申请/专利权人：电子科技大学;成都高界科技有限公司

申请日：2019-06-27

公开（公告）日：2020-02-14

公开（公告）号：CN110180613B

主分类号：B01L3/02(20060101)

分类号：B01L3/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.02.14#授权;2019.09.24#实质审查的生效;2019.08.30#公开

摘要：本发明公开了一种基于表面电荷的移液枪，包括枪身，枪身下方设置有若干支撑杆，两根支撑杆下端设置有连接杆，连接杆之间设置有基底，基底上设置有表面涂层，表面涂层上通过气相沉积设置有疏水分子层，表面涂层和疏水分子层在基底上形成超双疏表面，基底和表面涂层均由介电材料制成，枪身上方设置有圆形限位板，枪身、支撑杆、连接杆和限位板一体成型，且均不导电，枪身和限位板内活动设置有可导电的滑动棒，滑动棒下端设置有片状导体，滑动棒上端设置有推板。本发明通过超双疏表面代替枪头，在移液时，液滴撞击超双疏表面，在表面产生电荷，然后充电后的超双疏表面对液滴具有高粘附性，实现液滴的抓取和移动。

主权项：1.一种基于表面电荷的移液枪，其特征在于，包括枪身1，所述枪身1下方设置有若干支撑杆2，相邻两根所述支撑杆2下端设置有连接杆3，所述连接杆3之间设置有基底4，所述基底4上设置有疏水的表面涂层，所述表面涂层上设置有疏水分子层，所述表面涂层和所述疏水分子层在所述基底4上形成超双疏表面，所述基底4和所述表面涂层均由介电材料制成，所述枪身1上方设置有圆形限位板6，所述枪身1、所述支撑杆2、所述连接杆3和所述限位板6一体成型，且均不导电，所述枪身1和所述限位板6内活动设置有可导电的滑动棒7，所述滑动棒7下端设置有片状导体5，所述滑动棒7上端设置有推板8。

