CN101008652B - 一种微粒富集传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明系一种微粒富集传输装置，它是由富集腔和传输腔构成。所述富集腔由基板、腔盖和压电陶瓷组成；传输腔由基板、腔盖和条形电极组成。压电陶瓷固定在基板上，条形电极沉积在基板上，腔盖与基体合在一起形成空腔，富集腔和传输腔是相通的，其基板和腔盖为共用的，在基板上还用三个出入口(即流体入口、富集腔出口和传输腔出口)。本发明微粒富集传输装置，它可以在一个装置中实现微粒的富集、分离和输运的操作，为微粒操作系统的小型化和集成化提供一种方法。
Description
一、技术领域
本发明系一种微粒富集传输装置，属于将液体中悬浮微粒进行富集并且对富集后的液体进行传输的装置。
二、背景技术
对流体中的微粒进行控制，包括富集、分离和输运等操作，在医药、生物与化学分析、航天宇航等领域具有非常广阔的应用前景。目前对微粒进行操作主要有如下几种方法：1)采用微/纳米镊；2)利用微粒的尺寸，对其采用过滤技术；3)利用微粒的选择性吸附和洗脱的原理；4)基于介电电泳原理；5)利用声场作用的原理。
利用压电陶瓷材料产生的声场可以对流体中粒子进行控制，包括富集和分离等操作，具有结构简单、体积小、耗能低、操作控制方便、可实现精确的定量控制、便于集成和微型化、没有间隙和活动部件、损耗小等优点。而利用流体中有诱导的电荷与电场的相互作用原理来实现流体的传输具有无机械驱动部分和结构简单的优点。
将上述两种工作原理结合使用，可以在一个装置中实现对微粒富集、分离和输运的操作，且结构简单，便于系统的集成。
三、发明内容
本发明的目的在于：提供一种微粒富集传输装置，它可以在一个装置中实现微粒的富集、分离和输运的操作，对微粒操作系统的小型化和集成化提供一种方法。
本发明一种微粒富集传输装置，它是由富集腔和传输腔构成。所述富集腔由基板、腔盖和压电陶瓷组成，压电陶瓷粘贴在基板下部，基板上部与腔盖形成富集腔的腔体。传输腔由基板、腔盖和条形电极组成，条形电极沉积在基板上部，基板上部与腔盖形成传输腔的腔体。富集腔和传输腔是相通的，其基板和腔盖为共用的，在基板上还有三个出入口，即流体入口、富集腔出口和传输腔出口。流体入口在基板的左侧，即富集腔的左端；富集腔出口在基板的中部，即富集腔的右端；传输腔出口在基板的右侧，即传输腔的右端。
本装置所涉及的腔盖由玻璃制作而成。
本装置所涉及的基体由硅或二氧化硅晶体制作而成。
本装置所涉及的条形电极是通过微机电系统(MEMS)技术加工而成，如沉积方法。
本装置所涉及的空腔由硅微加工技术制作而成，如腐蚀方法。
本装置所涉及的出入口由硅微加工技术制作而成，如等离子刻蚀方法。
本发明一种微粒富集传输装置的优点：可在一个装置中实现微粒的富集、分离和传输且结构简单便于加工。
四、附图说明
图1是本发明装置的主视图。
图2是本发明装置的俯视图。
图3是本发明装置图1的A-A。
图4是本发明装置的底视图(即仰视图)。
图中标号如下：
1.腔盖 2.富集腔 3.空腔 4.基板
5.传输腔 6.传输腔出口 7.条形电极 8.富集腔出口
9.压电陶瓷 10.流体入口 11.电极板 12.电极条
五、具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1至图4所示，本发明一种微粒富集传输装置，它是由富集腔2和传输腔5构成；所述富集腔2由基板4、腔盖1和压电陶瓷9组成，压电陶瓷9粘贴在基板4下部，基板4上部与腔盖1形成富集腔2的腔体。传输腔5由基板4、腔盖1和条形电极7组成，条形电极7沉积在基板4上部，基板4上部与腔盖1形成传输腔5的腔体。富集腔2和传输腔5是相通的，其基板4和腔盖1为共用的，在基板4上还有三个出入口，即流体入口10、富集腔出口8和传输腔出口6。流体入口10在基板4的左侧，即富集腔2的左端；富集腔出口8在基板4的中部，即富集腔2的右端；传输腔出口6在基板4的右侧，即传输腔5的右端。
腔盖1的材料为玻璃，对其采用硅微加工技术如腐蚀方法，可加工出空腔3的结构。基板4的材料为硅或二氧化硅晶体，对其采用硅微加工技术如等离子刻蚀方法，可加工出流体入口10、富集腔出口8和传输腔出口6。通过微机电系统(MEMS)技术如沉积方法，可以在基板4上加工出条形电极7。
本发明微粒富集传输装置，在压电陶瓷9上加载电压时，压电陶瓷9产生上下方向的弯曲，并带动基板4也产生上下方向的弯曲。当驱动电压很高时，压电陶瓷9和基板4的上下弯曲振动可以在富集腔2内产生超声场。此时，当带有微粒的流体从流体入口10进入到空腔3并流经富集腔2时，流体中的微粒被富集，其清澈的流体从富集腔出口8流出，同时，剩下的流体和微粒将进入到传输腔5中，对条形电极施加不同相位的电压，将在流体中激发电荷并在传输腔5中产生电场，在电荷和电场的相互作用下，流体和微粒将被传输并从传输腔出口6流出。条形电极上电压的施加是通过把相同相位的电极连接到电极条12上，再将电极条12连接到电极板11上，对电极板11施加电压来实现的。
Claims (7)
1.一种微粒富集传输装置，其特征在于：它是由富集腔和传输腔构成；该富集腔由基板、腔盖和压电陶瓷组成；传输腔由基板、腔盖和条形电极组成，压电陶瓷粘贴在基板下部，条形电极沉积在基板上部，腔盖与基板合在一起形成空腔，富集腔和传输腔是相通的，其基板和腔盖为共用的，在基板上还有流体入口、富集腔出口和传输腔出口，流体入口在基板的左侧，即富集腔的左端，富集腔出口在基板的中部，即富集腔的右端，传输腔出口在基板的右侧，即传输腔的右端。
2.根据权利要求1所述的一种微粒富集传输装置，其特征在于：该腔盖是由玻璃制作而成。
3.根据权利要求1所述的一种微粒富集传输装置，其特征在于：该基板是由硅制作而成。
4.根据权利要求1所述的一种微粒富集传输装置，其特征在于：该基板是由二氧化硅晶体制作而成。
5.根据权利要求1所述的一种微粒富集传输装置，其特征在于：该条形电极是通过微机电系统技术加工而成。
6.根据权利要求1所述的一种微粒富集传输装置，其特征在于：该空腔由硅微加工技术制作而成。
7.根据权利要求1所述的一种微粒富集传输装置，其特征在于：所述的流体入口、富集腔出口和传输腔出口由硅微加工技术制作而成。
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