微流控技術(shù)是一種精確控制和操縱微尺度流體的一種技術(shù),在化學(xué)分析和生物醫(yī)療等方面扮演著重要的角色,液滴微流控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展很多年了,是一種基于連續(xù)流微流控系統(tǒng)開發(fā)的非連續(xù)流微流控技術(shù),即該技術(shù)是使用兩種互不相容的流體通過某種途徑或者方法生成離散的微尺度液滴。該技術(shù)具有高通量,體積微小,節(jié)省樣品,無交叉污染等優(yōu)點,因此廣泛應(yīng)用于細(xì)胞分析,藥物篩選,分子診斷,化學(xué)合成,納米材料制備等諸多領(lǐng)域。該技術(shù)利用微流控通道中液滴的受控生產(chǎn)以及將后續(xù)的一系列操作結(jié)合起來,以達(dá)到我們在實際工程中的復(fù)雜的需求。控制微流液滴的產(chǎn)生的尺寸在諸多領(lǐng)域中就顯得尤為重要,微流液滴的產(chǎn)生的尺寸是由微流通道的幾何條件和流量決定的,因此,我們必須增加微流芯片的復(fù)雜度來達(dá)到更多的外部控制,例如利用熱或者磁效應(yīng)系統(tǒng)來達(dá)到控制的目的,但是這些方法在生物領(lǐng)域具有很強(qiáng)的局限性。因此使用電場來驅(qū)動控制是一個非常有前景的辦法,首先,微流芯片上的電極的集成可以使用簡單的技術(shù)來完成;其次,驅(qū)動控制的方法也比較簡單,易于操作。另外,我們知道從液滴產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)來看,可以分為3類:（1）T型結(jié)構(gòu);（2）流動匯聚型;（3）共軸聚焦法,其中T型結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

T-junction基本結(jié)構(gòu)示意圖

第二章常見的微流芯片結(jié)構(gòu)與液滴形成原理72.2流動匯聚型結(jié)構(gòu)及液滴形成原理如圖2-2所示的流動匯聚型基本結(jié)構(gòu)示意圖，紅色代表連續(xù)相，白色代表分散相，它們分別處于不同的通道中，然后連續(xù)相和分散相在十字交叉結(jié)構(gòu)處匯聚在一起，因此流動匯聚型結(jié)構(gòu)中分散相破裂分解成一系列離散的微流液滴是連續(xù)相發(fā)生的夾帶聚焦和分散相遭到來自上下兩側(cè)的對稱的連續(xù)相的剪切力的影響的結(jié)果。這種方式主要利用的是界面的毛細(xì)不穩(wěn)定性，并且流動匯聚型結(jié)構(gòu)生成液滴的通道的雷諾數(shù)很小，一般在0.01到0.1之間，因此在流動匯聚型結(jié)構(gòu)中界面張力起著主導(dǎo)作用，慣性力的作用是比不過黏性應(yīng)力的。相對于T型結(jié)構(gòu)而言，T型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴是沒有流動匯聚型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴更容易被控制，也沒有流動匯聚型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴更穩(wěn)定，而且T型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴的尺寸范圍要比流動匯聚型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴的尺寸范圍要更校2.3共軸聚焦結(jié)構(gòu)及液滴形成原理如圖2-3所示的共軸聚焦基本結(jié)構(gòu)圖，此時連續(xù)相通道和分散相通道有著相同的軸線，分散相通道是一端被做成尖嘴形狀的毛細(xì)管，并且毛細(xì)管處于連續(xù)相通道中，當(dāng)連續(xù)相和分散相分別以一定的速度向前流動時，將在毛細(xì)管尖嘴處形成一系列離散的微流液滴。共軸聚焦法生成液滴的主要原理是兩相界面的開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性圖2-2流動匯聚型基本結(jié)構(gòu)示意圖圖2-3共軸聚焦基本結(jié)構(gòu)示意圖

第二章常見的微流芯片結(jié)構(gòu)與液滴形成原理72.2流動匯聚型結(jié)構(gòu)及液滴形成原理如圖2-2所示的流動匯聚型基本結(jié)構(gòu)示意圖，紅色代表連續(xù)相，白色代表分散相，它們分別處于不同的通道中，然后連續(xù)相和分散相在十字交叉結(jié)構(gòu)處匯聚在一起，因此流動匯聚型結(jié)構(gòu)中分散相破裂分解成一系列離散的微流液滴是連續(xù)相發(fā)生的夾帶聚焦和分散相遭到來自上下兩側(cè)的對稱的連續(xù)相的剪切力的影響的結(jié)果。這種方式主要利用的是界面的毛細(xì)不穩(wěn)定性，并且流動匯聚型結(jié)構(gòu)生成液滴的通道的雷諾數(shù)很小，一般在0.01到0.1之間，因此在流動匯聚型結(jié)構(gòu)中界面張力起著主導(dǎo)作用，慣性力的作用是比不過黏性應(yīng)力的。相對于T型結(jié)構(gòu)而言，T型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴是沒有流動匯聚型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴更容易被控制，也沒有流動匯聚型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴更穩(wěn)定，而且T型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴的尺寸范圍要比流動匯聚型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的液滴的尺寸范圍要更校2.3共軸聚焦結(jié)構(gòu)及液滴形成原理如圖2-3所示的共軸聚焦基本結(jié)構(gòu)圖，此時連續(xù)相通道和分散相通道有著相同的軸線，分散相通道是一端被做成尖嘴形狀的毛細(xì)管，并且毛細(xì)管處于連續(xù)相通道中，當(dāng)連續(xù)相和分散相分別以一定的速度向前流動時，將在毛細(xì)管尖嘴處形成一系列離散的微流液滴。共軸聚焦法生成液滴的主要原理是兩相界面的開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性圖2-2流動匯聚型基本結(jié)構(gòu)示意圖圖2-3共軸聚焦基本結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非均勻和均勻電場下液滴的形變及運動行為[J]. 陳慶國,宋春輝,梁雯,劉增,趙忠山,魏新勞.  高電壓技術(shù). 2016(03)



本文編號：3279206