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申请/专利权人：江苏医联生物科技有限公司

摘要：本发明涉及一种基于微通道板的薄膜电渗泵及其检测压强与流速的方法，电渗泵包括两聚碳酸酯容器以及夹在两容器之间的微通道板；聚碳酸酯容器的第一端上设置有铜法兰和开设有盖板中心孔的丙烯酸树脂盖板，铜法兰开设有覆盖有铂丝网的法兰中心孔；聚碳酸酯容器第二端上设置有丙烯酸树脂盖板；微通道板的上半部分和下半部分分别固定在两丙烯酸树脂盖板的盖板中心孔内；聚碳酸酯容器壁上设置有进出液管。本发明的电渗泵具有可在低驱动电压下产生稳定高压强和高流速的性能，只需将电渗泵腔体用待测液充满，再在两个电极上加入所需电压，就会进入工作状态，并在进液管和出液管检测所需信息并分析处理，对压强与流速的检测快速便捷、结果准确。

主权项：1.一种基于微通道板的薄膜电渗泵，其特征在于，包括：一上一下设置的两个聚碳酸酯容器以及夹在两个聚碳酸酯容器之间的微通道板；聚碳酸酯容器的第一端上由内向外依次设置有铜法兰和一个中心位置开设有盖板中心孔的丙烯酸树脂盖板，铜法兰的中心位置开设有法兰中心孔，法兰中心孔上覆盖有铂丝网，铂丝网的边缘连接到铜法兰上；铜法兰上焊接有一个电极；聚碳酸酯容器的第二端上设置有一个丙烯酸树脂盖板；微通道板的上半部分和下半部分分别固定在两个丙烯酸树脂盖板的盖板中心孔内；每个聚碳酸酯容器壁上均设置有一连通聚碳酸酯容器内部的进出液管；两个聚碳酸酯容器通过多根金属棒穿在一起；所述法兰中心孔周围开设有多个用于金属棒穿过的棒孔，所述盖板中心孔的周围开设有多个棒孔；丙烯酸树脂盖板上的多个棒孔与铜法兰上的多个棒孔一一对应；金属棒穿过棒孔并贯穿两个聚碳酸酯容器；金属棒外侧套箍有绝缘套管，所述微通道板的每个微通道的直径为5μm，长度为300μm。

全文数据：基于微通道板的薄膜电渗泵及其检测压强与流速的方法技术领域本发明属于电渗泵技术领域，具体涉及一种基于微通道板的薄膜电渗泵及其检测压强与流速的方法。背景技术传统电渗泵electro-osmoticEOpumps是通过外部电场驱动电双层产生高压强或高流速液体的技术，一般由亲水多孔玻璃制成，对于微流体芯片中液体的控制具有重要意义。然而，传统电渗泵加工工艺要求高，结构复杂且输出压强与流速在低驱动电压下较低，使得微泵性能适用范围较窄。发明内容针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的基于微通道板的薄膜电渗泵及其检测压强与流速的方法。为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：一种基于微通道板的薄膜电渗泵，包括：一上一下设置的两个聚碳酸酯容器以及夹在两个聚碳酸酯容器之间的微通道板；聚碳酸酯容器的第一端上由内向外依次设置有铜法兰和一个中心位置开设有盖板中心孔的丙烯酸树脂盖板，铜法兰的中心位置开设有法兰中心孔，法兰中心孔上覆盖有铂丝网，铂丝网的边缘连接到铜法兰上；铜法兰上焊接有一个电极；聚碳酸酯容器的第二端上设置有一个丙烯酸树脂盖板；微通道板的上半部分和下半部分分别固定在两个丙烯酸树脂盖板的盖板中心孔内；每个聚碳酸酯容器壁上均设置有一连通聚碳酸酯容器内部的进出液管。进一步地，两个聚碳酸酯容器通过多根金属棒穿在一起；所述法兰中心孔周围开设有多个用于金属棒穿过的棒孔，所述盖板中心孔的周围开设有多个棒孔；丙烯酸树脂盖板上的多个棒孔与铜法兰上的多个棒孔一一对应；金属棒穿过棒孔并贯穿两个聚碳酸酯容器。进一步地，金属棒外侧套箍有绝缘套管。进一步地，金属棒的数目为6根。进一步地，金属棒的两端分别通过螺母固定。