[发明专利]适用于测量微升级液体样品粘度的微流控芯片及方法

权利要求书

1.一种适用于测量微升级液体样品粘度的微流控芯片，其特征在于，包括：依次设置的基底层、主通道层、加载通道层和覆盖层；

所述主通道层上沿长度方向设有主通道，所述加载通道层上沿与主通道垂直的方向设有加载通道，所述加载通道与主通道连通；所述加载通道层上沿主通道方向设有至少一个连通口，所述连通口与主通道连通；

所述覆盖层上与加载通道一端对应的位置设有样品加载入口，与加载通道另一端对应的位置设有第一压力接口；所述覆盖层上与连通口相对应的位置分别设置压力接口。

2.如权利要求1所述的一种适用于测量微升级液体样品粘度的微流控芯片，其特征在于，所述主通道的宽度应至少为其高度的n倍，以产生狭缝层流；n≥10。

3.如权利要求1所述的一种适用于测量微升级液体样品粘度的微流控芯片，其特征在于，所述主通道的内壁涂有疏水涂层，以最小化阻力带来的粘度测量误差。

4.如权利要求1所述的一种适用于测量微升级液体样品粘度的微流控芯片，其特征在于，所述加载通道的宽度小于主通道的宽度，所述样品加载入口和第一压力接口的内径小于加载通道的宽度；各个连通口以及与各个连通口相对应的各个压力接口的内径，均小于主通道的宽度。

5.如权利要求1所述的一种适用于测量微升级液体样品粘度的微流控芯片，其特征在于，所述加载通道一端与主通道的一端在空间上对齐并连通。

6.如权利要求1所述的一种适用于测量微升级液体样品粘度的微流控芯片，其特征在于，所述加载通道层上沿主通道方向设有第一连通口、第二连通口和第三连通口，每一个连通口分别与主通道连通；所述覆盖层上在与每一个连通口相对应的位置分别设置第二压力接口、第三压力接口和第四压力接口；每一个压力接口与相应的连通口连通；所述第一连通口设置在加载通道层上靠近加载通道的一端，所述第二连通口和第三连通口设置在加载通道层上远离加载通道的一端。

7.一种测量微升级液体样品粘度的系统，其特征在于，包括：权利要求1-6任一项所述的适用于测量微升级液体样品粘度的微流控芯片，以及设置在芯片外部的摄像头，所述摄像头用于记录液体样品流经主通道的流动过程，以获取液体样品粘度的物理参数。

8.一种测量微升级液体样品粘度的系统的工作方法，其特征在于，包括：

自样品加载入口将待测液体样品注入加载通道，并通过加载通道进入主通道；

当待测液体样品的前沿到达设定的压力接口时，停止注液，对样品加载入口进行密封；

打开第一压力接口并将其与外接压力源连接；测量开始时，外接压力源增压，使得液体样品开始沿着主通道向前流动；

同时，通过外接压力传感器记录液体样品流动过程中的压力变化，通过摄像头记录液体样品流经主通道的流动过程，进而得到用于计算液体样品粘度的物理参数。

9.如权利要求8所述的一种测量微升级液体样品粘度的系统的工作方法，其特征在于，液体样品的动力粘度定义为剪切力和剪切速率的比值；其中，剪切力根据主通道的尺寸、液体样品的长度、液体样品前后的压差以及液体样品后端的气液界面处的毛细压差计算得到；

剪切速率根据主通道的尺寸和液体样品的体积流量计算得到。