[发明专利]用于对流体进行充电的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于对流体进行充电以改进例如微流体系统中流体混合的系统和方法。

背景技术

微流体技术（microfluidics）涉及处理小体积流体的微观尺度系统和设备。因为微流体技术能够精确并可重复地控制及分配小流体体积，具体是小于1μL的体积，所以在例如化学、生物和生物样品处理的技术领域中，微流体的应用能够显著地节约成本。在各种应用中，微流体技术的使用能够减少循环时间，缩短得到结果的时间（time-to-results）并提高处理量。另外，在各种应用中，微流体技术的引入能够增强系统集成和自动化。

鉴于微流体设备或其部件相对较小的尺寸，微流体系统涉及与宏观尺度流体系统不同的构造和设计。将宏观尺度设备的尺寸简单的按比例缩小到微流体尺寸通常来说并非是成功的设计方案。例如，微流体设备中的流体流动与宏观尺度尺寸设备中的流体流动物理上不同。这是因为流体流动趋向于层流化，表面通量和表面张力开始占主导地位，因此宏观尺度上所观察不到的物理效应在微流体尺度上变得重要。微流体尺度上的其他区别包括，举例来说，更快的热扩散，更大量地层流，显著的毛细管力以及显著的静电力。

发明内容

本文中公开的实施方式涉及配置成对容纳在流体容器中的流体进行充电的流体充电系统。该流体充电系统包括电离电极和接地电极。电离电极和接地电极定位成与流体容器邻近。电离电极和接地电极是相对的，使得流体容器定位在电离电极与接地电极之间。电离电极和接地电离配置成产生离子场，该离子场与容纳在流体容器中的流体接触，从而对该流体进行充电。

本文中公开的其他实施方式涉及用于对容纳在容器中的流体进行充电的方法。该方法包括在电离电极与接地电极之间产生离子场。容纳流体的容器定位成与电离电极和接地电极邻近并定位在电离电极与接地电极之间，使得流体容器定位在电离电极与接地电极之间。通过电离电极和接地电极产生的离子场与容纳在在流体容器中的流体接触，从而对该流体充电。

应当理解，本说明书中公开及描述的本发明不限于发明内容中公开的实施方式。

附图说明

通过参照附图，可以更好地理解本说明书中公开及描述的非限制性且非穷尽性的实施方式的各个特征和特性，在附图中：

图1为示出了包括产生离子场的电离电极和接地电极的流体充电系统的示意性侧视图；

图2为示出了包括电离电极、接地电极、流体容器以及与该流体容器流体连通的流体取样设备的流体充电系统的示意性侧视图；

图3a为包括十字形发射板和五个发射针的十字形电离电极的仰视图；图3b和图3c为图3a所示的电离电极的侧视图；图3d为图3a、图3b和图3c所示的电离电极的仰视立体图；

图4为包括十字形发射板和九个发射针的电离电极的仰视立体图；

图5a为包括环与十字形发射板和九个发射针的环与十字形电离电极的仰视图；图5b和图5c为图5a所示的电离电极的侧视图；图5d为图5a、图5b和图5c所示的电离电极的仰视立体图；

图6a为包括与电阻元件相连的图3a至图3d中所示的十字形电离电极的组件的仰视图；图6b为图6a所示的组件的侧视图；图6c为图6a和图6b所示的组件的仰视立体图；

图7a为包括与电阻元件相连的图4a至图5d所示的环与十字形电离电极的组件的仰视图；图7b为图7a所示的组件的侧视图；图7c为图7a和图7b所示的组件的仰视立体图；

图8为包括图6a至图6c所示的组件、接地电极以及位于邻近的电离电极与邻近的接地电极之间的流体容器的流体充电系统的示意性侧视图；

图9为定位成使得电离电极与流体容器的开放顶端邻近的图6a至图6c所示的组件的示意性俯视图；

图10为包括图7a至图7c所示的组件、接地电极以及位于邻近电离电极与邻近的接地电极之间的流体容器的流体充电系统的示意性侧视图；

图11为定位成使得电离电极与流体容器的开放顶端邻近的图7a至图7c所示的组件的示意性俯视图；

图12为包括静电发生器电源的流体充电系统的示意性侧视图；

图13为包括图3a至图3d所示的十字形电离电极和定位成穿过发射板的开放扇形区域的流体取样设备的流体充电系统的示意性侧视图；

图14为示出定位成穿过发射板的开放扇形区域的流体取样设备以及定位成使得电离电极与流体容器的开放顶端邻近的图6a至图6c所示的组件的示意性俯视图；