一種微流控芯片及基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微流控芯片及基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，一種微流控芯片包括液珠通道、聚合通道和集液池，所述液珠通道的流出端通過聚合通道連接至集液池的輸入端，所述液珠通道與聚合通道的連接處垂直設(shè)有進(jìn)樣通道，所述聚合通道上垂直設(shè)有PH控制通道。本發(fā)明一種微流控芯片及基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法能精確地控制微膠囊的大小和形成，制備出均一大小的微膠囊，有效解決了由于粒徑不均一給顯示效果和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)帶來的困難，而且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，能大大減少生產(chǎn)成本。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電泳電子紙產(chǎn)品中。
【專利說明】一種微流控芯片及基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微膠囊制造技術(shù)，尤其涉及一種微流控芯片及基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電泳電子紙?jiān)谑袌錾弦呀?jīng)有產(chǎn)品，其主要的原理是利用膠體化學(xué)中的電泳現(xiàn)象，在透明微膠囊的內(nèi)部加入具有帶電粒子的電泳顏料粒子，并將微膠囊封裝成顯示材料，顯示屏幕由TFT控制。電泳電子紙顯示頻的原理是將帶有不同電荷的顏料粒子包裹進(jìn)微膠囊中，當(dāng)上下極板間的像素格加載上電場時(shí)，帶電的顏料粒子就會(huì)在電場的作用下發(fā)生電泳遷移，依據(jù)同性相斥，異性相吸的理論，兩種不同顏色的顏料粒子就會(huì)發(fā)生分離，通過加載電壓的時(shí)間又可以控制顏料粒子的移動(dòng)，從而顯示出圖像需要的不同灰階，以達(dá)到顯示效果。
[0003]傳統(tǒng)方法制備微膠囊，很難精確控制微膠囊的大小和尺寸，這會(huì)帶來兩個(gè)方面的問題。第一個(gè)是電壓驅(qū)動(dòng)方面，電泳顯示時(shí)，由于不同粒徑的微膠囊顯示同一圖像所需要的加壓時(shí)間不一樣，所以在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序很難滿足每一個(gè)屏幕的要求，特別是對(duì)于批量生產(chǎn)的屏幕來說，由于微膠囊本身的粒徑不一樣，每一批屏幕的驅(qū)動(dòng)波形就不一致，使得驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)存在很大困難。第二個(gè)存在的問題是，由于大小不一的微膠囊混合在一起，很難研究出膠囊粒徑與顯示效果之間的關(guān)系，如果能夠制備出大小完全一致的微膠囊，則有利于研究出什么尺寸的膠囊更有利于圖像的變化和圖像的清晰度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種能控制微膠囊尺寸大小，且結(jié)構(gòu)簡單的一種微流控芯片。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能控制微膠囊尺寸大小一致的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種微流控芯片，包括液珠通道、聚合通道和集液池，所述液珠通道的流出端通過聚合通道連接至集液池的輸入端，所述液珠通道與聚合通道的連接處垂直設(shè)有進(jìn)樣通道，所述聚合通道上垂直設(shè)有PH控制通道。
[0007]作為所述的一種微流控芯片的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液珠通道為單通道或Y型結(jié)構(gòu)通道或陣列型結(jié)構(gòu)通道。
[0008]作為所述的一種微流控芯片的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液珠通道和聚合通道均是深度為50um和寬度為IOOum的通道。
[0009]本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是:
一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，包括以下步驟:
A、將濃度為1%的明膠和阿拉伯膠等比例混合水溶液作為外相溶液； B、將濃度為1.7%的顏料顆粒與四氯乙烯混合溶液作為內(nèi)相溶液；
C、將外相溶液和內(nèi)相溶液分別以不同的流速通過進(jìn)樣通道加入至液珠通道的透明分散介質(zhì)中，生成得到直徑均一的液珠；
D、通過PH控制通道加入流速為10ul/min的PH=3.9的醋酸水溶液至聚合通道的液珠中，得到酸化后的液珠；
E、將酸化后的液珠收集至集液池，并靜置30min；
F、用去離子水對(duì)靜置后的液珠進(jìn)行清洗三遍或三遍以上，得到洗滌后的微膠囊水溶
液；
G、將洗滌后的微膠囊水溶液降至10°C以下；
H、對(duì)降溫后的微膠囊水溶液加入濃度為25%-50%的茂二醛溶液，并晃動(dòng)攪拌，使得茂二醛與微膠囊能充分混合；
1、將混合后的溶液置于4°C的環(huán)境中冷藏10小時(shí)，形成得到固化微膠囊。
[0010]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟F用去離子水對(duì)靜置后的液珠進(jìn)行清洗，包括:
