Микронасосы для жидкостей: Микронасосы для жидкостей купить в интернет магазине недорого

Содержание

Насос для абразивной жидкости

Abaque и одноименная торговая марка — это производственное направление мирового гиганта Dover (владеет также компаниями по производству насосного оборудования Blackmer, Mouvex, Wilden, Almatec, Griswold и др.). Серия Abaque специализируется на технологии перистальтических самовсасывающих промышленных насосов. На сегодняшний день это самое эффективное оборудование для работы в тяжелых условиях и/или со сложными жидкостями. Перистальтические (синоним – шланговые) насосы Abaque оптимально подходят для абразивных жидкостей с твердыми включениями.

Именно насосы для абразивной жидкости Abaque широко используются на предприятиях химической, лакокрасочной, керамической, пищевой, фармацевтической, водоочистительной и горной промышленности, а также для откачки грунтовых вод и других сложных задач по всему миру. Возможность эффективной работы с абразивными жидкостями обеспечивается конструктивными особенностями насосов Abaque. Песок, каменная крошка, сточные воды с содержанием твердых включений и другие абразивные среды не наносят вреда корпусу и рабочим деталям насоса, т.

к перекачиваемая жидкость соприкасается только с шлангом. При этом насос Abaque обеспечивает бережную перекачку, что особенно важно для процессов пищевой промышленности (перекачка продукции с кусочками фруктов и т.п.).

Актуальный ассортимент насосов серии Abaque включает 10 моделей различной производительности. В основе всех моделей лежит общий принцип работы перистальтических насосов, усовершенствованный инженерами Dover:

  • Конструкция перистальтического насоса предельно проста и включает в себя минимум элементов: гибкий шланг, ролики и прижимную поверхность (т.н. трек). Простота системы обеспечивает сразу несколько преимуществ: надежность, отсутствие торцевых уплотнений, клапанов и дешевое обслуживание.
  • Шланг располагается внутри корпуса насоса. Жидкость приходит в движение, когда ролики пережимают шланг перпендикулярно и продольно «выжимают» жидкость в нужном направлении. При перемещении жидкости по шлангу возникает вакуум и всасывание. Этот принцип называется самовсасывающим устройством объемного действия.
  • Самовсасывание позволяет насосу поднимать жидкость на высоту 8-9 метров, а функция реверса – подавать жидкость не только в прямом, но и в обратном направлении. Перистальтический насос без предварительной заливки работает «всухую», и это не вредит его деталям.

Перечисленные свойства сделали перистальтические насосы, Abaque в частности, незаменимыми для перекачивания жидкостей высокой вязкости и/или плотности, неоднородных сред с твердыми включениями, комками, волокнами. При работе с хрупкими, ценными либо агрессивными жидкостями полностью исключен риск протекания и гарантирована полная герметичность системы. Для надежности, в зависимости от типа перекачиваемых веществ (содержание жиров, кислот, спиртов, кетонов и т.п.), выбирается соответствующий материал шланга.

Определенные ограничения накладываются лишь на диапазон температур перекачиваемых жидкостей. Поскольку шланг насоса изготавливается из гибких материалов, он не рассчитан на жидкости, температура которых превышает 90° С. Поэтому перистальтические насосы идеально подходят для водоподготовки, но не рекомендованы для отопления.

Возможности перистальтических насосов для абразивной жидкости Abaque позволяют использовать их для гораздо более тонких задач. Например, для дозирования, поскольку количество жидкости, перекачиваемое за одно вращение ролика, легко контролировать. Производительность насосов Abaque варьируется в широком диапазоне от 15 до 77000 л/ч.

  • В зависимости от конкретных условий применения, выпускаются шланги насосов из разных материалов (Buna, NBR, EPDM, Hypalon и т.д.).
  • Конструкция насоса может быть как с открытым валом, так и с закрытым соединением.
  • Предоставляются дополнительные опции по заказу:система для создание вакуума в корпусе насоса (актуально для вязких и клейких жидкостей, чтобы шлангу было проще принимать исходную форму), выявление повреждений (проколов) трубки, неметаллические вкладыши (PPH, PVDF) и проч.

Для заказа опций, а также выбора, покупки и консультации по поводу насосного оборудования Abaque обращайтесь в нашу компанию. Мы учтем особенности перекачиваемой жидкости и Вашего предприятия и поможем скомпоновать оптимальную рабочую систему.

  • Температура от 0°С до 90°С
  • Вязкость до 30 000 сСт
  • Производительность до 77 м³/ч
  • Давление до 16 бар

СКАЧАТЬ КАТАЛОГ ЛИНЕЙКИ НАСОСОВ ABAQUE

Внимание!

