微流控混合结构以及微流控芯片的制作方法

本发明涉及微流控，具体为微流控混合结构以及微流控芯片。

背景技术：

1、微流控混合以微流控芯片为操作平台，基于微米尺度的技术，用于在小型通道中处理和操作流体。通常使用微型流道和微阀门等微加工技术来控制液体的流动和混合，以实现化学和生物反应，常见的液滴混合方式为湍流运动或分子融合，湍流混合的主要特点是流体中存在各种尺度的湍动涡旋，这些湍动涡旋将流体不同部分混合在一起，湍流混合的特点使得流体能够快速、高效地实现混合。

2、形成湍流的条件如高雷诺系数、高能量输入、大梯度等，在同等缩小至微流控芯片中时，由于体积限制，液体流动属于层流,基本很难形成对应湍流效应，因此在微流道中大多数流体混匀是通过分子融合完成的，但分子融合微流体的流道需要有足够长的流道供分子在流道流动内融合，整体微流体的流道冗长赘余，合成效率低下。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了微流控混合结构以及微流控芯片，解决了上述背景中提到的问题。

2、本发明提供如下技术方案：微流控混合结构，包括：进液通道、汇合通道、混合单元、出液通道和出液口；

3、所述混合单元设置于所述汇合通道与所述出液通道之间，所述混合单元通过所述汇合通道与所述进液通道相互连通，所述混合单元通过所述出液通道与所述出液口相互连通；

4、所述混合单元包括至少一个腰形混合器，所述腰形混合器具有一入口、一出口以及连通所述入口与所述出口的环形流道，任意相邻的两个腰形混合器通过混合通道相互连通；

5、其中，所述环形流道的横截面为腰圆结构，所述腰形混合器的入口和出口以所述腰圆结构的对称轴呈镜像对称设置。

6、优选的，所述汇合通道与所述出液通道均为直线形排布。

7、优选的，所述汇合通道与所述出液通道同轴设置。

8、优选的，所述进液通道包括第一进液通道和第二进液通道，所述第一进液通道、所述第二进液通道与所述汇合通道组成“y”字型通道。

9、优选的，任意相邻的两个腰形混合器中，前一个腰形混合器的对称轴与后一个腰形混合器的对称轴所呈夹角为偏移角，所述偏移角的大小根据所述第一进液通道与所述第二进液通道的进液量之比设置。

10、优选的，任意相邻的两个腰形混合器中，前一个腰形混合器的对称轴与后一个腰形混合器的对称轴所呈夹角为°。

11、优选的，所述混合通道沿汇合通道的长度方向呈直线形排布。

12、优选的，所述汇合通道、所述进液通道、所述出液通道以及环形流道的尺寸均为微米级。

13、相应的，本发明还提供一种微流控芯片，所述微流控芯片包括如上所述的微流控混合结构。

14、与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

15、1、该微流控混合结构，通过设置汇合通道、进液通道、腰形混合器和混合通道，不同液体经进液通道流入汇合通道汇合，再流入腰形混合器，每一个腰形混合器均设有出入口，使腰形混合器分为两段通道，汇合通道内的液体通过腰形混合器分流再混合，液体流入腰形混合器的区域不同，在腰形混合器的分流合拢的过程中起到了交叉碰撞混匀效果，经过反复折叠拉伸后，有较好的混合效果，所需流道长度短，混合时间缩短，提高合成效率。

16、2、该微流控混合结构，相邻两个所述腰形混合器的夹角为60°，腰形混合器倾斜设置，且出入口使腰形混合器分为两段长短不同的流道，流体进入腰形混合器时通过的路径长短有所差异，这使得两段流道形成不同的流速和流量，提高液体混合效果。

技术特征：

1.一种微流控混合结构，其特征在于，包括：进液通道(2)、汇合通道(1)、混合单元、出液通道(4)和出液口(5)；

2.根据权利要求1所述的微流控混合结构，其特征在于，所述汇合通道(1)与所述出液通道(4)均为直线形排布。

3.根据权利要求2所述的微流控混合结构，其特征在于，所述汇合通道(1)与所述出液通道(4)同轴设置。

4.根据权利要求2所述的微流控混合结构，其特征在于，所述进液通道(2)包括第一进液通道和第二进液通道，所述第一进液通道、所述第二进液通道与所述汇合通道(1)组成“y”字型通道。

5.根据权利要求4所述的微流控混合结构，其特征在于，任意相邻的两个腰形混合器(31)中，前一个腰形混合器(31)的对称轴与后一个腰形混合器(31)的对称轴所呈夹角为偏移角，所述偏移角的大小根据所述第一进液通道与所述第二进液通道的进液量之比设置。

6.根据权利要求1所述的微流控混合结构，其特征在于，任意相邻的两个腰形混合器(31)中，前一个腰形混合器(31)的对称轴与后一个腰形混合器(31)的对称轴所呈夹角为60°。

7.根据权利要求1所述的微流控混合结构，其特征在于，所述混合通道(32)沿汇合通道(1)的长度方向呈直线形排布。

8.根据权利要求1所述的微流控混合结构，其特征在于，所述汇合通道(1)、所述进液通道(2)、所述出液通道(4)以及环形流道的尺寸均为微米级。

9.一种微流控芯片，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的微流控混合结构。

技术总结
本发明涉及微流控技术领域，且公开了微流控混合结构，包括：进液通道、汇合通道、混合单元、出液通道和出液口，所述混合单元设置于所述汇合通道与所述出液通道之间，所述混合单元通过所述汇合通道与所述进液通道相互连通。该微流控混合结构，通过设置汇合通道、进液通道、腰形混合器和混合通道，不同液体经进液通道流入汇合通道汇合，再流入腰形混合器，每一个腰形混合器均设有出入口，使腰形混合器分为两段通道，汇合通道内的液体通过腰形混合器分流再混合，液体流入腰形混合器的区域不同，在腰形混合器的分流合拢的过程中起到了交叉碰撞混匀效果，经过反复折叠拉伸后，有较好的混合效果，所需流道长度短，混合时间缩短，提高合成效率。

技术研发人员：王德明,尤晓虎,王世钟
受保护的技术使用者：东富龙生命科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1