进一步地，微通道板的上半部分和下半部分分别通过硅胶粘合剂粘接固定在两个丙烯酸树脂盖板的盖板中心孔内。进一步地，所述微通道板的每个微通道的直径为5μm，长度为300μm。进一步地，所述进出液管为塑料管。一种基于微通道板的薄膜电渗泵检测压强的方法，利用所述的基于微通道板的薄膜电渗泵，通过进液管向下聚碳酸酯容器内注入去离子水至浸没微通道板，通过两电极给电渗泵加入正向电压，出液管连接的塑料管足够长且方向向上，维持电渗泵正常工作，直到出液管连接的塑料管内的水柱高度维持不变，通过固定好的直尺测量出液管水柱液面与进液管液面之间的高度差，计算得到在固定电压下单个微通道单元的最大压强。一种基于微通道板的薄膜电渗泵检测流速的方法，利用所述的基于微通道板的薄膜电渗泵，通过进液管向下聚碳酸酯容器内注入去离子水浸没微通道板，通过两电极给电渗泵加入正向电压，出液管连接的塑料管向下插入一个放在天平上的烧杯中，维持出液管上沿与进液管液面处于同一高度，即零液面高度差，测量1分钟时间内固定电压下流出液体的质量，计算得到单个微通道单元的最大流速。一种基于微通道板的薄膜电渗泵检测液体流向的方法，利用所述的基于微通道板的薄膜电渗泵，通过进液管向下聚碳酸酯容器内注入适量去离子水浸没微通道板，通过两电极给电渗泵加入正向电压，检测电渗泵中的液体流动方向为朝向最靠近微通道板的电极，电渗泵中的液体流动方向始终朝向最靠近微通道板的电极。本发明提供的基于微通道板的薄膜电渗泵及其检测压强与流速的方法，电渗泵加工简便且成本低廉，结构简单，操作方便，通过高密度的微通道板，具有无需复杂的加工即可实现在低驱动电压下产生稳定高压强和高流速的优良微泵性能，适用范围广，操作者只需首先将该电渗泵腔体用待测液充满，再在两个电极上加入所需电压，该电渗泵就会进入工作状态，并在进液管和出液管检测所需信息并分析处理，对压强与流速的检测快速便捷、结果准确，可以很好地满足实际应用的需要。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为铜法兰的结构示意图；图3为丙烯酸树脂盖板的结构示意图；图4为微通道板的结构示意图；图5为本电渗泵构成的最大压强检测装置；图6为本电渗泵构成的最大流速检测装置；图7为检测得到的最大流速与电压的关系图；图8为检测得到的最大压强与电压的关系图；图中，1-上聚碳酸酯容器，2-下聚碳酸酯容器，3-铜法兰，4-出液管，5-进液管，6-金属棒，7-电极，8-铂丝网，9-棒孔，10-法兰中心孔，11-丙烯酸树脂盖板，12-微通道板，13-盖板中心孔。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1-图4所示，一种基于微通道板的薄膜电渗泵，包括一个微通道板12以及通过多根本实施例为6根金属棒6穿连在一起的两个聚碳酸酯容器，两个聚碳酸酯容器一上一下设置，为了便于描述，将两个聚碳酸酯容器分别称为上聚碳酸酯容器1和下聚碳酸酯容器2，在图1中，位于上方的是上聚碳酸酯容器1，位于下方的是下聚碳酸酯容器2。为了便于描述，分别将聚碳酸酯容器的两端称之为第一端和第二端；在图1中，上聚碳酸酯容器1的第一端在下，上聚碳酸酯容器1的第二端在上，下聚碳酸酯容器2的第一端在上，下聚碳酸酯容器2的第二端在下。聚碳酸酯容器的第一端上由内向外依次固定设置有铜法兰3和一个丙烯酸树脂盖板11，铜法兰3的中心位置开设有法兰中心孔10，法兰中心孔10上覆盖有铂丝网8，铂丝网8的边缘连接到铜法兰3上。铜法兰3上法兰中心孔10周围开设有多个本实施例为6个用于供金属棒6穿过的均匀排列的棒孔9。铜法兰3的外侧设置有一个丙烯酸树脂盖板11，该丙烯酸树脂盖板11的中心位置开设有盖板中心孔13，盖板中心孔13的周围开设有多个本实施例为6个用于供金属棒6穿过的、均匀排列的棒孔9，丙烯酸树脂盖板11上的多个棒孔与铜法兰3上的多个棒孔一一对应。