CN117664264B - 一种用于测量微小腔体体积的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于测量微小腔体体积的方法，包括：在微流腔两端分别连接软管，再将一支软管通过注射器针头连接到注射泵；利用注射泵将液体通过软管匀速注入微流腔；所述液体通过另一端的软管流出；记录液体充满微流腔的时间以及注射泵所注射液体在单位时间内所注射的质量；查询所注射液体的密度，根据所述时间、所述质量和所述密度推导微流腔的实际体积。本发明能在没有高精度测量仪器的条件下，对微小腔体体积进行定量，且实验操作简单，易于观察记录，为微小腔体的体积测量提供更多参考。
Description
技术领域
本发明涉及体积测试技术领域，特别是涉及一种用于测量微小腔体体积的方法。
背景技术
21世纪以来，微流控技术在细胞培养领域受到越来越多科学工作者的认可和青睐，其在类器官、疾病诊断、药性分析等方面的应用越来越广泛。但目前市面上仍未发现一种经济便携的方法用于微流控腔体体积的测量，仅能根据微流控腔体的建模数据得到一个理论体积，这与实际体积存在一定误差，可能导致实验结果的不准确，
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于测量微小腔体体积的方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种用于测量微小腔体体积的方法，包括：
在微流腔两端分别连接软管，再将一支软管通过注射器针头连接到注射泵；
利用注射泵将液体通过软管匀速注入微流腔；所述液体通过另一端的软管流出；
记录液体充满微流腔的时间以及注射泵所注射液体在单位时间内所注射的质量；
查询所注射液体的密度，根据所述时间、所述质量和所述密度推导微流腔的实际体积。
优选地，所述液体为食用油。
优选地，所述食用油的密度为1.89g/mL。
优选地，所述软管材质为聚乙烯。
优选地，所述软管的内径为1.3mm，外径为3mm。
优选地，记录液体充满微流腔的时间，包括：
摄像机拍摄液体流入和流出微流腔的全过程，并逐帧确定液体进入和流出的时间差。
优选地，另一端的软管还连接有集液器。
优选地，注射泵所注射液体在单位时间内所注射的质量是通过天平称量进行确定的。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种用于测量微小腔体体积的方法，包括：在微流腔两端分别连接软管，再将一支软管通过注射器针头连接到注射泵；利用注射泵将液体通过软管匀速注入微流腔；所述液体通过另一端的软管流出；记录液体充满微流腔的时间以及注射泵所注射液体在单位时间内所注射的质量；查询所注射液体的密度，根据所述时间、所述质量和所述密度推导微流腔的实际体积。本发明能在没有高精度测量仪器的条件下，对微小腔体体积进行定量，且实验操作简单，易于观察记录，为微小腔体的体积测量提供更多参考。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本发明的目的是提供一种用于测量微小腔体体积的方法，能在没有高精度测量仪器的条件下，对微小腔体体积进行定量，且实验操作简单，易于观察记录，为微小腔体的体积测量提供更多参考。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的方法流程图，如图1所示，本发明提供了一种用于测量微小腔体体积的方法，包括：
步骤100：在微流腔两端分别连接软管，再将一支软管通过注射器针头连接到注射泵；
步骤200：利用注射泵将液体通过软管匀速注入微流腔；所述液体通过另一端的软管流出；
步骤300：记录液体充满微流腔的时间以及注射泵所注射液体在单位时间内所注射的质量；
步骤400：查询所注射液体的密度，根据所述时间、所述质量和所述密度推导微流腔的实际体积。
可选地，本实施例中的一种注液称重式微流腔腔体体积测量方法，包括以下步骤：
1、将注射泵水平放置，设置参数，在注射器中加入适量液体，安装注射器。
2、用注射管连接注射器与微流腔，微流腔与注射泵保持水平。
3、微流腔另一端连接流出管，流出管伸入集液器中。
4、注射泵开始注射，摄像机拍摄液体流入和流出微流腔的全过程。
5、关闭注射泵，更换集液器，称取集液器重量。
6、打开注射泵100s，再关闭注射泵，取下集液器，用微量天平称取集液器加液体的总质量。
7、重复步骤6总共12次，计算注射泵每秒注射液体质量。
8、用视频软件逐帧分析液体流入和流出微流腔时间差，取平均值，计算出液体充满微流腔所用时间。
9、根据液体充满微流腔所用时间以及注射泵每秒所注射液体质量，计算得出微流腔内液体总质量；再根据液体的密度计算出液体的体积，同时也是微流腔的实际体积。
实施例一
本发明第一实施例为测量一种微流腔的体积，包括：
1、准备适量食用油（3-5mL），打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL油后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开注射泵，仪器开始运行，拍摄液体充满微流腔的整个过程，视频保存备用。
5、待液体充满微流腔开始到达另一端软管时，暂停仪器，拆下注射器，排出微流腔内油滴。
6、用无水乙醇清洗微流腔，重复三次，最后用氮气吹干微流腔表面。
7、重复3、4、5、6多次，计算食用油充满微流腔的平均时间。
具体的，确定单通道注射泵单位时间内注射食用油的质量的步骤如下：
准备适量食用油（3-5mL）和1.5mL 离心管，打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
用合适长度的内径1.3mm，外径3mm的软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
