[发明专利]一种基于PDMS正压驱动的粘度测试微流控芯片及制作方法

说明书

一种基于PDMS正压驱动的粘度测试微流控芯片及制作方法属于微流控领域。本发明将待测液体与一种已知粘度的标准液体对比来间接测量其粘度。将PDMS正压气源通过密封性软管与微流控芯片进气口相连，从而进行正压放气驱动两种液体分别在微流道内的流动，利用PDMS正压驱动液体在微流道内流动，将待测液体与已知粘度的标准样液对比，来间接测量其粘度，具体为利用刻度尺测量在相同时间内两种液体在微流道中所流过的长度，根据标准样液和待测液体流过的长度，计算出待测液体的粘度。本发明试剂消耗量少，体积小，方便携带，测试时间相对较短。成本低，可重复利用。PDMS相对便宜，PDMS正压驱动气源使用之后可再次进行打气并封装以便下次测量使用。

技术领域

本发明涉及一种用于粘度测试的微流控芯片及制作方法，具体涉及一种利用PDMS溶气特性实现正压驱动的粘度测试微流控芯片，属于微流控技术领域。

背景技术

粘度是表示流体流动或具有流动趋势时抵抗其不可逆变形的能力，是衡量流体内部流动阻力大小的一个物理量。对粘度的监测在许多基础工业研究和医学中是必不可少的一项工作。

在食品和药品制造行业，对粘度的测量是检验产品质量的关键因素。在医学诊断方面，异常血浆粘度往往与糖尿病、高血压等疾病有关。其他体液的粘度，如滑膜液和尿液也是预测某些疾病的因素。

目前测量流体粘度的方法主要有旋转法、振动法及落球法等等。用这些粘度计进行粘度测量时需要消耗大量的试剂，测试时间也相对较长。而且所需的硬件设备较多，结构复杂，价格昂贵。精度越高的粘度计往往设备也更庞大，操作也越复杂。针对这些问题国内外很多学者进行研究，提出了一些基于微流控技术的粘度测试方法。例如：Zuoyan Han等人在2007年设计了一种基于PDMS溶气特性的负压驱动粘度测试微流控芯片(A PDMSviscometer for microliter Newtonian fluid[J].Journal of Micromechanics&Microengineering,2007,17(9):1828.)。X Tang等人在2011年进一步优化了负压驱动粘度测量微流控芯片(A PDMS viscometer for assaying endoglucanase activity.[J].Analyst,2011,136(6):1222.)。然而这种装置对测试的时间有较为苛刻的要求，需要PDMS负压驱动源准备好之后立即进行测试，存在不便于存放、驱动力小等缺点。

发明内容

本发明的目的在于利用微流控芯片试剂消耗量小、测试时间短、体积小以及操作简单等优点。将微流控芯片与PDMS正压驱动气源结合起来，提出一种基于PDMS正压驱动的粘度测试微流控芯片。其工作原理为：利用PDMS正压驱动液体在微流道内流动，将待测液体与一种已知粘度的标准样液对比，来间接测量其粘度，具体为利用刻度尺测量在相同时间内两种液体在微流道中所流过的长度，根据标准样液和待测液体流过的长度，可以计算出待测液体的粘度。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

PDMS正压驱动的粘度测试微流控芯片，包括微流控上芯片1、玻璃基底11与PDMS正压驱动气源16；其中，微流控上芯片1包括待标准进液口13、待测液进液口17、标准液出液口12、待测液出液口18、进气口14、待测液贮存微腔体8、标准液贮存微腔体3、待测液废液贮存微腔体6、标准液废液贮存微腔体5、气体引入微腔体10以及气体引入微流道I 2、标准液微流道4、待测液微流道7、气体引入微流道II 9、刻度尺I 30、刻度尺II 33；

所述标准液进液口13、待测液进液口17、标准液出液口12、待测液出液口18与进气口14贯穿微流控上芯片1；

所述标准液贮存微腔体3、待测液贮存微腔体8，为微流控上芯片1上的圆形腔体结构，其分别与标准液进液口13、待测液进液口17相连通，分别通过标准液微流道4及待测液微流道7与标准液废液贮存微腔体5及待测液废液贮存微腔体6相连通；