[发明专利]一种微流控芯片出口压力调节装置

说明书

本发明涉及一种微流控芯片出口压力调节装置。本发明由两个部分组成。第一个部分是储液系统，利用调压管阵列调节储液池的液面高度，产生不同的流体静压力，并通过压力导出管将附加静压力传递到微流控芯片出口处，实现调压操作。第二个部分是支撑系统，利用定位台和紧固螺栓将储液系统和支撑系统相对固定，保证工作时系统的稳定性。本发明区别于恒压气泵压力调节设备，单纯依靠流体静压原理在无能耗、无噪声的情况下，实现对微流控芯片出口压力的实时调节。本发明体积小巧，方便储存及运输。加工成本低，降低实验门槛，利于微流控实验研究的普及。

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片出口压力调节装置。本发明属于气泡微流控技术领域。

背景技术

气泡微流控技术是近些年发展起来的一种研究微米尺度微气泡生成、操控及应用的新技术。该技术具有稳定、易操作和适用范围广等特点，目前已广泛应用于喷墨打印、药物运输、疾病防护、组分混合及功能材料制备等诸多领域，是目前国内外各相关学科的研究热点。

现有的相关研究表明，下游流场的压力大小对气泡的生成及分裂比具有重要影响。通常，在气泡的生成方面，随着下游压力的增大，气泡的长度及生成频率会逐渐减小。在气泡的分裂方面，一侧支路下游压力若大于另一侧支路下游压力，则会发生气泡的非对称分裂，利用压力差对分裂比的影响规律，可精确调节子气泡的尺寸大小。

通常调节下游压力的方法是利用恒压气泵装置，在一个不与大气直接接触的小瓶等密闭空间内加压，同时密闭小瓶与微流控芯片的出口通过导管互相连接，从而达到调节出口压力的目的。这种方式有一定的局限性，即实验所用气泵的噪声、占用空间及能耗相对较大，且价格昂贵，不易于广泛普及。

发明内容

基于目前的背景，本发明是为了在消除噪声和能耗，降低占用空间和价格的情况下，实现对微流控芯片出口压力的实时调节，进一步推动微流控研究设备的普及，降低微流控实验研究的门槛。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种微流控芯片出口压力调节装置。该装置主要包括两个主体部分：储液系统和支撑系统，以及两个外部零件：调压塞1和紧固螺栓9。储液系统包括气压通口6、压力刻度7、定位肩8、调压管阵列11、压力导出管12。支撑系统包括支撑架主体2、一号撑脚4、二号撑脚5、三号撑脚10、压力导出管固定套3、定位台13、紧固螺孔14。

具体而言，在储液系统中，气压通口6、压力刻度7、定位肩8、调压管阵列11、压力导出管12构成了储液系统的主体。压力导出管12顶端和定位肩8相连，定位肩8另一侧与气压通口6及调压管阵列11组成的储液池相连。储液池上刻有压力刻度7，对应着压力刻度7的为与储液池主体相连接的调压管阵列11。

所述压力导出管12底部是一个小孔，用于连接导管，将储液池内流体产生的流体静压力导出至微流控芯片的气泡出口位置，实现压力调节。压力导出管12顶端和定位肩8相连，定位肩8下方平面与定位台13上方平面直接紧密贴合，用于固定储液系统的高度。

在所述定位肩8上方，是用于调节储液池高度的调压管阵列11，调压管阵列11根据压力刻度7布置，每根调压管间隔为10mm，在装置不工作时，调压管阵列11由调压塞1堵住出口，此时流体不会从调压管阵列11的出口流出。在正常工作时，按照需要给定的压力，拔出对应刻度的调压塞1，使流体从对应的调压管出口流出，维持储液池液面的高度，此时装置将提供给微流控芯片稳定的出口压力。气压通口6的开口位于储液池顶部，用于接触大气，获得环境大气压力。

在支撑系统中，支撑架主体2、一号撑脚4、二号撑脚5、三号撑脚10、压力导出管固定套3、定位台13、紧固螺孔14构成了系统的主体。

所述一号撑脚4、二号撑脚5、三号撑脚10分别至于支撑系统的底部，起到对储液系统的支撑作用，一号撑脚4、二号撑脚5、三号撑脚10的顶部与支撑架主体2相连。