注射器吸取1-2mL油后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
打开微量天平，取1个1.5mL离心管放置在微量天平上，置零。
打开注射泵，同时计时，用刚刚称量的离心管接取从软管中流出的油滴。
100s 之后暂停注射泵，称取离心管和油滴的总质量，记录具体注射时间。
重复4、5、6总共12次，计算每秒钟注射泵所注射油滴的质量，取平均值。
由注射泵每秒注射的油滴的平均质量和油滴的密度，可推算出微流腔的平均体积为3.446uL。
实施例二
本发明第二个实施例为测量一种微流腔的体积，包括：
1、准备适量橄榄油（3-5mL），打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL橄榄油后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开注射泵，仪器开始运行，拍摄台盼蓝充满微流腔的整个过程，视频保存备用。
5、待液体充满微流腔开始到达另一端软管时，暂停仪器，拆下注射器，排出微流腔内的橄榄油。
6、用无水乙醇清洗微流腔，重复三次，最后用氮气吹干微流腔表面。
7、重复3、4、5、6多次，计算橄榄油充满微流腔的平均时间。
具体的，确定单通道注射泵单位时间内注射橄榄油的质量的具体步骤包括：
1、准备适量橄榄油（3-5mL）和1.5mL 离心管，打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm的软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL橄榄油后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开微量天平，取1个1.5mL离心管放置在微量天平上，置零。
5、打开注射泵，同时计时，用刚刚称量的离心管接取从软管中流出的油滴。
6、100s之后暂停注射泵，称取离心管和油滴的总质量，记录具体注射时间。
7、重复4、5、6总共12次，计算每秒钟注射泵所注射油滴的质量，取平均值。
8、由注射泵每秒注射的橄榄油的平均质量和橄榄油的密度，可推算出微流腔的平均体积为3.432ul。
实施例三
本实施例提供了一种测量微流腔的体积的方法，包括：
1、准备适量菜籽油（3-5mL），打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL 菜籽油后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开注射泵，仪器开始运行，拍摄菜籽油充满微流腔的整个过程，视频保存备用。
5、待油滴充满微流腔开始到达另一端软管时，暂停仪器，拆下注射器，排出微流腔内的菜籽油。
6、用无水乙醇清洗微流腔，重复三次，最后用氮气吹干微流腔表面。
7、重复3、4、5、6多次，计算油充满微流腔的平均时间。
具体的，确定单通道注射泵单位时间内注射菜籽油的质量的具体步骤如下：
1、准备适量菜籽油（3-5mL）和1.5mL 离心管，打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm的软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL 菜籽油后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开微量天平，取1个1.5mL离心管放置在微量天平上，置零。
5、打开注射泵，同时计时，用刚刚称量的离心管接取从软管中流出的油滴。
6、100s 之后暂停注射泵，称取离心管和油滴的总质量，记录具体注射时间。
7、重复4、5、6总共12次，计算每秒钟注射泵所注射油滴的质量，取平均值。
8、由注射泵每秒注射的菜籽油的平均质量和菜籽油的密度，可推算出微流腔的平均体积为3.457uL。
对比例一
本对比例提供了一种测量微流腔的体积的方法，包括：
1、准备适量台盼蓝（3-5mL），打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL台盼蓝后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开注射泵，仪器开始运行，拍摄台盼蓝充满微流腔的整个过程，视频保存备用。
5、待台盼蓝液体充满微流腔开始到达另一端软管时，暂停仪器，拆下注射器，排出微流腔内的台盼蓝。
6、用无水乙醇清洗微流腔，重复三次，最后用氮气吹干微流腔表面。
7、重复3、4、5、6多次，计算台盼蓝液体充满微流腔的平均时间。
具体的，确定单通道注射泵单位时间内注射台盼蓝的质量的具体步骤如下：
1、准备适量台盼蓝（3-5mL）和1.5mL离心管，打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm的软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL 台盼蓝后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开微量天平，取1个1.5mL离心管放置在微量天平上，置零。
5、打开注射泵，同时计时，用刚刚称量的离心管接取从软管中流出的台盼蓝。
6、100s之后暂停注射泵，称取离心管和台盼蓝的总质量，记录具体注射时间。
7、重复4、5、6总共12次，计算每秒钟注射泵所注射台盼蓝的质量，取平均值。
8、实验过程中观察到，台盼蓝流经腔体表面时易形成气泡，且实际流速较快，计时存在较大误差
由注射泵每秒注射的台盼蓝的平均质量和台盼蓝液体的密度，可推算出微流腔的平均体积为3.212uL。
