[发明专利]微量液体体积测量的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体体积测量的方法及装置。特别是涉及一种利用微量液体的导电性实现微量液体体积测量的方法及装置。

背景技术

近年来微流体技术的快速发展，已经在生物、化学及医学等领域上造成了革命性的冲击，越来越多的微流体器件得到广泛的应用。微流体器件中传输、参与反应的液体体积非常小，一方面节省了样品量，另一方面也给精确测量控制参与反应的液体体积带来了难度，于是多种微量液体流量计应运而生，例如，差压型流量计、涡轮型流量计、科里奥利流量计、温度型流量计等。然而这些流量计有的含有可动部件，结构复杂，难以实现与其它微流体器件的集成；有的容易受到外部环境或者干扰信号的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用微量液体的导电性，测量微量液体通过微管路的流速和时间，实现微量液体体积测量的方法及装置。

本发明所采用的技术方案是：一种微量液体体积测量的方法，是利用微量液体的导电性，在微管路内设置两对微电极，根据已知的微管路的横截面积和两对微电极之间的间距，以及测量得到的微量液体流经微电极时与微电极相连的测量电路中电阻两端电压的跳变时间，得到微量液体通过微管路的时间和流速，计算得出微量液体流经微管路的体积，对于不导电的微量液体，需在微量液体中增加导电离子。

包括如下步骤：

1)使被测的微量液体匀速或匀加速流过设置有两对微电极的微管路，测量微量液体流经微电极时与微电极相连的测量电路中电阻两端电压的跳变时间，得到微量液体前端和后端流经两对微电极的时间；

2)计算出微量液体前端流过两对微电极之间的时间，以及微量液体后端流过两对微电极之间的时间；

3)根据计算出的时间和已知的两对微电极之间的距离求出微量液体的流速；

4)求出微量液体在微管路中的长度；

5)求出微量液体在微管路中的体积。

一种使用微量液体体积测量方法的测量装置，包括有一端设置有输入端口、另一端设置有输出端口的微管路，以及一端与测量电路相连另一端位于微管路内的第一微电极对和第二微电极对。

所述的第一微电极对和第二微电极对采用能够保证电极在具有导电性微量液体中的长期稳定性的金、铂贵金属。

所述的第一微电极对和第二微电极对采用金属膜电极微加工技术加工得到。

所述的金属膜电极微加工技术包括有转印技术和剥离技术等。

所述的第一微电极对和第二微电极对固定在基底层上。

本发明的微量液体体积测量的方法及装置，具有如下特点：

1.本发明利用微量液体的导电性，实现微量液体体积的测量，适用于所有具有导电性的微量液体体积的测量，对于不导电的微量液体，通过在微量液体中增加导电离子等措施也可以使用该方法及装置测量其体积；

2.本发明的装置适用于匀速和匀加速流动的微量液体的测量，可以同时测量微量液体流过管道的速度、时间和体积；

3.本发明的装置不含可动部件，结构简单，易于采用现有的材料和微加工方法制备，既可以直接集成到各种微流体芯片中，也可以单独做成微量液体流量计；

4.本发明的装置所需要的测量电路和信号处理方法简单，不易受外部信号的干扰。

附图说明

图1是微量液体体积测量装置的结构示意图；

图2是测量电路示意图；

图3是测量电路中电阻两端电压的跳变时序图。

其中：

1：第一微电极对     2：第二微电极对

3：微管路           4：微量液体

5：输入端口         6：输出端口

7：电极之间固定距离 8：基底层

9：直流电压源       10：电阻

11：电阻            12：数据采集卡

13：计算机

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的微量液体体积测量的方法及装置做出详细说明。

如图1所示，本发明的微量液体体积测量装置，包括有一端设置有输入端口5、另一端设置有输出端口6的微管路3，以及一端与测量电路相连另一端位于微管路3内的第一微电极对1和第二微电极对2。

所述的第一微电极对1和第二微电极对2采用能够保证电极在具有导电性微量液体中的长期稳定性的金、铂贵金属。所述的第一微电极对1和第二微电极对2采用包括有转印技术和剥离技术等的金属膜电极微加工技术加工得到。所述的第一微电极对1和第二微电极对2固定在基底层8上。

本发明的微量液体体积测量装置可以采用如下的加工步骤制作：