[发明专利]一种基于毛细作用的微泵及其使用方法

权利要求书

1.一种基于毛细作用的微泵，其特征在于所述微泵是一种单向的气压驱动泵，它是由毛细泵腔、分隔阀、进样微管道和储液微腔构成，其中：

①毛细泵腔的一个微管道网络；所述的微管道网络由一组平行的或相互交织的微管道构成；

②分隔阀为一段连接毛细泵腔和进样微管道的微管道或微腔；

③进样微管道为一段处于进样口和储液微腔之间的微管道，进样微管道中某一部位通过侧向连接管道与分隔阀相连接，储液微腔位于进样微管道终端。

2.按权利要求1所述的微泵，其特征在于组成毛细泵腔的微管道为圆形或矩形。

3.按权利要求2所述的微泵，其特征在于，组成毛细泵腔的微管道圆形直径或矩形的高或宽中较小的一维尺寸小于分隔阀或进样微管道。

4.根据权利要求1所述的微泵，其特征在于所述的分隔阀的剖面横截面相对于两侧连通管道横截面至少在一个方向上发生扩张。

5.根据权利要求1所述的微泵，其特征在于分隔阀与进样口之间的进样微管道流阻须大于分隔阀与储液微腔之间的进样微管道流阻。

6.根据权利要求4所述的微腔，其特征在于所述储液微腔为一个培养腔或反应腔，其剖面横截面相对于进样微管道连接口横截面至少在一个方向上发生扩张，利用横截面突变导致的水/气界面曲率变化发挥毛细微阀限流功能。

7.由权利要求1-6中任一项所述微泵的使用方法，其特征在于包括以下两步：

1)在进样口处中加入样品液体或试剂液体，样品液体或试剂液体在毛细作用力的驱动下充满进样微管道，因毛细微阀限流作用，样品液体或试剂液体前进液面停止于进样微管道与分隔阀和储液微腔的连接处；

2)在毛细泵腔入口加入驱动液体，利用液体在微管道网络中的毛细作用力压缩泵腔内空气产生驱动压强，分割并推动进样微管道样品液体或试剂液体克服毛细阀阻力进入储液微腔。

8.按权利要求7所述的使用方法，其特征在于具体包括的以下各步：

①首先在与进样微管道相连的进样口中滴入样品液体或试剂液体，利用毛细作用使样品液体或试剂液体自动填充进样微管道；②当样品液体或试剂液体前进至进样微管道与分隔阀或储液微腔连接处时，样品液体或试剂液体的前界面向气相方向凸起，并且其曲率将增大，从而导致进样微管道中流体所受反向毛细压强增加，当此反向毛细压强与进样口驱动压强相等时，进样微管道中的流体将处于平衡停止状态，即实现微阀关闭限流功能；③然后，在向毛细泵腔中的微管道网络入口处滴入驱动液体，在毛细作用下，驱动液体自动填充微管道网络，压缩毛细泵腔入口至分隔阀与进样微管道连接处微管道及腔体中的空气，随着空气体积的缩小，其压强逐渐增大，当毛细泵腔中空气压强大于样品液体或试剂液体在进样微管道中产生的最大毛细压强时，空气将通过分隔阀与进样微管道连接口推动样品液体或试剂液体反向运动，在空气的推动下，反向运动的样品液体或试剂液体将在连接管道与进样微管道的“T形”连接处被分割，即实现样品液体或试剂液体的定量分配，连接管道与储液微腔之间的进样微管道几何大小限定待分配样品液体或试剂液体的体积；④随着泵腔中气体压强进一步增大，驱动液体压强将超过进样微管道与储液微腔连接处毛细微阀的阻力，将定量分配的样品液体或试剂液体全部推入储液微腔中，以实现后续的混合、反应或细胞培养。

9.按权利要求8所述的使用方法，其特征在于①所加入的驱动液体与构成毛细泵腔的微管道网络的微管道管壁的接触角小于或等于样品液体或试剂液体与进样微管道管壁的接触角；②样品液体或试剂液体与进样微管道至少一个面管壁接触角小于90°

10.按权利要求8所述的使用方法，其特征在于通过双体联用实现定量的微混合、反应或细胞培养。