[實用新型]一種掃描X射線小角散射微流控檢測實驗裝置

有效

• 申請號: 201720239320.1
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN206710343U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 韓軍;吳飛斌;張晨昕;龍晉桓;黃惠玲
• 申請（專利權）人: 泉州裝備制造研究所
• 主分類號: G01N23/201
• 分類號: G01N23/201
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本實用新型涉及一種流體實驗樣品臺，具體是一種掃描X射線小角散射微流控檢測實驗裝置。

背景技術

微流控是使用微管道處理或操縱微小流體的系統所涉及的科學和技術，是一門涉及化學、流體物理、微電子、新材料、生物學和生物醫學工程的新興交叉學科。微流控的重要特征之一是微尺度環境下具有獨特的流體性質，如層流和液滴等。借助這些獨特的流體現象，微流控可以實現一系列常規方法所難以完成的微加工和微操作。目前，微流控被認為在生物醫學研究中具有巨大的發展潛力和廣泛的應用前景。對于微流控的微觀結構變化的研究，對理解其各項理化性能具有重要意義。其中，X射線小角散射是研究納米尺度微結構的重要手段，通過對小角X射線散射圖或散射曲線的計算和分析即可推導出微結構的形狀、大小、分布及含量等信息。由于樣品不同部位區域的結構取向特性存在差異，需要對樣品不同部位微觀結構實現更準確的表征，才能獲得整個樣品完整結構信息。傳統的X射線小角散射只能獲得光斑大小范圍內的樣品的尺寸、形狀和內部結構等信息，而掃描X射線小角散射技術，可獲得樣品不同部位的結構和取向分布信息，可實現大尺度范圍內樣品的高分辨率納米尺度信息獲取，對樣品微觀結構檢測兼有大視場低分辨——小視場高分辨優勢，是當前國際前沿的新技術。

微流體是研究軟物質的化學反應、生物測定及解答其基本奧秘的重要手段，對于研究微流控而言，而X射線散射掃描技術可以有效解決這些問題。采用X射線散射掃描技術來檢測微流控，難點之一在于實驗端環境的搭建，并且缺乏可實現不同溫度及流速微流控樣品微觀結構檢測的高效檢測裝置。此外，對于蛋白質、生物組織等弱散射樣品，采用X射線散射掃描技術進行檢測時，受到空氣等雜散光的影響明顯，直接影響檢測結果。而常規的樣品臺受結構限制，樣品與光源的距離遠，空氣雜散光的影響更為顯著，因此需要設計結構合理的實驗樣品臺，規避空氣雜散光等因素的影響。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于檢測微流控的掃描X射線小角散射微流控檢測實驗裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種掃描X射線小角散射微流控檢測實驗裝置，包括沿著X光束輸出方向依次設有X光源、樣品臺、二維光電探測器；所述樣品臺安裝于運動控制平臺上，所述二維光電探測器和運動控制平臺分別與計算機通訊連接；所述運動控制平臺包括三維位移平臺和旋轉平臺，三維位移平臺包括X軸直線位移臺、Y軸直線位移臺和Z軸直線位移臺，旋轉平臺安裝在X軸直線位移臺上；所述樣品臺包括支架、輸入口、微流通道、輸出口、溫度控制模塊和透光窗口，所述透光窗口位于樣品臺中間位置，輸入口和輸出口分別位于樣品臺的兩側，輸入口和輸出口之間通過微流管與液泵連接；溫度控制模塊安裝在支架上，溫度控制模塊的溫度控制范圍為0～100℃，升降溫度速率為10～25℃/分鐘；所述溫度控制模塊包括導熱銅片、排水管和帕爾貼元件，導熱銅片安裝于透光窗口中間的兩側，并與帕爾貼元件的一面貼合，排水管與帕爾貼元件的另一面貼合。

作為本實用新型進一步的方案：所述透光窗口是對X射線高透過率的石英玻璃、氮化硅或Kapton膜，安裝在所述的樣品臺中部。

作為本實用新型再進一步的方案：所述導熱銅片的厚度為0.2～0.5mm。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型結構設計合理，實現了SAXS數據獲取同時對流體的溫度及流速精確控制；通過樣品臺的運動控制，實現微區域進行逐點掃描；優化樣品臺結構，規避了空氣雜散光對檢測結果的影響。

附圖說明

圖1為本實用新型的掃描X射線小角散射微流控檢測示意圖；

圖2為本實用新型的掃描X射線小角散射微流控檢測實驗端裝置圖；

圖3位本實用新型的X射線小角散射實驗樣品端的掃描軌跡。

圖中：1、X光源；2、樣品臺；3、二維光電探測器；4、X射線小角散射圖樣；5、計 算機；6、X軸直線位移臺；7、Y軸直線位移臺；8、Z軸直線位移臺；9、旋轉平臺；201、微流管；202、液泵；203、排水管；204、輸入口；205、輸出口；206、透光窗口；207、微流通道；208、帕爾貼元件；209、支架；210、導熱銅片；211、X射線聚焦光斑。

具體實施方式