基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置制造方法及图纸
Array based micro droplet generation device based on pneumatic driving
The invention discloses an array based micro droplet generation device based on pneumatic driving, which belongs to the fields of biomedical micro sample application, biological 3D printing, and the like. The intake path is connected with the exhaust path, the exhaust path is connected with the liquid storage cavity, the pressure regulating valve is located at the inlet path, the solenoid valve is located between the intake path and the exhaust path, and controls the opening of the intake path; the liquid storage cavity is used to store the liquid, and the bottom of the liquid storage cavity is set up with a number of micropores, each nozzle of the nozzle array and the bottom of the liquid storage cavity. When the solenoid valve is opened for a period of time, the pressure in the liquid storage chamber increases, and droplets will be ejected, and droplets will be sprayed out at the nozzle of the nozzle array. When the microdroplets are produced on a certain or certain nozzles, when the voltage is imposed on the selected nozzle and the threshold pressure is applied, the nozzle of the applied voltage will produce microdroplets, and the other nozzles do not produce microdroplets, so that the nozzle in the nozzle array can be set to produce microdroplets.
【技术实现步骤摘要】
基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置
本专利技术涉及利用介电润湿效应，可以实现微液滴从任意设定的喷嘴喷出的阵列型微液滴阵列产生装置的喷射控制技术，属于生物医学微量样品施加、生物3D打印等领域。
技术介绍
常见的阵列喷射方式主要有压电驱动喷射、热泡驱动喷射。特别是对于生物医学领域样品施加和3D生物打印，压电驱动喷头实际操作中工作参数的设定比较复杂，而且喷射液体的黏度不能过大；热泡驱动喷头制作简单。但是喷头局部温度可达到300℃，喷射过程对包括细胞在内的生物医学样品的活性影响难以评估。因此，需要对生物细胞打印没有不利影响的阵列型微液滴产生装置。基于气动的微液滴产生技术可以实现较高粘度液体的喷射。常温工作，对生物医学样本活性影响小，细胞喷射的成活率高。气动微液滴产生装置主要分为储液腔4、喷嘴阵列5、气路(1,2,3)三部分，喷射工作原理是利用高速电磁阀产生气压脉冲进入储液腔，挤压储液腔内液体喷出喷嘴，形成液滴。目前多是单一喷嘴的微液滴产生装置。本专利技术致力于设计一种基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置，其基于介电润湿效应的喷嘴阵列，结合单一储液腔、单一气动驱动器(如：基于...
【技术保护点】
基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置，其特征在于：该装置由调压阀(3)、电磁阀(2)、排气路径(1)、储液腔(4)和喷嘴阵列(5)组成；进气路径与排气路径(1)相连接，排气路径(1)与储液腔(4)连接，调压阀(3)位于进气路径处，调压阀(3)用于调节进气路径的气压压强；电磁阀(2)位于进气路径与排气路径(1)之间，控制进气路径的开断；储液腔(4)用于储存液体，储液腔(4)底部设有若干微孔，喷嘴阵列(5)的各个喷嘴与储液腔(4)底部的微孔相粘接，当电磁阀(2)开启一段时间后，储液腔(4)内的压强增大，挤压液滴，会在喷嘴阵列(5)的喷嘴处喷出微液滴。
【技术特征摘要】
1.基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置，其特征在于：该装置由调压阀(3)、电磁阀(2)、排气路径(1)、储液腔(4)和喷嘴阵列(5)组成；进气路径与排气路径(1)相连接，排气路径(1)与储液腔(4)连接，调压阀(3)位于进气路径处，调压阀(3)用于调节进气路径的气压压强；电磁阀(2)位于进气路径与排气路径(1)之间，控制进气路径的开断；储液腔(4)用于储存液体，储液腔(4)底部设有若干微孔，喷嘴阵列(5)的各个喷嘴与储液腔(4)底部的微孔相粘接，当电磁阀(2)开启一段时间后，储液腔(4)内的压强增大，挤压液滴，会在喷嘴阵列(5)的喷嘴处喷出微液滴。2.根据权利要求1所述的基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置，其特征在于：喷嘴阵列(5)的喷嘴由两块ITO玻璃(9)、微孔陶瓷片(7)和两块绝缘垫片(10)组成；ITO玻璃(9)的中心部分表面依次涂覆有介电层(8)和疏水层(6)，微孔陶瓷片(7)经过疏水化处理；两块ITO玻璃(9)相对布置，两块ITO玻璃(9)的疏水层(6)相对布置；绝缘垫片(10)并列设置在两块ITO玻璃(9)之间，ITO玻璃(9)与绝缘垫片(10)之间采用绝缘液态胶黏合密封，形成腔体，腔体设置在微孔陶瓷片(7)上；ITO玻璃(9)在边缘处留有部分未被涂覆的空白ITO电极层与外界电压信号连接。3.根据权利要求2所述的基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置，其特征在于：微孔陶瓷片(7)上的微孔孔径大小为几十微米至几百微米之间，微孔孔径的中心对准腔体的中心。4.根据权利要求2所述的基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置，其特征在于：介电层(8)和疏水层(6)的涂覆厚度为微米级别或纳米级别。5.根据权利要求1所述的基于气动驱动的阵列型微液滴产生装置，其特征在于：气动微液滴产生是利用气压脉冲将储液腔内液体挤出喷嘴，形成液滴；如果喷嘴附近有气泡，将会对液滴喷出产生极大的阈值；介电润湿效应是利用电极上施加电压所产生的变化电场，改变液滴表面张力，实现改变介质膜与表面液体的润湿特性，即改变固-液接触角的现象；假设储液腔内的液体的高度适量，在液体内部压强差的作用下，液体会进入喷嘴，如果喷嘴内ITO玻璃之间的电压为零时疏水层表面表现为疏水性；反之施加电压时产生介电润湿效应，疏水层表面变为亲水层；未施加电压时，喷嘴内部表现为疏水性，固-液接触角大于90°，喷嘴内...
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