F1、對(duì)靜置后的液珠緩慢加入去離子水；
F2、將液珠靜置直到微膠囊沉降；
F3、除去上層清液。
[0011]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟A中的外相溶液還添加有濃度為0.02%的十二烷基硫酸鈉作為穩(wěn)定劑。
[0012]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述顏料顆粒為耐曬翠綠色淀或二氧化鈦或碳黑染料。
[0013]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B中的內(nèi)相溶液還添加有濃度為1%的的山梨糖醇酐油酸酯作為表面活性劑。
[0014]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟C中的外相溶液的流速為10ul/min，所述步驟C中的內(nèi)相溶液的流速為lul/min。
[0015]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟C中的液珠的直徑為50um。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明一種微流控芯片能通過控制生成的液滴尺寸，從而實(shí)現(xiàn)制備出均一尺寸的微膠囊,而且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單,能大大減少生產(chǎn)成本。
[0017]本發(fā)明的另一個(gè)有益效果是:
本發(fā)明一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法能精確地控制微膠囊的大小和形成，制備出均一大小的微膠囊，有效解決了由于粒徑不均一給顯示效果和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)帶來的困難。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明一種微流控芯片第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2是本發(fā)明一種微流控芯片第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是本發(fā)明一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參考圖1-圖2，圖1是本發(fā)明一種微流控芯片第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖，本發(fā)明一種微流控芯片，包括液珠通道1、聚合通道2和集液池3，所述液珠通道I的流出端通過聚合通道2連接至集液池3的輸入端，所述液珠通道I與聚合通道2的連接處垂直設(shè)有進(jìn)樣通道4，所述聚合通道2上垂直設(shè)有PH控制通道5。
[0020]作為所述的一種微流控芯片的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液珠通道I為單通道或Y型結(jié)構(gòu)通道或陣列型結(jié)構(gòu)通道。
[0021]作為所述的一種微流控芯片的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液珠通道I和聚合通道2均是深度為50um和寬度為IOOum的通道。
[0022]圖3是本發(fā)明一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的步驟流程圖，本發(fā)明一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，包括以下步驟:
A、將濃度為1%的明膠和阿拉伯膠等比例混合水溶液作為外相溶液；
B、將濃度為1.7%的顏料顆粒與四氯乙烯混合溶液作為內(nèi)相溶液； C、將外相溶液和內(nèi)相溶液分別以不同的流速通過進(jìn)樣通道4加入至液珠通道I的透明分散介質(zhì)中，生成得到直徑均一的液珠；
D、通過PH控制通道5加入流速為10ul/min的PH=3.9的醋酸水溶液至聚合通道2的液珠中，得到酸化后的液珠；
E、將酸化后的液珠收集至集液池3，并靜置30min；
F、用去離子水對(duì)靜置后的液珠進(jìn)行清洗三遍或三遍以上，得到洗滌后的微膠囊水溶
液；
G、將洗滌后的微膠囊水溶液降至10°C以下；
H、對(duì)降溫后的微膠囊水溶液加入濃度為25%-50%的茂二醛溶液，并晃動(dòng)攪拌，使得茂二醛與微膠囊能充分混合；
1、將混合后的溶液置于4°C的環(huán)境中冷藏10小時(shí)，形成得到固化微膠囊。
[0023]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟F用去離子水對(duì)靜置后的液珠進(jìn)行清洗，包括:
F1、對(duì)靜置后的液珠緩慢加入去離子水；
F2、將液珠靜置直到微膠囊沉降；
F3、除去上層清液。
[0024]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟A中的外相溶液還添加有濃度為0.02%的十二烷基硫酸鈉作為穩(wěn)定劑。
[0025]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述顏料顆粒為耐曬翠綠色淀或二氧化鈦或碳黑染料。
[0026]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B中的內(nèi)相溶液還添加有濃度為1%的的山梨糖醇酐油酸酯作為表面活性劑。
