[发明专利]多级电渗微泵

说明书

本发明属于电渗微泵技术领域，本发明提出了一种多级电渗微泵，包括外壳，多个第一多孔电极，多个第二多孔电极，多个多孔介质薄膜，第一引导件和第二引导件，外壳内形成腔体，外壳上设有第一电接口、第二电接口、进液口和出液口，第一多孔电极、多孔介质薄膜和第二多孔电极组成电渗驱动模块沿轴向布置在腔体内，腔体通过外壳上的流道与进液口和出液口连通，第一引导件装配在外壳上，第一多孔电极通过第一引导件与第一电接口电连接；第二引导件装配在外壳上，第二多孔电极通过第二引导件与第二电接口电连接，实现了泵内外电的互连和流体的互通。上述结构可以使多级电渗微泵结构更加紧凑、体积更小，还可以使多级电渗微泵封装更可靠。

技术领域

本发明属于电渗微泵技术领域，具体涉及一种多级电渗微泵。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

在微观尺度下，微/纳米通道内流体会在通道内壁面形成一层特有的电双层结构，当沿微/纳米通道加载电压时，该电双层会在电场力驱动下进行滑移，并在流体粘性作用下拖拽周边流体向前流动形成电渗流。电渗微泵就是利用这一现象实现流体主动输运的微流体驱动装置，为了增大微流体驱动流量，微泵多采用多孔介质薄膜来作为驱动源产生电渗流。这种多孔介质薄膜上集成有大量并联设置的微/纳米通道，可以大大提升流量。

但是，传统多孔介质薄膜电渗微泵在10V以下低电压驱动下每分钟所获得的流量往往只能达到几十到几百微升量级，难以满足高流量流体输运需求，比如胰岛素等大分子药物输运。提高驱动电压是提升电渗流量的常用方法之一，但是高电压会破坏药物分子结构，还容易在电极表面产生电解反应形成气泡和电解副产物，给人体造成危险。增大多孔介质薄膜电渗驱动的有效面积是另一种常用方法，比如增大多孔介质薄膜上微/纳米通道的有效孔密度，或将多个多孔介质薄膜并联设置来增大电渗驱动的有效面积，但是前一种方法得到的薄膜强度会变弱，在微泵组装时容易破碎，而且高密度微/纳米通道制备难度非常大，后一种方法会增大微泵泵体体积，不仅不利于微泵泵体的微型化集成，也会增大流体引出和电引出的难度。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有技术中电渗微泵结构不够紧凑的问题，该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提出了一种多级电渗微泵，包括：

外壳，所述外壳内形成腔体，所述外壳上设有第一电接口、第二电接口、进液口和出液口，所述第一电接口用于连接电源的一个电极，所述第二电接口用于连接电源的另一个电极；

多个第一多孔电极，各所述第一多孔电极沿所述腔体的轴向方向间隔布置；

多个第二多孔电极，所述第二多孔电极设于所述腔体内且位于两个相邻的所述第一多孔电极之间，所述第二多孔电极与所述第一多孔电极间隔设置，所述第一多孔电极和所述第二多孔电极将所述腔体分隔成多个流体腔，相邻两所述流体腔中的一个与所述进液口连通，另一个与所述出液口连通；

多个多孔介质薄膜，所述多孔介质薄膜以一一对应的方式设于所述第一多孔电极的轴向一端和所述第二多孔电极的轴向一端；

第一引导件，所述第一引导件装配在所述外壳上，所述第一多孔电极通过所述第一引导件与所述第一电接口电连接；

第二引导件，所述第二引导件装配在所述外壳上，所述第二多孔电极通过所述第二引导件与所述第二电接口电连接。

本发明提出的多级电渗微泵通过在外壳上集成设置第一引导件和第二引导件连接电源的正负极，并且集成流体进出通道，每个电渗微泵的正负电极分别电连接第一引导件和第二引导件，将电渗微泵的流体入口和出口分别连通到流体进出口通道，实现泵内外电的互连和流体的互通。这样通过外壳上集成的导线和流体通道实现泵内高密度并联电极和流体进出口的转接，不仅可以使多级电渗微泵结构更加紧凑、体积更小，还可以使多级电渗微泵封装更可靠。

另外，根据本发明的多级电渗微泵，还可具有如下附加的技术特征：