一种实现多份液体自发顺序流动的方法及装置与流程

本发明涉及微流控技术领域，特别是涉及一种实现多份液体自发顺序流动的方法及装置。

背景技术：

在生物和化学领域，经常会遇到对某种物质进行提纯的操作，在提纯时往往需要多种液体(处理试剂)依次对待提纯的样本进行处理。目前，上述提纯操作需要人工一次一次地向样本中分别加入不同的处理试剂，重复的加试剂操作占用了人们大量的工作时间，严重影响工作效率。

因此，如何能通过更简单的操作实现多种试剂向样本的依次顺序加入，以节省劳动时间、提高工作效率，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种实现多份液体自发顺序流动的方法及装置，该方法和装置能够使工人通过更简单的操作实现多种试剂向样本的依次顺序加入，从而有效地节省劳动时间，提高工作效率。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种实现多份液体自发顺序流动的方法，包括：

取与所述多份液体的份数对应数量的多个密闭容器，每一份所述液体分别位于不同的所述密闭容器内；

取与所述多份液体的份数对应数量的多个连接管，当多个所述密闭容器的容积各不相同时，多个所述连接管取为流道体积均相等，当多个所述密闭容器的容积均相同时，多个所述连接管取为流道体积各不相等，多个所述连接管的一端汇合连通，另一端分别与不同的所述密闭容器连通；

调整所述密闭容器的位置使各个所述密闭容器内的所述液体均不封堵所述密闭容器与所述连接管的接口，向多个所述密闭容器和多个所述连接管组成的系统内充气加压，使所述系统的内部压强大于外部压强；

再次调整所述密闭容器的位置使各个所述密闭容器内的所述液体均封堵所述密闭容器与所述连接管的接口；

将所述连接管的汇合连通端与所述系统的外部导通，各个所述密闭容器的容积保持不变，所述密闭容器内的气体推动所述液体向所述连接管的汇合连通端流动。

优选地，在上述方法中，多个所述密闭容器取为容积各不相同，通过调整各个所述密闭容器之间的容积比例来调整所述液体流动至所述连接管的汇合连通端的顺序。

优选地，在上述方法中，多个所述密闭容器取为容积相同，通过调整各个所述连接管之间的长度比例来调整所述液体流动至所述连接管的汇合连通端的顺序。

一种实现多份液体自发顺序流动的装置，包括：

与所述多份液体的份数对应数量的多个密闭容器，所述密闭容器用于分别放置各份所述液体；

与所述多份液体的份数对应数量的多个连接管，多个所述连接管的一端汇合连通，另一端分别与不同的所述密闭容器连通，多个所述密闭容器的容积各不相同，而多个所述连接管流道体积均相等，或者多个所述密闭容器的容积均相同，而多个所述连接管流道体积各不相等；

加压器，所述加压器用于向多个所述密闭容器和多个所述连接管组成的系统内充气加压。

优选地，在上述装置中，所述连接管的汇合连通端与微管道的一端连通，所述微管道的另一端连通有排气阀。

优选地，在上述装置中，所述排气阀为透气管或气体通量可调的排气阀。

优选地，在上述装置中，所述连接管的汇合连通端与微管道的一端连通，所述微管道为由透气性材料制成的硅胶管。

优选地，在上述装置中，所述微管道为pdms芯片。

优选地，在上述装置中，所述微管道为非透气性管道或者非透气性芯片。

优选地，在上述装置中，所述密闭容器和/或所述加压器为注射器。

根据上述技术方案可知，本发明提供的实现多份液体自发顺序流动的方法中，首先向密闭容器和连接管组成的系统内充气加压，使系统的内部压强大于外部压强，然后通过液体的封堵分别截住一部分高压强的气体，最后将连接管的汇合连通端与系统的外部导通，使密闭容器与连接管之间形成压差，于是液体在高压气体的作用下自发流动，而由于各个密闭容器容积各不相同时，各个连接管的流道体积均相等，或者各个密闭容器容积均相同时，各个连接管的流道体积各不相等，所以各份液体到达连接管的汇合连通端的时间不同，从而实现多份液体的顺序流动。综上所述，本发明提供的方法能够实现多份液体的自发顺序流动，因此只需一次操作即可实现多种试剂向样本的依次顺序加入，达到节省劳动时间、提高工作效率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种实现多份液体自发顺序流动的装置的示意图；

图2是图1的实验结果示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种实现多份液体自发顺序流动的装置的示意图；

图4是图3的实验结果示意图。

图中标记为：

1、加压器；2、加气管；21、进气阀；3、密闭容器；4、连接管；5、微管道。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

参见图1，为本发明实施例一提供的一种实现多份液体自发顺序流动的装置的示意图，该装置包括加压器1、密闭容器3和连接管4，其中，密闭容器3的数量与多份液体的份数对应，密闭容器3用于分别放置各份液体，多个密闭容器3的容积各不相同；连接管4的数量也与多份液体的份数对应，多个连接管4的流道体积均相等，多个连接管4的一端汇合连通，另一端分别与不同的密闭容器3连通；加压器1用于向多个密闭容器3和多个连接管4组成的系统内充气加压。

