51单片机微全分析系统控制单元设计+主程序(3)
微流控芯片作为微型化集成化的分析器件，其必须能够在芯片内实现液体的驱动、混合等功能，才能更好的实现生化分析和检测。微流体驱动的方法已经被广泛的研究和应用，其中最常用也最简单的驱动方法是通过外部的恒流注射泵进行芯片内液体驱动的，固定在泵上的注射器通过细管与芯片连接，通过调整微泵的流速（图为微流控芯片用于化学合成的研究）对液体进行控制，其对流速的控制简单、精准，其在芯片内建立诸如浓度梯度、液滴分割等稳定体系有广泛应用。但是，一般注射泵的体积比较庞大，不能实现系统集成化，并且，一个注射泵只能控制1～2路流体，操作方法不够灵便，因此集成于芯片内的流体驱动结构得到广泛的研究和应用，下面将这方面的进展进行简要的介绍。
1.2 微流体驱动系统
1.2.1电渗驱动微泵
电渗驱动微泵的原理是利用电解质溶液在外加电场的作用下通过电渗现象驱动液体。其利用溶液中的电荷在固液界面上形成双电层：一层是吸附在槽道壁面的不动正电荷形成的紧密层；第二部分是正电子可移动的扩散层，在微通道两侧施加垂直电场，扩散层里电荷就会在电场的作用下移动，从而带动流体一起流动，形成电渗流。Chen等[3]在微流控芯片内制作电渗透驱动微泵（electroosmotic micropump），其通过外加电场驱动微管道表面双电层中的扩散层的离子移动形成电场感应离子拖拽的方法实现无运动器件的微流体驱动。在1kV的电压下，该电渗驱动微泵可以产生高达0.33atm的最大压力和15μL/min的最大流速。Debesset等[4]在管道底部集成不等宽的电极，通过施加低压的交流信号实现微管道内流体的驱动。
1.2.2 液体的蒸发和渗透驱动
微管道在表面浸润的情况下会发生毛细现象，将液体自动吸入微管道内，实现自动的液体进样。在微管道充满液体后就会产生平衡状态，液体就不会继续进入微管道内，此时，就可以在微管道的末端集成一个液体消耗装置，如蒸发器、渗透器等，打破管道内形成的液体压力的平衡，实现微管道内的液体流动驱动。Zimmermann等[5]通过在芯片背部集成的帕尔贴器件控制开放式芯片局部的蒸发作用，消耗管道废液池内的液体，实现微流体的驱动，并且可以通过温度的高低控制蒸发的速度，控制微管道内液体的流速从～1.2nL/s到～30pL/s。Guan等[6]通过毛细管力和蒸发作用，实现芯片的自动化进样和分析。Xu等[7]在此基础上通过在芯片微流体管道末端安装一个渗透泵，通过渗透压的作用消耗管道末端废液池内的流体，驱动芯片内液体的流动，实现了芯片内部细胞的灌注培养。
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