快速Z字形微混合器用于生物大分子动力学研究

摘要

许多生物化学反应，如RNA和蛋白质的折叠反应[1，2]，通常发生在毫秒甚至亚毫秒的时间尺度。因此，研究这些反应需在更短的时间内触发它们。微混合器是用于研究生物大分子折叠反应动力学的一个有效方法，其原理是通过溶液快速混合触发反应并通过光学手段进行检测分析[3-5]。本课题，我们设计了一个简单的Z字形被动式微混合器，其混合原理是将两种溶液从两个入口通入，让其在Y形通道处汇合，再流经Z字形通道，由于Z字形通道带来的混沌对流，两种溶液最后在出口小通道末端实现完全混合。我们使用计算流体力学（CFD）对混合器结构进行了优化，最终结构和混合效果如Figure 1A。为研究混合器的混合效果，我们用荧光素钠与磺酰罗丹明B进行混合，结果表明实验数据与模拟数据能很好吻合（Figure 1B）。在试样流量为0.6 mL/min的条件下，混合器的混合时间约为15 μs。由于该Z字形混合