CN107754963A - 超声移液器 - Google Patents

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胡俊辉
王旭
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
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    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
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    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
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Abstract

本发明公开了超声移液器，涉及微纳米制造领域，能够控制移液量达到纳升或皮升的规格。本发明包括：包括振动传递部件（1）、压电元件（2）、微探针（3）、移液环（4），交流电源（5），振动传递部件（1）上安装压电元件（2），安装面为压电元件（2）的辐射面；振动传递部件（1）的末端连接微探针（3），微探针（3）的另一端安装移液环（4）；驱动压电元件（2）还连接交流电源（5）。本发明采用超声的移液过程，可以实现比筒式移液器更高的移液精度。

Description

超声移液器
技术领域
本发明涉及微纳米制造领域，尤其涉及超声移液器。
背景技术
现有的移液器是一种用于定量转移液体的器具，被广泛用于生物、化学等领域和临床诊断实验室，生物技术实验室， 药学和化学实验室，环境实验室，食品实验室的一种常用工具，现有的移液器规格一般为0.1微升以上。微纳米技术近年来迅速发展，实验中使用的试剂规格通常为纳升或者是皮升。然而，现有的移液器由于移液原理的限制，难以达到纳升或者皮升的规格。
因此，现有的移液器规格不能满足微纳米实验的要求,取液量远大于实验所需的剂量,为了方便实验,急需一种纳升、皮升规格的移液器。
发明内容
本发明提供了超声移液器，能够控制移液量达到纳升或皮升的规格。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
超声移液器，包括振动传递部件（1）、压电元件（2）、微探针（3）、移液环（4），交流电源（5）
振动传递部件（1）上安装压电元件（2），安装面为压电元件（2）的辐射面，；
振动传递部件（1）的末端连接微探针（3），微探针（3）的另一端安装移液环（4），通过将移液环（4）内部完全浸入待移取溶液，捕获微纳液滴，从溶液中取出时微纳液滴被移液环包围成筒状，微液滴上下表面为自由面；
压电元件（2）还连接交流电源（5），交流电源（5）产生交变电压，驱动压电元件（2）产生振动，通过压电元件（2）的辐射面使振动传递部件（1）、微探针（3）及移液环（4）产生振动，使捕获的微纳液滴体积比未加电压时更小；
移动带有捕获微液滴的移液环（4）靠近直至微液滴下表面接触目标基板表面，开启交流电源（5），释放微纳液滴。
进一步的，移液环（4）的形状为圆形、椭圆形或矩形。
进一步的，移液环（4）采用非金属或金属材料。
进一步的，移液环（4）采用碳纤维、玻璃纤维或铜纤维材料。
进一步的，振动传递部件包括振动传输部件（1）和杆件（5）。
采用超声移液器的方法，包括以下步骤：
将移液环（4）完全浸入待移取液体中，使待液体填满移液环（4）后；
将移液环（4）移出液体到指定位置；
交流电源（5）激励压电元件（2）出现周期性振动，振动通过振动传递部件（1）传递到移液环（4）上，移液环（4）振动释放液滴。
本发明提供的超声移液器，利用嵌有压电元件和与其相连接的振动传递部件在某些频率下产生振动，传递到移液环上，使得移液器能实现纳升或皮升规格的移液功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为超声移液器的结构示意图。
其中，1-振动传输部件、2-压电元件、3-微探针、4-移液环、5-交流电源。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
超声移液器，包括振动传输部件1、压电元件2、微探针3、移液环4、交流电源5，如图1所示。
三维移动平台加持振动传输部件1，振动传输部件1上安装压电元件2，安装面为压电元件2的辐射面；振动传递部件1的末端连接微探针3，微探针3的另一端安装移液环4。
移液环4为直径20微米铜纤维围成的圆环，该圆环直径为100微米,移液环4上端点粘贴于振动传输部件1的左端的圆心处，振动传输部件1为不锈钢，直径为1.4毫米，振动传输部件1焊接在压电元件2的辐射面上，压电元件2可采用郎之万换能器，也可以采用压电片。压电元件2连接交流电源5，交流电源输出正弦交流电信号，移液环4在正弦交流电信号激励下驱动时，由于逆压电效应，出现周期性形变，移液环4产生受迫振动。
在60kHz频率30V电压峰峰值激励下，将振动的移液环4完全浸入待移取液体中；待液体填满移液环4后，将移液环4移出液体；将移液环4移到指定位置，利用移液环4振动释放液滴，获得直径为80微米的半球形液滴。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.超声移液器，其特征在于：包括振动传递部件（1）、压电元件（2）、微探针（3）、移液环（4），交流电源（5），
振动传递部件（1）上安装压电元件（2），安装面为压电元件（2）的辐射面；
振动传递部件（1）的末端连接微探针（3），微探针（3）的另一端安装移液环（4）；
驱动压电元件（2）还连接交流电源（5）。
2.根据权利要求1所述的超声移液器，其特征在于，移液环（4）的形状为圆形、椭圆形或矩形。
3.根据权利要求1所述的超声移液器，其特征在于：移液环（4）采用非金属或金属材料。
4.根据权利要求3所述的超声移液器，其特征在于：移液环（4）采用碳纤维、玻璃纤维或铜纤维材料。
5.根据权利要求1所述的超声移液器，其特征在于：交流电源（5）的输出信号为,电压：1V-200V峰峰值，频率：20kHz-200kHz。
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