全文数据：一种基于表面电荷的移液枪技术领域本发明属于移液枪技术领域，具体涉及到一种基于表面电荷的移液枪。背景技术在分析实验中，特别是当涉及昂贵的药物试剂时，液体的无损失转移就显得尤为重要；同时，单液滴分析装置受到越来越多的关注。目前，研究人员设计了一种用于操控液滴的机械调节表面，但这种机械调节的表面只对水溶液起作用，当处理低表面张力或高粘性液体时就会失效，而传统的移液枪在转移这些液滴时，由于固液之前高的接触面积和黏附而造成质量损失甚至污染问题。因此我们需要设计一种全新的移液枪，能够方便地操纵任何液体，包括低表面张力液体和高粘性液体，而不产生质量损失和污染。发明内容针对上述不足，本发明提供一种基于表面电荷的移液枪，通过超双疏表面代替枪头，在移液时，液滴撞击超双疏表面，在表面产生电荷，然后充电后的超双疏表面对液滴具有高粘附性，实现液滴的抓取和移动。为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于表面电荷的移液枪，包括枪身，枪身下方设置有若干支撑杆，相邻两根支撑杆下端设置有连接杆，连接杆之间设置有基底，基底上设置有疏水的表面涂层，表面涂层上通过气相沉积设置有疏水分子层，表面涂层和疏水分子层在基底上形成超双疏表面，基底和表面涂层均由介电材料制成，枪身上方设置有圆形限位板，枪身、支撑杆、连接杆和限位板一体成型，且均不导电，枪身和限位板内活动设置有可导电的滑动棒，滑动棒下端设置有片状导体，滑动棒上端设置有推板。本发明的有益效果是：在进行移液时，片状导体远离超双疏表面，手握枪身使超双疏表面靠近液滴，液滴撞击超双疏表面产生电荷，可以用于在超双疏表面打印表面电荷，且可以长时间维持，表面电荷可以大大增强液滴在超双疏表面的粘附力，同时让液滴保持超双疏状态，实现液滴的抓取，然后将液滴移动到指定位置，再推动推板，使得滑动棒带动片状导体靠近超双疏表面，产生静电感应，静电感应可以暂时消除表面电荷的作用，使得液滴与超双疏表面的粘附力几乎降为0，从而释放液滴，完成液滴的抓取和移动。超双疏表面具有排斥液滴的性质，这使液体在表面上呈现球形状态，打印上表面电荷会增加超双疏表面对液滴的黏附力，从而抓取液滴。本发明提供的移液枪，通过超双疏表面抓取液滴，没有专门的枪头，液体不会浸润或粘附在枪头内壁上，也不会粘附在超双疏表面，因此不会造成质量损失，被转移的液体在整个转移过程中都保持球形，维持与表面有限的接触面积，也不会造成液滴污染，同时，本移液枪不止适用于水溶液，对低表面张力或高粘性液体同样适用，例如血液、乙醇溶液和甘油等。进一步，限位板到基底的距离大于滑动棒的长度。采用上述进一步方案的有益效果是：防止滑动棒在滑动过程中，滑动棒下端对基底上的超双疏表面产生损伤。进一步，基底材质为玻璃、聚四氟乙烯或氟化乙烯丙烯共聚物。进一步，疏水分子层为全氟辛基三氯硅烷分子层。进一步，基底厚160～180μm，直径为16～19mm。进一步，表面涂层厚度为5～50μm。进一步，片状导体厚度不小于0.5mm。附图说明图1为本发明的示意图；其中，1、枪身；2、支撑杆；3、连接杆；4、基底；5、片状导体；6、限位板；7、滑动棒；8、推板。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。本发明的一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于表面电荷的移液枪，包括枪身1，枪身1下方设置有若干支撑杆2，相邻两根支撑杆2下端设置有连接杆3，连接杆3之间设置有薄玻片，薄玻片厚度为170μm，直径18mm，薄玻片上设置有疏水的表面涂层，表面涂层上通过气相沉积设置有全氟辛基三氯硅烷分子层，表面涂层和全氟辛基三氯硅烷分子层在薄玻片上形成超双疏表面，薄玻片和表面涂层均由介电材料制成，枪身1上方设置有圆形限位板6，枪身1、支撑杆2、连接杆3和限位板6一体成型，且均不导电，可由3D打印而成，枪身1和限位板6内活动设置有可导电的滑动棒7，滑动棒7下端设置有片状导体5，片状导体5为铜片，厚度为0.5mm，滑动棒7上端设置有推板8。限位板6到基底4的距离大于滑动棒7的长度，防止滑动棒7在滑动过程中，滑动棒7下端对基底4上的超双疏表面产生损伤。在进行移液时，铜片远离超双疏表面，手握枪身1使超双疏表面靠近液滴，液滴撞击超双疏表面产生电荷，可以用于在超双疏表面打印表面电荷，且可以长时间维持，表面电荷可以大大增强液滴在超双疏表面的粘附力，同时让液滴保持超双疏状态，实现液滴的抓取，然后将液滴移动到指定位置，再推动推板8，使得滑动棒7带动铜片靠近超双疏表面，产生静电感应，静电感应可以暂时消除表面电荷的作用，使得液滴与超双疏表面的粘附力几乎降为0，从而释放液滴，完成液滴的抓取和移动。超双疏表面具有排斥液滴的性质，这使液体在表面上呈现球形状态，打印上表面电荷会增加超双疏表面对液滴的黏附力，从而抓取液滴。本发明提供的移液枪，通过超双疏表面抓取液滴，没有专门的枪头，液体不会浸润或粘附在枪头内壁上，也不会粘附在超双疏表面，因此不会造成质量损失，被转移的液体在整个转移过程中都保持球形，维持与表面有限的接触面积，也不会造成液滴污染，同时，本移液枪不止适用于水溶液，对低表面张力或高粘性液体同样适用，例如血液、乙醇溶液和甘油等。本实施例中的超双疏表面的制备方法为：将薄玻片在蜡烛灰火焰上来回烤制2min，蜡烛灰涂层均匀的覆盖在基底4表面；分别将1mL浓度为25％氨水和浓度为97％的四乙氧基硅烷放置在干燥器的两侧，然后将上一步骤所得铜片放置在中部的陶瓷架上，抽真空至0.1Pa，保持24h，生长出SiO2@C多孔结构；然后将铜片取出，在550℃下煅烧3h，得到空心SiO2多孔结构，再经空气等离子体处理10min；再将100μL浓度为97％的全氟辛基三氯硅烷放置在干燥器一侧，再将上一步骤所得铜片放入干燥器后，抽真空至0.1Pa，保持1h，即得到本实施例所用超双疏表面。使用时，手握枪身1使超双疏表面靠近液滴，液滴撞击超双疏表面产生电荷，表面电荷可以大大增强液滴在超双疏表面的粘附力，同时让液滴保持超双疏状态，使液滴吸附在超双疏表面，然后将液滴移动到指定位置，推动推板8，使得滑动棒7带动铜片靠近超双疏表面，产生静电感应，静电感应暂时消除表面电荷的作用，从而释放液滴，完成液滴的抓取和移动。本发明通过超双疏表面代替枪头，在移液时，液滴撞击超双疏表面，在表面产生电荷，然后充电后的超双疏表面对液滴具有高粘附性，实现液滴的抓取和移动。虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

权利要求：1.一种基于表面电荷的移液枪，其特征在于，包括枪身1，所述枪身1下方设置有若干支撑杆2，相邻两根所述支撑杆2下端设置有连接杆3，所述连接杆3之间设置有基底4，所述基底4上设置有疏水的表面涂层，所述表面涂层上设置有疏水分子层，所述表面涂层和所述疏水分子层在所述基底4上形成超双疏表面，所述基底4和所述表面涂层均由介电材料制成，所述枪身1上方设置有圆形限位板6，所述枪身1、所述支撑杆2、所述连接杆3和所述限位板6一体成型，且均不导电，所述枪身1和所述限位板6内活动设置有可导电的滑动棒7，所述滑动棒7下端设置有片状导体5，所述滑动棒7上端设置有推板8。2.如权利要求1所述的基于表面电荷的移液枪，其特征在于，所述限位板6到所述基底4的距离大于所述滑动棒7的长度。3.如权利要求1所述的基于表面电荷的移液枪，其特征在于，所述基底4材质为玻璃、聚四氟乙烯或氟化乙烯丙烯共聚物。4.如权利要求1所述的基于表面电荷的移液枪，其特征在于，所述疏水分子层为全氟辛基三氯硅烷分子层。5.如权利要求1所述的基于表面电荷的移液枪，其特征在于，所述基底4厚160～180μm，直径为16～19mm。6.如权利要求1所述的基于表面电荷的移液枪，其特征在于，所述表面涂层厚度为5～50μm。7.如权利要求1所述的基于表面电荷的移液枪，其特征在于，所述片状导体5厚度不小于0.5mm。

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