对比例二
本对比例提供了一种测量微流腔的体积的方法，包括：
1、准备适量无水乙醇（3-5mL），打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL 无水乙醇后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开注射泵，仪器开始运行，拍摄无水乙醇充满微流腔的整个过程，视频保存备用。
5、待台无水乙醇充满微流腔开始到达另一端软管时，暂停仪器，拆下注射器，排出微流腔内的无水乙醇。
6、用75%酒精 清洗微流腔，重复三次，最后用氮气吹干微流腔表面。
7、重复3、4、5、6多次，计算无水乙醇液体充满微流腔的平均时间。
具体的，确定单通道注射泵单位时间内注射无水乙醇的质量的具体步骤如下：
1、准备适量无水乙醇（3-5mL）和1.5mL 离心管，打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm的软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL 无水乙醇后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开微量天平，取1个1.5mL离心管放置在微量天平上，置零。
5、打开注射泵，同时计时，用刚刚称量的离心管接取从软管中流出的无水乙醇。
6、100s 之后暂停注射泵，称取离心管和无水乙醇液体的总质量，记录具体注射时间。
7、重复4、5、6总共12次，计算每秒钟注射泵所注射无水乙醇液体的质量，取平均值。
8、由注射泵每秒注射的无水乙醇的平均质量和无水乙醇的密度，可推算出微流腔的平均体积为 3.109ul。
对比例三
本对比例提供了一种测量微流腔的体积的方法，包括：
1、准备适量磷酸盐缓冲液（3-5mL），打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL 台盼蓝后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开注射泵，仪器开始运行，拍摄磷酸盐缓冲液充满微流腔的整个过程，视频保存备用。
5、待磷酸盐缓冲液充满微流腔开始到达另一端软管时，暂停仪器，拆下注射器，排出微流腔内的磷酸盐缓冲液。
6、用无水乙醇清洗微流腔，重复三次，最后用氮气吹干微流腔表面。
7、重复3、4、5、6多次，计算磷酸盐缓冲液充满微流腔的平均时间。
具体的，确定单通道注射泵单位时间内注射磷酸盐缓冲液的质量的具体步骤如下：
1、准备适量磷酸盐缓冲液（3-5mL）和1.5mL 离心管，打开仪器电源开关，将注射器推块调整到合适位置。
2、用合适长度的内径1.3mm，外径3mm的软管连接微流腔两端。将带针注射器插入软管中，软管需要包住注射器针头，防止漏液。
3、注射器吸取1-2mL 磷酸盐缓冲液后固定到注射泵上，此时从左往右的顺序是：注射泵--注射器--针头--软管--微流腔--软管。
4、打开微量天平，取1个1.5mL离心管放置在微量天平上，置零。
5、打开注射泵，同时计时，用刚刚称量的离心管接取从软管中流出的磷酸盐缓冲液。
6、100s 之后暂停注射泵，称取离心管和磷酸盐缓冲液的总质量，记录具体注射时间。
7、重复4、5、6总共12次，计算每秒钟注射泵所注射磷酸盐缓冲液的质量，取平均值。
8、由注射泵每秒注射的磷酸盐缓冲液的平均质量和磷酸盐缓冲液的密度，可推算出微流腔的平均体积为 3.109ul。
本发明提供了一种新的测量微小腔体体积的方法，与现有方案有所不同，通过采用注射泵，测量流体的质量，可实现高效的微流腔体积测量，大大节省成本，具有创新性和实用性。
本发明适用于多种微流腔体积测量场景，例如在微流控的样品分析和细胞培养中，以该种方法测量微流腔的体积之后，可减少样品数量和细胞浓度的误差，使得实验数据更加贴合实际，为生物医学研究和临床诊断等领域提供便利和效益。
本本发明中，详细描述了测量微小腔体体积的方法，并通过实验验证了该技术方案的可行性和稳定性，各个流体的实验测量结果提供了可靠的技术支持，证明本专利是可实现的和有效的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种用于测量微小腔体体积的方法，其特征在于，包括：
在微流腔两端分别连接软管，再将一支软管通过注射器针头连接到注射泵；
利用注射泵将液体通过软管匀速注入微流腔；所述液体通过另一端的软管流出；
记录液体充满微流腔的时间以及注射泵所注射液体在单位时间内所注射的质量；
查询所注射液体的密度，根据所述时间、所述质量和所述密度推导微流腔的实际体积；
记录液体充满微流腔的时间，包括：
摄像机拍摄液体流入和流出微流腔的全过程，并逐帧确定液体进入和流出的时间差；
注射泵所注射液体在单位时间内所注射的质量是通过天平称量进行确定的。
2.根据权利要求1所述的用于测量微小腔体体积的方法，其特征在于，所述液体为食用油。
3.根据权利要求2所述的用于测量微小腔体体积的方法，其特征在于，所述食用油的密度为1.89g/mL。
4.根据权利要求1所述的用于测量微小腔体体积的方法，其特征在于，所述软管材质为聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的用于测量微小腔体体积的方法，其特征在于，所述软管的内径为1.3mm，外径为3mm。
6.根据权利要求1所述的用于测量微小腔体体积的方法，其特征在于，另一端的软管还连接有集液器。
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2024
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