铜法兰上焊接有一个电极7，电极7上引出一根导线。聚碳酸酯容器的第二端上固定设置有一个用于密封聚碳酸酯容器的第二端的丙烯酸树脂盖板11。聚碳酸酯容器的第一端上的丙烯酸树脂盖板11不同于其第二端上的丙烯酸树脂盖板11的结构在于：第一端上的丙烯酸树脂盖板11开设有盖板中心孔13，而第二端上的丙烯酸树脂盖板11没有开设盖板中心孔。微通道板12夹在两个聚碳酸酯容器之间，微通道板12的上半部分和下半部分分别通过硅胶粘合剂粘接固定在两个聚碳酸酯容器的第一端的盖板中心孔13内。每个聚碳酸酯容器壁上均设置有一根连通聚碳酸酯容器内部的进出液管，进出液管为塑料管，该进出液管用于聚碳酸酯容器内的溶液流入或流出。下聚碳酸酯容器2上的进出液管作为进液管5，上聚碳酸酯容器1上的进出液管为出液管4。多根金属棒6穿过两个聚碳酸酯容器的丙烯酸树脂盖板11、铜法兰3上的棒孔9从而将两个聚碳酸酯容器贯穿装配在一起。金属棒6穿过上聚碳酸酯容器1第二端的丙烯酸树脂盖板11上的棒孔9后贯穿整个上聚碳酸酯容器1，再穿过铜法兰3上的棒孔9、聚碳酸酯容器1第一端的丙烯酸树脂盖板11上的棒孔9后穿出，然后再依次穿过下聚碳酸酯容器2的铜法兰3上的棒孔9、下聚碳酸酯容器2第一端的丙烯酸树脂盖板11上的棒孔9及整个下聚碳酸酯容器2，最后从下聚碳酸酯容器2第二端的丙烯酸树脂盖板11上的棒孔9中伸出，然后将金属棒9的两端分别通过螺母固定，从而将两个聚碳酸酯容器贯穿固定装配在一起。金属棒9外侧套箍有绝缘套管，以防止电极短路。下聚碳酸酯容器2上的铜法兰3接电源正极，上聚碳酸酯容器1上的铜法兰3接电源负极。微通道板12的每个微通道的直径Φ为5μm，长度为300μm。本发明的用途举例如下：1利用本电渗泵检测最大压强：如图5所示，利用本电渗泵构成的最大压强检测装置，通过进液管向下聚碳酸酯容器2内注入适量去离子水至浸没微通道板，可通过俯视观测到上聚碳酸酯容器1的微通道板与铂电网。通过两电极给电渗泵加入正向0-100V电压，由于损耗存在，实际测得在微通道板两端的电压为0-12V。出液管连接的塑料管足够长且方向向上，可看到水柱逐渐上涨，维持电渗泵正常工作，直到水柱高度维持不变。此时，通过固定好的直尺测量出液管水柱液面与进液管液面之间的高度差，计算得到在固定电压下单个微通道单元的最大压强。经计算得到单个微通道单元的最大压强随电压变化约为80PaV-1。如图8所示为检测得到的最大压强与电压的关系图。2通过本电渗泵检测最大流速：如图6所示，利用本电渗泵构成的最大流速检测装置，通过进液管向下聚碳酸酯容器2内注入适量去离子水浸没微通道板，可通过俯视观测到微通道板与铂电网。通过两电极给电渗泵加入正向0-100V电压，由于损耗存在，实际测得在微通道单元两端的电压0-12V。出液管连接的塑料管向下插入一个放在天平上的烧杯中，维持出液管上沿与进液管液面处于同一高度，即零液面高度差，测量1分钟时间内固定电压下流出液体的质量，计算得到单个微通道单元的最大流速。经计算得到单个微通道单元的最大流速随电压变化约为0.2mL·min-1·cm-2·V-1，约为传统电渗泵的7倍大小。如图7所示为检测得到的最大流速与电压的关系图。3通过本电渗泵检测液体流向：如图7所示，利用本电渗泵构成的液体流向检测装置，通过进液管向下聚碳酸酯容器2内注入适量去离子水浸没微通道板，通过两电极给电渗泵加入正向100V电压。检测电渗泵中的液体流动方向为朝向最靠近微通道板的电极。在该电渗泵中，由于丙烯酸树脂盖板结构的不对称轮廓，微通道板位于稍微接近特定电极约1毫米的位置，这使得它通过薄间隔层靠近对面的电极。