[發(fā)明專利]用于檢測液體粘度的通道裝置和系統(tǒng)及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210441254.8
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN102944500A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡紹皙;鄒米莎;趙振禮;樊欣;陳龍聰;陳斯佳;趙毅;何騰龍;李博;柯明
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01N11/06
• 分類號: G01N11/06
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11308
• 代理人: 周維鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于器械裝置領(lǐng)域，特別涉及微流控粘度的檢測設(shè)備和技術(shù)。

背景技術(shù)

粘度及其測量在國民經(jīng)濟(jì)的許多部門都有著廣泛的應(yīng)用，例如在石油(原油開采與輸運(yùn)，石油產(chǎn)品的質(zhì)量評定、油品的混合等)、化工(油漆、涂料、粘合劑、三大合成材料——塑料、橡膠、合成纖維等)、輕工(紡織、造紙、化妝品等)、食品(奶油、巧克力、果醬等)、建材(玻璃、陶瓷、水泥等)、煤炭、冶金(熔融金屬與礦渣等)等領(lǐng)域，粘度測量關(guān)系到控制生產(chǎn)流程，保證安全生產(chǎn)、控制與評定產(chǎn)品質(zhì)量等方面；特別在醫(yī)藥領(lǐng)域，血液流變性(包括血液粘度，血漿粘度等)直接影響到血液流動的阻力，與人體多種生理病理過程密切相關(guān)，目前已經(jīng)是腦中風(fēng)、冠心病、高血壓、高血脂病、動脈硬化等心腦血管疾病常用臨床檢測指標(biāo)之一，粘度檢測成為醫(yī)學(xué)診斷的重要手段之一。

近年來，隨著微流控芯片技術(shù)的興起，粘度測量在科學(xué)研究上的應(yīng)用也越來越受到人們的重視。微流控芯片(microfluidic?chi?p)是指：通過微細(xì)加工技術(shù)將微通道、微泵、微閥、微儲液器、微電極、微檢測元件窗口和連接器等功能元件像集成電路一樣，使它們集成在芯片材料上；旨在將生物和化學(xué)等領(lǐng)域所涉及的樣品制備、生物與化學(xué)反應(yīng)、分離與檢測等基本操作單元集成到一塊幾平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化學(xué)反應(yīng)，并對其產(chǎn)物進(jìn)行分析。研究芯片內(nèi)的流體流動是影響微流控芯片的設(shè)計的重要因素之一，而流體的粘度關(guān)系到通道內(nèi)流體的流動的精密控制，因此，粘度測量技術(shù)也成為研究者的重點之一。

傳統(tǒng)粘度檢測方法主要有毛細(xì)管法和旋轉(zhuǎn)法兩種主流方法，毛細(xì)管法主要依據(jù)泊肅葉定律進(jìn)行測量，常用的是重力型毛細(xì)管法(主要用于石油產(chǎn)品中)，以及加壓型毛細(xì)管法等。毛細(xì)管法測量高分子溶液粘度是也測量高分子物質(zhì)分子量的重要方法。旋轉(zhuǎn)法粘度測量也是一種相對成熟的測量方法，通過檢測流體作用于物體的粘性力矩或物體的轉(zhuǎn)速不同來確定流體的粘度。國際上有許多知名品牌公司開發(fā)了一系列旋轉(zhuǎn)式流變儀廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)行業(yè)中。

針對不同物質(zhì)的測量要求，還有落球法、振動法、平板法、粘度杯法及在此基礎(chǔ)上的各種改良方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，粘度測量方法也朝著微型化以及快速，精確的方向發(fā)展，近年來，有研究報道了許多新興的微型粘度計設(shè)計，這些微型粘度計用量只需要微升乃至納升級別，甚至可以測量細(xì)菌被膜的流變性質(zhì)，甚至細(xì)胞液的粘度也成為可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種粘度儀，所述粘度儀是以Poiseuille定律為基礎(chǔ)設(shè)計的微升級粘度檢測裝置和系統(tǒng)，精確度高，構(gòu)型簡單。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

用于檢測液體粘度的通道裝置，所述通道裝置的功能單元包括測量主通道和緩沖通道，所述緩沖通道的一端與所述測量主通道連接且平行，所述緩沖通道的直徑大于測量主通道的直徑，所述緩沖通道的長度小于測量主通道的長度，所述測量主通道和緩沖通道為圓柱體通道。所述通道裝置含有至少一個功能單元，優(yōu)選集合多個所述功能單元。

優(yōu)選的，所述通道裝置為微流控裝置，所述測量主通道長度不少于4厘米，直徑為0.15-1毫米；所述緩沖通道的直徑為所述測量主通道的10-20倍。所述通道裝置以透明材質(zhì)制備而成，選擇透明材質(zhì)便于觀察。當(dāng)測量主通道的長度小于4厘米時，測試的結(jié)果準(zhǔn)確度變低；所述主通道的直徑選擇0.15-1毫米，體現(xiàn)了“微量”的優(yōu)勢；但直徑小于0.15毫米時，測試的結(jié)果準(zhǔn)確度變低。

優(yōu)選的，所述測量主通道和緩沖通道為水平通道。水平通道可以降低液體勢差帶來的誤差。但退一步說，微量級的液體勢差帶來的誤差本身較小。

優(yōu)選的，所述測量主通道的另一端連接有張力抵消通道。

優(yōu)選的，所述張力抵消通道的直徑為緩沖通道的直徑的0.9-1.1倍，所述張力抵消通道的長度為緩沖通道的長度的0.9-1.1倍。

優(yōu)選的，所述緩沖通道的另一端連接設(shè)置有進(jìn)液管。進(jìn)液管的設(shè)置可避免液體遺漏到微流控粘度儀之外的輔助設(shè)備上。

優(yōu)選的，所述通道裝置由透明材質(zhì)制成。透明材質(zhì)便于觀測。

含有所述的通道裝置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括恒溫裝置和置于恒溫裝置中的通道裝置，所述通道裝置的緩沖通道或進(jìn)液管連接有恒壓驅(qū)動裝置，所述緩沖通道的上方安裝有視頻裝置。

本發(fā)明的目的之二在于提供液體粘度的檢測方法，該方法是基于Poiseuille定律而來的，該方法誤差小，耗費試劑小，具有很高的可重復(fù)性和高精確性。

基于所述的通道裝置測量液體粘度的方法，具體包括以下步驟：

A標(biāo)準(zhǔn)液和待測樣品的參數(shù)測量