[發(fā)明專(zhuān)利]復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510085497.6
• 申請(qǐng)日: 2015-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104806580B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉吉曉;符海;楊天航;李松晶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F04F1/00
• 分類(lèi)號(hào): F04F1/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專(zhuān)利代理有限公司23206
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微流體液體泵送模塊，屬于微流體泵送技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，微流體領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)品中所使用的液體樣本泵送模塊主要包括依靠外部能量驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)泵送模塊和依靠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、表面性質(zhì)和材質(zhì)性質(zhì)等自身特性進(jìn)行液體驅(qū)動(dòng)的被動(dòng)泵送模塊。主動(dòng)泵送模塊需要外部驅(qū)動(dòng)設(shè)備和能源支持，主要依靠壓力能、電動(dòng)力學(xué)能、聲波能等外部能量驅(qū)動(dòng)液體在微流控系統(tǒng)內(nèi)部流動(dòng)。被動(dòng)泵送模塊主要包括毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)、去氣驅(qū)動(dòng)、重力驅(qū)動(dòng)和蒸發(fā)力驅(qū)動(dòng)等多種驅(qū)動(dòng)方式，模塊依靠自身特性自發(fā)地驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，無(wú)需外部能量支持。

在微流體泵送過(guò)程中易產(chǎn)生氣泡，它不僅無(wú)益于微流控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能，而且會(huì)在操作過(guò)程中產(chǎn)生堵塞流道、改變流動(dòng)速度、壓力脈動(dòng)和破壞流動(dòng)穩(wěn)定性等嚴(yán)重危害。對(duì)于非透氣性材質(zhì)模塊泵送過(guò)程時(shí)產(chǎn)生氣泡的問(wèn)題，無(wú)論是現(xiàn)有的微流體主動(dòng)液體泵送模塊或被動(dòng)液體泵送模塊都無(wú)法依靠自身特征進(jìn)行較好的克服。此外，現(xiàn)有液體泵送模塊無(wú)法實(shí)現(xiàn)在非透氣性材質(zhì)層上對(duì)封閉結(jié)構(gòu)（封閉流道或腔室）進(jìn)行液體的泵送。并且，現(xiàn)有液體泵送模塊也難以在非透氣性材質(zhì)層中實(shí)現(xiàn)無(wú)氣泡、大規(guī)模集成的次序流動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有微流體泵送技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，進(jìn)而提供一種能在非透氣性材質(zhì)泵送過(guò)程中無(wú)氣泡產(chǎn)生的復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊。

實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊，所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊包括液體結(jié)構(gòu)層、斥水透氣層及氣體結(jié)構(gòu)層；所述的斥水透氣層夾設(shè)在液體結(jié)構(gòu)層和氣體結(jié)構(gòu)層之間，斥水透氣層分別與液體結(jié)構(gòu)層和氣體結(jié)構(gòu)層封接；液體結(jié)構(gòu)層與斥水透氣層相鄰的一側(cè)面上設(shè)有至少一個(gè)液體流道，所述的至少一個(gè)液體流道與斥水透氣層相鄰的一側(cè)面之間形成至少一個(gè)液體流道密封腔室；液體結(jié)構(gòu)層上沿液體結(jié)構(gòu)層厚度方向開(kāi)設(shè)有至少一個(gè)液體入口，所述的至少一個(gè)液體入口與外部環(huán)境以及至少一個(gè)液體流道密封腔室相通；所述的氣體結(jié)構(gòu)層與斥水透氣層相鄰的一側(cè)面上設(shè)有至少一個(gè)氣體流道，所述的至少一個(gè)氣體流道與斥水透氣層相鄰一側(cè)面之間形成至少一個(gè)氣體流道密封腔室，液體結(jié)構(gòu)層上沿液體結(jié)構(gòu)層厚度方向并貫穿斥水透氣層開(kāi)設(shè)有至少一個(gè)氣體輸送口，所述的至少一個(gè)氣體輸送口與外部負(fù)壓氣體源相連，且至少一個(gè)氣體輸送口與至少一個(gè)氣體流道密封腔室相通。

本發(fā)明具有以下有益效果：一、本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊的液體結(jié)構(gòu)層和氣體結(jié)構(gòu)層均由非透氣性材質(zhì)制成，在泵送過(guò)程中，通過(guò)從液體流道密封腔室內(nèi)向氣體流道密封腔室內(nèi)輸運(yùn)空氣，利用該物理過(guò)程所產(chǎn)生的壓力梯度驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，消除了在泵送過(guò)程中產(chǎn)生無(wú)用氣泡的問(wèn)題根源，實(shí)現(xiàn)了無(wú)氣泡的液體泵送過(guò)程。二、在無(wú)液體出口的封閉結(jié)構(gòu)中，復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊可以通過(guò)從液體結(jié)構(gòu)層向氣體結(jié)構(gòu)層持續(xù)的氣體擴(kuò)散輸運(yùn)過(guò)程，將液體快速的充入至液體流道密封腔室內(nèi)，直至充滿(mǎn)整個(gè)密封結(jié)構(gòu)。三、由于泵送過(guò)程中液體與驅(qū)動(dòng)氣體被斥水透氣層隔離開(kāi)，避免了環(huán)境與液體樣本之間的相互污染，同時(shí)，極大地減少了不必要的冗余體積與試液浪費(fèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，試液有效使用效率達(dá)到95%以上。四、本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊可以應(yīng)用在任何能與斥水透氣材質(zhì)進(jìn)行封裝的材質(zhì)中，易于拓展應(yīng)用領(lǐng)域與范圍，且適用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是圖1的B-B剖視圖，圖4是本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊泵送過(guò)程前的局部剖視原理圖，圖5是圖4的a處局部放大圖，圖6是復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊泵送過(guò)程中的局部剖視原理圖，圖7是圖6的b處局部放大圖，圖8是復(fù)合結(jié)構(gòu)微流體液體隔離泵送模塊泵送后的局部剖視原理圖，圖9是圖8的c處局部放大圖。

圖中所示出的部件名稱(chēng)及標(biāo)號(hào)如下：

液體結(jié)構(gòu)層1、液體入口1-1、液體流道密封腔室1-2、斥水透氣層2、氣體結(jié)構(gòu)層3、氣體輸送口3-1、氣體流道密封腔室3-2。

具體實(shí)施方式