[实用新型]一种基于表面张力的数字化操控平台

说明书

本实用新型涉及一种基于表面张力的数字化操控平台，属于微流控技术领域。该基于表面张力的数字化操控平台，包括矩形操控平台、液滴注射与抽离管道、凹槽、供液管道、供液系统总阀门、控制阀门、圆形通孔和支座。本实用新型不影响被控颗粒和液滴的PH值，表面电荷、温度、粘度等参数，以及标本活性，因此可用于生物、化学和医学分析过程的样品制备、混合、反应、运输基本操作中。本实用新型可根据实际需要修改矩形操控平台的尺寸，在几分钟甚至更短的时间内完成上百种样品的制备和预处理操作。

技术领域

本实用新型涉及一种基于表面张力的数字化操控平台，属于微流控技术领域。

背景技术

开口的微流控平台在生物医学、化学、新药物的开发等领域有着重要的现实意义，作为药物或反应物的载体—液滴需要从一个位置输送到另一个位置，传统的方法是采用移液器，人工操作。这样的方法需要耗费大量的人力与时间，并且操作过程容易出错，而想要将微小体积的液滴保持不变，且移动很小一段距离，变得不可实现。例如细菌干燥染色纸片（是将含有某种细菌的染色液吸收于滤纸片上，干燥制成，使用时加水渗透，析出着色涂片中的菌体，在显微镜下观察）的制作，需要人工进行标本涂片，自然干燥，火焰固定等操作，操作时间长，标本浓度不一致，染色液消耗大。

微流控芯片是当前微全分析系统发展的热点领域，是以微米尺度的芯片为操作平台，可以自动完成生物、化学和医学分析过程中的样品制备、反应、分离等基本操作单元。微流控芯片的优势在于流体流动可控、试剂和样品消耗少、分析速度快、体积小、便于携带。微流控芯片采用电润湿、介电泳法和热毛细管法等实现对液滴或细胞的操控和运输，但是这使颗粒或细胞受到电场力和温度场的影响导致死体积和分析误差的增加。近年来也有不少国内外的研究者通过在操控平板上制造温差产生表面张力梯度来推动液滴迁移，操控平板上铺着一层润滑剂减小驱动力，但液滴运动过程中由于加热蒸发产生了质量消耗。

以表面张力梯度作为动力来移动微小物体（可以是固体，也可以是液滴），则避免了电场力的影响和与被控物体的直接接触。影响表面张力的因素除了温度还有表面活性剂浓度和溶液自身浓度，采用改变表面活性剂浓度或溶液自身浓度的方法产生表面张力梯度就能避免温度场对被控物体的影响。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种基于表面张力的数字化操控平台。本实用新型基于表面张力的数字化操控平台为非直接接触的、高效的操控固体颗粒或液滴的精确控制平台。本实用新型通过以下技术方案实现。

一种基于表面张力的数字化操控平台，包括矩形操控平台1、液滴注射与抽离管道2、凹槽3、供液管道4、供液系统总阀门5、控制阀门6、圆形通孔7和支座8；

所述矩形操控平台1为顶面设有四块侧板的凹板平台，矩形操控平台1底面四个角上均匀设有支座8；

所述矩形操控平台1四块侧板分别均匀设有若干穿过侧板的液滴注射与抽离管道2，每块侧板上的液滴注射与抽离管道2间隔距离相等，呈对称分布，且液滴注射与抽离管道2通道中心线与矩形操控平台1的侧板表面相垂直，液滴注射与抽离管道2外侧可连接液滴注射装置或抽离装置；

所述矩形操控平台1底面设有若干均匀分布的凹槽3，每个凹槽3的底部中心都开有对应的圆形通孔7，凹槽3通过圆形通孔7连通供液管道4；供液管道4由一条主路和数条支路组成，数条支路一端分别通过控制阀门6连通圆形通孔7然后连接凹槽3，数条支路另一端连接到供液管道4主路上，供液管道4主路上设有供液系统总阀门5；

当基于表面张力的数字化操控平台使用时，矩形操控平台1内应铺设一层与被控液滴或颗粒不相溶的液体作为一种表面润滑剂且表面润滑剂液位应浸没凹槽3，供液管道4内则通入能够改变该表面润滑剂液体表面张力的表面活性剂。