。
35.优选地，溶液出口一5的位置高出溶液出口二6的位置。
36.优选地，微流控通道由聚二甲基硅氧烷材质制成。
37.本发明的工作原理为：将溶液进口一1通过程序泵泵入一定量的纯酒精，溶液进口二2通过程序泵泵入一定量的水，溶液进口一1泵入的酒精流入微流通道3，微流通道3有两条支路微流通道二1-1和微流通道三1-2，每个支路的微流通道内有u形通道40，u形通道40内的阻力板41对流体产生阻力，由于两个支路微流通道内的u形通道40数量不同，两条支路微流通道流体所受阻力不同，使得两条支路微流通道的流量也不同，支路微流通道三1-2的流量大于微流通道三1-1；溶液进口二2泵入的水流入微流通道六9中，微流通道六9同样拥有两条支路微流通道四7和微流通道五8，由于微流通道四7和微流通道五8内为设置u形通道与阻力板，微流通道四7和微流通道五8流体所受阻力相同，两条支路通道的流量相同；由于支路微流通道二1-1和微流通道三1-2流体所受阻力差异，由溶液进口一1进入两条支路通道的酒精流量不同；由于支路微流通道四7和微流通道五8流体所受阻力相同，一次由溶
液进口二2进入两条支路通道的水流量相同；支路微流通道二1-1的纯酒精与支路微流通道三1-2的水在微流通道混合，得到一定浓度的酒精溶液，并从溶液出口二6流出，支路微流通道三1-2的纯酒精与支路微流通道四7的水在微流通道中混合，得到另一种浓度的酒精溶液，并从溶液出口一5流出；通过控制酒精和水的进口流量、调节微流通道3两条支路的微流通道二1-1和微流通道三1-2的u形通道40数量，调节阻力板41大小和数量，在溶液出口一5和溶液出口二6得到两种不同浓度含量的酒精溶液。
38.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。