一种用于微量进样器的液滴无损脱离装置的制作方法

本发明涉及一种用于微量进样器的液滴无损脱离装置。

背景技术：

微量进样器由于能实现液体的高精度、微量进给，故常在化学、生物测试分析和流体动力学实验中被用于吸取和分配液体。但由于进样器针头对液滴具有粘附性，故对于体积较小的液滴，无法通过液滴重力克服针头的粘附力使液滴脱离。

近年来，压力控制和微量弹射等多种手段被应用于微量液滴脱离的研究。专利CN204051713U设计了一种微量移液装置，通过安装在进样器外壳上的加压器来使液滴脱离，但由于结构中没有吸液活塞杆，液体的吸取只能靠毛细作用来完成，吸取量受到限制，只能用来滴加特定大小的液滴并且多次进给时需多次吸液。专利CN104645489A公开了一种微量弹水滴液器，通过弹射装置来使液滴脱离，但由于弹射机构会赋予液滴一定的初速度，无法满足流体动力分析中特定高度液体自由落体的实验要求。

工程上将固-液静态接触角大于150°、滚动角小于10°的固体表面称为超疏液表面，由于超疏液表面对液滴粘附力很小，液滴无法浸润超疏液表面，当液滴与超疏液表面接触后，无残液现象发生，故可利用超疏液表面的低粘附性辅助使微量进样器针尖处小体积液滴脱离。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是克服微量进样器无法滴落微小液滴的不足，发明一种用于微量进样器的液滴无损脱离装置。该装置依靠超疏液表面的低粘附性，使粘附在微量进样器针头上的微小液滴无损脱离。

本发明的一种微量进样器的液滴无损脱离装置，包括微量进样组件、支架组件、位置调节组件和超疏液分液片。所述的微量进样组件是市场化的普通微量进样器，带有刻度标识。所述的支架组件材料可以是金属或塑料，分为侧板和底板两个部分，侧板上有装夹进样组件的弹性夹具和固定位置调节组件的结构，侧板可手持滴液以快速变换工作位置，也可通过底部螺纹固定在底板上使用。所述的位置调节组件能够通过控制超疏液分液片的横向和纵向位移，实现分液片与液滴的对准与进给。所述的超疏液分液片须满足超疏液性能要求，即对液体的接触角大于150°，滚动角小于10°；须具有匹配液滴大小的一定孔隙并固定在位置调节组件上。

本发明的技术方案：

一种用于微量进样器的液滴无损脱离装置，该液滴无损脱离装置包括微量进样组件1、支架组件15、位置调节组件和超疏液分液片4，微量进样组件1通过弹性夹具2固定在支架组件15的侧板14上，超疏液分液片4固定在横向位置调节组件12的位置调节杆8上；

所述的支架组件15包括侧板14、底板6和弹性夹具2；侧板14设有限制横向位置调节机构12整体滑动的滑槽和匹配凸轮调节杆7的通孔；

所述的位置调节组件包括横向位置调节机构12和纵向位置调节机构10；所述的横向位置调节机构12控制超疏液分液片4上的开孔5对准微量进样组件1的针头，横向位置调节机构12包括整体滑块11、横向位置调节杆8和锁定磁铁块13，整体滑块11位于侧板14的滑槽内，用于限制横向位置调节机构12整体滑动，横向位置调节杆8插入整体滑块11的孔内，并通过锁定磁铁块13锁定位置；横向位置调节机构12由纵向位置调节机构10支撑，纵向位置调节机构10通过调节横向位置调节机构12的高度，进而控制超疏液分液片4的高度，使微量进样组件1针头上的微液滴被超疏液分液片4脱离；所述的纵向位置调节机构10包括控制横向位置调节机构12整体高度的高度调节凸轮9和凸轮调节杆7；

所述的超疏液分液片4上开有使液滴脱离的定体积开孔5和与横向位置调节杆8相连的分液片限位孔3。

所述的高度调节凸轮9在远离进样器针头时处于快行程，在靠近进样器针头时处于慢行程。

所述的侧板14、底板6和纵向位置调节机构10的材料为金属或塑料；

所述的横向位置调节机构12材料为铁磁性金属。

本发明的有益效果：

(1)本发明滴液位置准确。可实现进样组件精确装夹定位后进给，能够使液滴准确滴落在目标位置。

(2)本发明定量精确。利用材料的超疏液性能，采用接触式滴液，可保证排出的定量液体能够精确无损地滴落。

(3)本发明可满足不同领域的应用要求。通过控制纵向位移调节机构，可保证液滴滴落时不具初速度，不仅能满足生化领域的定量要求，还能应用于流体动力学分析领域。

(4)本发明能够提升操作效率。由于采用普通进样器活塞杆式的吸液方式，在保证排液精度的前提下，可实现大容量吸取，从而实现一次吸取，多次滴液。

(5)本发明适用范围广。通过辅助装置对普通进样器进行深层次利用，可分别通过加工超疏水/超疏油的分液片实现水滴/油滴的定量滴落。

附图说明

图1是本发明的液滴脱离装置示意图。

图2是纵向位置调节机构和横向位置调节机构的结构示意图。

图3是超疏液分液片的示意图。

图中：1微量进样组件；2弹性夹具；3分液片限位孔；4超疏液分液片；5定体积开孔；6底板；7凸轮调节杆；8横向位置调节杆；9高度调节凸轮；10纵向位置调节机构；11整体滑块；12横向位置调节机构；13锁定磁铁块；14侧板；15支架组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

一种微量进样器的液滴脱离装置如图1所示，包括微量进样组件1、支架组件15、位置调节组件和超疏水分液片4。图2为位置调节组件局部结构。本实施例以水滴为操作对象，采用量程为10μL的普通微量进样器作为进样组件，采用的超疏水分液片为与水的接触角为160°、滚动角为2°的铝片(6061铝合金)，开有分别配合1～8μL和4～8μL滴液的孔隙，如图3所示。本实施例采用侧板与底板固定的滴液方式。

支架组件侧板与底板联接后，将底板水平放置。进样组件吸取满量程10μL水后，固定在支架侧板的夹具上。推动横向位置调节杆，并利用超疏水分液片上的刻度标识，将4～8μL的滴液孔隙对准进样组件的针头中心后用磁铁块锁定。超疏水分液片的纵向初始位置在针头口上方。推动进样组件的活塞杆，按照其刻度标识排出5μL液体，此时液滴由于重力过小，会因粘附力停留在针头口处。缓缓转动纵向位置调节杆，将超疏水分液片下移，当其到达进样针头口后会将排出的5μL液滴带离，即完成了5μL微量液滴的进给。

将超疏水分液片恢复到初始高度后，取下定位磁铁块，利用分液片上的刻度标识将1～8μL的滴液孔隙对准进样组件针头后再锁定。推动进样组件的活塞杆，按照其刻度标识排出2μL液体，此时的液滴同样会停留在针头口处。缓缓转动纵向位置调节杆，可将排出的2μL液滴带离，即通过一次吸取，完成了多次、不同体积的微量液滴进给。