因此，电渗泵中的液体流动方向始终朝向最靠近微通道板的电极。以上三个应用实例只是本发明的部分用途，本发明还有其他用途，此处不再赘述。本发明提供的基于微通道板的薄膜电渗泵及其检测压强与流速的方法，电渗泵加工简便且成本低廉，结构简单，操作方便，通过高密度的微通道板，具有无需复杂的加工即可实现在低驱动电压下产生稳定高压强和高流速的优良微泵性能，适用范围广，操作者只需首先将该电渗泵腔体用待测液充满，再在两个电极上加入所需电压，该电渗泵就会进入工作状态，并在进液管和出液管检测所需信息并分析处理，对压强与流速的检测快速便捷、结果准确，可以很好地满足实际应用的需要。以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：1.一种基于微通道板的薄膜电渗泵，其特征在于，包括：一上一下设置的两个聚碳酸酯容器以及夹在两个聚碳酸酯容器之间的微通道板；聚碳酸酯容器的第一端上由内向外依次设置有铜法兰和一个中心位置开设有盖板中心孔的丙烯酸树脂盖板，铜法兰的中心位置开设有法兰中心孔，法兰中心孔上覆盖有铂丝网，铂丝网的边缘连接到铜法兰上；铜法兰上焊接有一个电极；聚碳酸酯容器的第二端上设置有一个丙烯酸树脂盖板；微通道板的上半部分和下半部分分别固定在两个丙烯酸树脂盖板的盖板中心孔内；每个聚碳酸酯容器壁上均设置有一连通聚碳酸酯容器内部的进出液管。2.根据权利要求1所述的微通道板薄膜电渗泵，其特征在于，两个聚碳酸酯容器通过多根金属棒穿在一起；所述法兰中心孔周围开设有多个用于金属棒穿过的棒孔，所述盖板中心孔的周围开设有多个棒孔；丙烯酸树脂盖板上的多个棒孔与铜法兰上的多个棒孔一一对应；金属棒穿过棒孔并贯穿两个聚碳酸酯容器。3.根据权利要求1-2所述的微通道板薄膜电渗泵，其特征在于，金属棒外侧套箍有绝缘套管。4.根据权利要求1-2所述的微通道板薄膜电渗泵，其特征在于，金属棒的数目为6根，金属棒的两端分别通过螺母固定。5.根据权利要求1所述的微通道板薄膜电渗泵，其特征在于，微通道板的上半部分和下半部分分别通过硅胶粘合剂粘接固定在两个丙烯酸树脂盖板的盖板中心孔内。6.根据权利要求1所述的微通道板薄膜电渗泵，其特征在于，所述微通道板的每个微通道的直径为5μm，长度为300μm。7.根据权利要求1所述的微通道板薄膜电渗泵，其特征在于，所述进出液管为塑料管。8.一种基于微通道板的薄膜电渗泵检测压强的方法，其特征在于，利用权利要求1所述的基于微通道板的薄膜电渗泵，通过进液管向下聚碳酸酯容器内注入去离子水至浸没微通道板，通过两电极给电渗泵加入正向电压，出液管连接的塑料管足够长且方向向上，维持电渗泵正常工作，直到出液管连接的塑料管内的水柱高度维持不变，通过固定好的直尺测量出液管水柱液面与进液管液面之间的高度差，计算得到在固定电压下单个微通道单元的最大压强。9.一种基于微通道板的薄膜电渗泵检测流速的方法，其特征在于，利用权利要求1所述的基于微通道板的薄膜电渗泵，通过进液管向下聚碳酸酯容器内注入去离子水浸没微通道板，通过两电极给电渗泵加入正向电压，出液管连接的塑料管向下插入一个放在天平上的烧杯中，维持出液管上沿与进液管液面处于同一高度，即零液面高度差，测量1分钟时间内固定电压下流出液体的质量，计算得到单个微通道单元的最大流速。10.一种基于微通道板的薄膜电渗泵检测液体流向的方法，其特征在于，利用权利要求1所述的基于微通道板的薄膜电渗泵，通过进液管向下聚碳酸酯容器内注入适量去离子水浸没微通道板，通过两电极给电渗泵加入正向电压，检测电渗泵中的液体流动方向为朝向最靠近微通道板的电极，电渗泵中的液体流动方向始终朝向最靠近微通道板的电极。

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