微流控芯片连续进液驱动用推进器及控制系统设计(2)
5. 连续进液驱动用推进器驱动软件设计 33
5.1. 人机界面设计 33
5.2. 下位机软件设计 37
5.3. 本章小结 40
结论 41
致谢 42
参考文献 43
1. 绪论
1.1.微流控芯片技术
1.1.1.微流控
微流控是能够操控微尺度与精确控制流体，是一项应用于亚微米结构的技术。微流控有着以下几种特性：微型容量、微型体积、极低的能量消耗以及装置占用极小的体积。
微流控利用了对于微尺度下流体控制，是包含了物理学、化学、工程学、生物工程与微加工的多领域学科。于上世纪80年代微流控开始兴起，并且在DNA芯片、芯片实验室、微热力学技术和微进样技术等方面得到了很大的发展。包括白金电阻芯片、微纳米反应器芯片、压力传感芯片、微流体燃料电池芯片、电化学传感芯片以及微纳米流体过滤芯片等[1]。
1.1.2.微流控芯片技术
微流控芯片技术（microfluidic chip）是把化学、生物学、医学分析过程的样品通过制备、反应、分离、检测等基本操作单位都集成到一块微米级尺度的芯片上，并自动完成分析的过程。由于它在化学、生物学、医学等领域有着巨大的潜力，目前已经发展成一个在化学、生物学、医学、电子、流体、材料以及机械等学科的交叉领域拥有崭新前景的技术。
微流控芯片是目前微全分析系统（Miniaturized Total Analysis Systems）发展的热门领域。微流控芯片分析是以芯片为操作平台, 以分析化学为基础,同时以以微管道网络为其结构特征,微机电加工的技术为辅助,以生命科学为当前的主要应用对象，是当前微全分析系统重点发展的领域。它的目的是在一块微芯片上把整个化验室的功能集中,包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等,并且可以多次使用[2]。
微流控芯片是当前微流控技术所应用的主要平台。它的主要特征是，容纳流体的有效结构至少在一个纬度上是微米级的尺度。由于是微米级的结构，流体在其中显示并产生了和宏观尺度有所不同的新生性能，因此发展出了独特的分析产生特质。
微流控芯片的发展优势以及特点：微流控芯片具有液体的流动性、可控性、仅仅消耗极少的试样和试剂，分析速度就可以数百倍地提高等特点。它可以在几分钟内甚至在更短的时间内同时分析百余种样品,并且可以实时实现样品的预处理以及分析的全过程。
芯片实验室是微全分析系统的终极目标，也是微流控芯片产生和应用的目的所在。目前该技术工作和发展的重点领域是生命科学领域。
目前普遍认为的生物芯片（micro-arrays），比如基因芯片、蛋白质芯片等只是微流量为零的点阵列型杂交芯片，功能非常的有限，只是微流控芯片（micro-chip）的特殊类型。微流控芯片可以开发出生物计算机、基因与蛋白质的测序、质谱和色谱分析等系统，具有更广泛的功能、类型和用途，是系统生物学尤其是系统遗传学极为重要的技术基础[3]。
1.2.连续进液驱动用推进器
连续进液驱动用推进器一种应用于微流控芯片技术领域，并在临床医疗以及生命科学研究等方面经常使用的一种可以长时间进行微量均匀进液的精密仪器。这种仪器主要用于动静脉输液、输血、抗休克治疗以及各种生物学、化学液体注射等方面。同时也可以在不同推进器中放入不同的液体，使用时将多个推进器安置在同一装置上，以完成同时进行的混合注射[4]。
合理地使用连续进液驱动用推进器,可以减少许多人为的工作量,同时也十分方便控制进液速率和进液量的精度,以达到理想的使用效果。