[0027]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟C中的外相溶液的流速為10ul/min，所述步驟C中的內(nèi)相溶液的流速為lul/min。[0028]作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟C中的液珠的直徑為50um。
[0029]本發(fā)明一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的另一個(gè)實(shí)施例是:
51、將濃度為1%的明膠和阿拉伯膠等比例混合水溶液作為外相溶液；
52、將濃度為1.7%的顏料顆粒與四氯乙烯混合溶液作為內(nèi)相溶液；
53、將外相溶液和內(nèi)相溶液分別以不同的流速通過進(jìn)樣通道4加入至液珠通道I的透明分散介質(zhì)中，生成得到直徑均一的液珠；
54、將液珠收集至集液池3，并將其稀釋至10倍或10倍以上；
55、以20ul/min-40ul/min的流速加入濃度為10%的醋酸水溶液，并同時(shí)一直攪拌，直到液珠溶液的PH值為3.9時(shí)停止加入醋酸水溶液，繼續(xù)攪拌30min ；
56、將液珠溶液降溫至10°C以下，對(duì)其攪拌并加入濃度為25%-50%的戊二醛溶液；
57、將混合后的溶液置于4°C的環(huán)境中冷藏10小時(shí)；
58、用去離子水對(duì)冷藏后的溶液進(jìn)行清洗三遍或三遍以上后對(duì)其進(jìn)行晾干，得到固態(tài)微膠囊。
[0030]其中，將微膠囊收集后，在體外控制反應(yīng)條件。囊壁的厚度是關(guān)鍵，囊壁過厚會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓加載后電泳顯示效果不好，囊壁過薄會(huì)導(dǎo)致微膠囊固化風(fēng)干后無法形成微膠囊粉末。
[0031]以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微流控芯片，其特征在于:包括液珠通道(I)、聚合通道(2)和集液池(3)，所述液珠通道(I)的流出端通過聚合通道(2 )連接至集液池(3 )的輸入端，所述液珠通道(I)與聚合通道(2 )的連接處垂直設(shè)有進(jìn)樣通道(4 )，所述聚合通道(2 )上垂直設(shè)有PH控制通道(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微流控芯片，其特征在于:所述液珠通道(I)為單通道或Y型結(jié)構(gòu)通道或陣列型結(jié)構(gòu)通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微流控芯片，其特征在于:所述液珠通道(I)和聚合通道(2)均是深度為50um和寬度為IOOum的通道。
4.一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，其特征在于，包括以下步驟: A、將濃度為1%的明膠和阿拉伯膠等比例混合水溶液作為外相溶液； B、將濃度為1.7%的顏料顆粒與四氯乙烯混合溶液作為內(nèi)相溶液； C、將外相溶液和內(nèi)相溶液分別以不同的流速通過進(jìn)樣通道(4)加入至液珠通道(I)的透明分散介質(zhì)中，生成得到直徑均一的液珠； D、通過PH控制通道(5)加入流速為10ul/min的PH=3.9的醋酸水溶液至聚合通道(2)的液珠中，得到酸化后的液珠； E、將酸化后的液珠收集至集液池(3)，并靜置30min； F、用去離子水對(duì)靜置后的液珠進(jìn)行清洗三遍或三遍以上，得到洗滌后的微膠囊水溶液； G、將洗滌后的微膠囊水溶液降至10°C以下； H、對(duì)降溫后的微膠囊水溶液加入濃度為25%-50%的茂二醛溶液，并晃動(dòng)攪拌，使得茂二醛與微膠囊能充分混合； 1、將混合后的溶液置于4°C的環(huán)境中冷藏10小時(shí)，形成得到固化微膠囊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，其特征在于:所述步驟F用去離子水對(duì)靜置后的液珠進(jìn)行清洗，包括: F1、對(duì)靜置后的液珠緩慢加入去離子水； F2、將液珠靜置直到微膠囊沉降； F3、除去上層清液。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，其特征在于:所述步驟A中的外相溶液還添加有濃度為0.02%的十二烷基硫酸鈉作為穩(wěn)定劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，其特征在于:所述顏料顆粒為耐曬翠綠色淀或二氧化鈦或碳黑染料。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，其特征在于:所述步驟B中的內(nèi)相溶液還添加有濃度為1%的的山梨糖醇酐油酸酯作為表面活性劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，其特征在于:所述步驟C中的外相溶液的流速為10ul/min，所述步驟C中的內(nèi)相溶液的流速為lul/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，其特征在于:所述步驟C中的液珠的直徑為50um。
【文檔編號(hào)】B01J13/02GK103934048SQ201410147757
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】金名亮, 朱云飛, 水玲玲, 周國富 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué), 深圳市國華光電科技有限公司, 深圳市國華光電研究所