[发明专利]流体驱动机构及流体驱动方法

说明书

本发明涉及一种用于微液滴生成系统中的流体驱动机构及流体驱动方法。流体驱动机构包括壳体、变容积组件及直线电机组件。变容积组件包括注射筒及推杆，推杆与注射筒的内壁滑动配合，注射筒内能够储存驱动液体，注射筒具有进出液口，进出液口用于连通储存有第一液体的吐液枪头的入口端。直线电机组件的输出端与推杆传动连接，用于驱动推杆沿注射筒的延伸方向滑动。上述流体驱动机构及流体驱动方法，利用驱动液体的不可压缩性及直线电机组件具有较高的运动精度，保证了吐液枪头的出口端在高频率振动时仍能按照设定的流速将第一液体从吐液枪头的出口端排出，进而精确控制所生成微液滴体积大小。

技术领域

本发明涉及微量液体的量取、分配技术领域，特别是涉及一种流体驱动机构及流体驱动方法。

背景技术

目前在医学临床检验、纳米材料制备、食品及环境检测、生化分析等应用领域都有着对微量液体精确操作的广泛需求。微量液体操作的核心技术之一是把微升量级的液体进一步分割为纳升甚至皮升体积的微反应体系。微反应体系生成的一个主要技术分支是乳化微液滴生成。

近些年来，在文献中报道了多种微液滴生成技术，如膜乳化法、喷雾乳化法、微流控芯片法、吐液枪头注射/喷射法等。其中，吐液枪头注射/喷射法作为最新的微液滴生成技术，在微液滴的生成方面及耗材成本控制方面均具有良好的应用前景。生成微液滴的过程中，吐液枪头的出口端处于运动状态，排出液体的流速不稳定、不可控。所生成的微液滴体积大小呈现随机性。

发明内容

基于此，有必要针对吐液枪头在运动时因排出液体的流速不稳定、不可控导致的微液滴体积大小呈现出随机性的问题，提供一种能够保证吐液枪头按照设定流速排出液体的流体驱动机构及流体驱动方法。

一种流体驱动机构，用于微液滴生成系统，包括：

壳体；

变容积组件，设置于所述壳体内，所述变容积组件包括注射筒及推杆，所述推杆与所述注射筒的内壁滑动配合，所述注射筒内能够储存驱动液体，所述注射筒具有进出液口，所述进出液口用于连通储存有第一液体的吐液枪头的入口端；

直线电机组件，设置于所述壳体内，所述直线电机组件的输出端与所述推杆传动连接，用于驱动所述推杆沿所述注射筒的延伸方向滑动。

一种流体驱动方法，采用上述方案任一项所述的流体驱动机构，所述流体驱动方法包括：所述直线电机组件驱动所述推杆挤压储存在所述注射筒内的所述驱动液体，所述驱动液体挤压储存在所述吐液枪头内的所述第一液体，所述第一液体从所述吐液枪头的出口端排出；所述驱动液体与所述第一液体不互溶。

一种流体驱动方法，采用上述方案所述的流体驱动机构，所述流体驱动方法包括：

所述换向阀使所述注射筒的所述进出液口与所述储液罐连通，在所述直线电机组件的带动下，所述推杆在所述注射筒内滑动改变所述注射筒的容积，以将所述储液罐内的所述驱动液体吸入所述注射筒内；

所述换向阀使所述注射筒的所述进出液口与所述吐液枪头的入口端连通，在所述直线电机组件的带动下，所述推杆在所述注射筒内滑动改变所述注射筒的容积，以排出所述注射筒内以及所述吐液枪头内的气体；

所述吐液枪头的出口端进入所述第一液体中，并维持所述换向阀使所述注射筒的所述进出液口与所述吐液枪头的入口端连通，在所述动力组件的带动下，所述推杆在所述注射筒内滑动改变所述注射筒的容积，以将所述第一液体吸进所述吐液枪头内；

所述换向阀使所述注射筒的所述进出液口与所述吐液枪头的入口端连通，在所述直线电机组件的带动下，所述推杆在所述注射筒内滑动改变所述注射筒的容积，以将储存在所述吐液枪头内的所述第一液体以设定的流速排出所述吐液枪头的出口端。