实施例一中，加压器1和密闭容器3为注射器，具体地，采用20ml的注射器作为加压器1，三个5ml注射器作为密闭容器3，将三个密闭容器3通过加气管2与加压器1相连，加气管2靠近密闭容器3的位置具有进气阀21。分别将三个密闭容器3固定到1ml、3ml和5ml的位置，并在三个密闭容器3内分别注入100微升蓝色墨水a、红色墨水b和绿色墨水c。密闭容器3的末端与流道体积均相等的连接管4相连，三个连接管4通过四通管与微管道5连接，微型管道5的末端连接有排气阀(图中未标记)。

完成装置组装后，关闭微型管道5末端的排气阀，打开进气阀21，将三个密闭容器3平放，使墨水不封堵密闭容器3的出口。将加压器1由20ml位置推到5ml位置并固定，关闭进气阀21，将密闭容器3竖直放置，使墨水封堵密闭容器3的出口，三个密闭容器3内部的初始压强相等。缓慢打开微管道5末端的排气阀，可以看到如图2所示的结果，由图2可知，内部体积最大的密闭容器3所对应的墨水最先流出，其他内部体积小的密闭容器3中的墨水则依次流出。

参见图3，为本发明实施例二提供的一种实现多份液体自发顺序流动的装置的示意图，该装置包括加压器1、密闭容器3和连接管4，其中，密闭容器3的数量与多份液体的份数对应，密闭容器3用于分别放置各份液体，多个密闭容器3的容积相同；连接管4的数量也与多份液体的份数对应，多个连接管4的流道体积各不相等，多个连接管4的一端汇合连通，另一端分别与不同的密闭容器3连通；加压器1用于向多个密闭容器3和多个连接管4组成的系统内充气加压。

实施例二中，加压器1和密闭容器3为注射器，具体地，采用20ml的注射器作为加压器1，三个5ml注射器作为密闭容器3，将三个密闭容器3通过加气管2与加压器1相连，加气管2靠近密闭容器3的位置具有进气阀21。将三个密闭容器3均固定到2ml的位置，并在三个密闭容器3内分别注入100微升蓝色墨水a、红色墨水b和绿色墨水c。密闭容器3的末端与流道体积各不相等的连接管4相连，其中，蓝色墨水a对应连接管4的长度为10cm，红色墨水b对应连接管4的长度为20cm，绿色墨水c对应连接管4的长度为40cm，三个连接管4通过四通管与微管道5连接，微型管道5的末端连接有排气阀(图中未标记)。

完成装置组装后，关闭微型管道5末端的排气阀，打开进气阀21，将三个密闭容器3平放，使墨水不封堵密闭容器3的出口。将加压器1由20ml位置推到5ml位置并固定，关闭进气阀21，将密闭容器3竖直放置，使墨水封堵密闭容器3的出口，三个密闭容器3内部的初始压强相等。缓慢打开微管道5末端的排气阀，可以看到如图4所示的结果，由图4可知，连接管4越长，液体(墨水)进入微管道5的时间越晚，从而形成多份液体在微管道5内的顺序流动。

具体实际应用中，微管道5可以为pdms芯片，或者可以为由透气性材料制成的硅胶管，当微管道5由透气性材料制成时，则可以不必在末端连通有排气阀。当然，微管道5也可以为非透气性管道或者非透气性芯片，并在末端连通有排气阀，微管道5末端的排气阀可以为透气管或气体通量可调的排气阀。

本发明还提供了一种实现多份液体自发顺序流动的方法，该方法包括：

取与多份液体的份数对应数量的多个密闭容器3，每一份液体分别位于不同的密闭容器3内；

取与多份液体的份数对应数量的多个连接管4，当多个密闭容器3的容积各不相同时，多个连接管4取为流道体积均相等，当多个密闭容器3的容积均相同时，多个连接管4取为流道体积各不相等，多个连接管4的一端汇合连通，另一端分别与不同的密闭容器3连通；

调整密闭容器3的位置使各个密闭容器3内的液体均不封堵密闭容器3与连接管4的接口，向多个密闭容器3和多个连接管4组成的系统内充气加压，使系统的内部压强大于外部压强；

再次调整密闭容器3的位置使各个密闭容器3内的液体均封堵密闭容器3与连接管4的接口；

将连接管4的汇合连通端与系统的外部导通，各个密闭容器3的容积保持不变，密闭容器3内的气体推动液体向连接管4的汇合连通端流动。

具体实际应用中，如果多个密闭容器3取为容积各不相同，那么可以通过调整各个密闭容器3之间的容积比例来调整液体流动至连接管4的汇合连通端的顺序；如果多个密闭容器3取为容积相同，那么可以通过调整各个连接管4之间的长度比例来调整液体流动至连接管4的汇合连通端的顺序。

本发明提供的实现多份液体自发顺序流动的方法中，首先向密闭容器3和连接管4组成的系统内充气加压，使系统的内部压强大于外部压强，然后通过液体的封堵分别截住一部分高压强的气体，最后将连接管4的汇合连通端与系统的外部导通，使密闭容器3与连接管4之间形成压差，于是液体在高压气体的作用下自发流动，而由于各个密闭容器3容积各不相同时，各个连接管4的流道体积均相等，或者各个密闭容器3容积均相同时，各个连接管4的流道体积各不相等，所以各份液体到达连接管4的汇合连通端的时间不同，从而实现多份液体的顺序流动。综上所述，本发明提供的方法能够实现多份液体的自发顺序流动，因此只需一次操作即可实现多种试剂向样本的依次顺序加入，达到节省劳动时间、提高工作效率的目的。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。