Для абразивной жидкости также могут использоваться диафрагменные, винтовые и, в некоторых случаях, другие типы насосов. Окончательный выбор насоса зависит от перкачиваемой жидкости и требуемых параметров работы (температуры, напора, производительности и т.д.).

Тем не менее, если перистальтический насос подойдет по требуемым параметрам, это будет оптимальным решением, т.к. единственный элемент, который соприкасается с жидкостью — это шланг насоса и, соответственно, изнашиваться будет только он, в отличие от всех остальных типов насосов.

Микронасосы для малых объемов жидкости и газа

Компания IST AG представила свою последнюю разработку в рамках направления микрофлюидика. Ею стал новый перистальтический насос серии CPP1, разработанный для жидкостей и газов. Наряду с надежным контролем скорости потока и биосовместимостью, насос обеспечивает формирование потока малой скорости.

Перистальтический насос CPP1 позволяет осуществлять двунаправленную накачку малых объемов жидкости или газа в рамках контролируемого потока. Диапазон возможных скоростей лежит в пределах от 150 нл до 800 мкл. Такие скорости, помимо прочего, оптимальны для доставки анализируемого вещества к чувствительному элементу.

В перистальтических насосах со средой контактирует только трубка, что предотвращает возможное загрязнение накачиваемой жидкости или газа. Среда проходит через насос по силиконовой трубке медицинского стандарта.

Насосы CPP1 разработаны для интеграции в уже существующие флюидные системы, непосредственного соединения с трубками. Эта возможность — серьезное преимущество перед насосами другого типа, такими как шприцевые насосы. Именно поэтому перистальтические насосы так широко применяются в биотехнологии и медицине. Еще одно преимущество перистальтического насоса CPP1 — это возможность функционирования в качестве клапана в жидкостных системах, даже если ротор не вращается. Насос CPP1 может выдержать разность давлений до 2 бар, при этом сохраняя раздел сред на входном и выходном порте.

Насос CPP1 имеет габариты 9.5х11.2х31.4 мм и типовую величину потребляемого тока в размере 30 мА при напряжении 3 В. Такие характеристики обеспечивают не только удобство интеграции в микрофлюидные аналитические системы, но и возможность создания настольных или ручных миниатюрных устройств на одном насосе.

Ключевые особенности перистальтических насосов IST AG:

  • Скорость потока от 150 нл до 800 мкл, в зависимости от типа насоса, двунаправленность.
  • Со средой контактируют только трубки медицинского стандарта, с защитой от утечек
  • Стабильная и повторяемая накачка различных типов жидкостей и газов
  • Миниатюрная конструкция, предоставляет возможность интеграции в микрофлюидные системы и устройства
  • Более чем 1000 часов непрерывного функционирования на скорости 50 мкл/мин, в зависимости от типа насоса
  • Разность давлений до 2 бар между средами на разных портах

Для перистальтических насосов CPP1 был разработан ознакомительный набор. Отладочная плата в составе набора позволяет подключаться к ПК через USB и управлять четырьмя насосами одновременно.

Микронасос для жидкостей — Справочник химика 21

    Наконец, если применяют летучие буферы или жидкости, упаривающиеся без остатка, то целесообразно использовать устройство, изображенное на рис. 513, е. Микронасос отсасывает небольшую часть элюата, которую наносят на хроматографическую бумагу, закрепленную на медленно вращающемся барабане (рис. 514) (примерно один оборот за 24 час). Жидкость, нанесенную на бумагу, высушивают струей воздуха. После полного оборота барабана бумагу вынимают и помещают в хроматографическую камеру для проявления соответствующим растворителем. Таким образом получают двумерную карту, на которой полностью отражается ход разделения на колонке. Еще более совершенны устройства с роторным микронасосом [74]. На рис. 515 показан микронасос, используемый для отбора элюата. Это насос золотникового типа с регулируемой скоростью в пределах от 20 нк.л до 5 мл/час [67]. Оптимальная скорость нанесения жидкости на бумагу ватман № 3 составляет примерно 500 мкл/час. 
[c.566]

    В большинстве аналитических исследований при хроматографировании жидкостей скорость потока измеряется несколькими миллилитрами в минуту. Поэтому постоянство скорости потока жидкости в колонке можно легко обеспечить поддержанием столба жидкости над адсорбентом на постоянном уровне. Это условие может быть достигнуто несколькими способами 1) периодическим подливанием жидкости в верхнюю часть колонки, имеющую достаточное расширение (см. рис. И) 2) при помощи сосуда Мариетта (рис. 13) 3) шприцем с непрерывным и равномерным движением поршня (рис. 14) 4) специальными микронасосами. [c.33]

    Проблема переноса жидкости через колонку значительно упростилась в результате разработки соответствующих типов микронасосов. Приводимые в движение электромоторами миниатюрные насосы с электронным управлением, обеспечивающим простое изменение скорости потока жидкости через колонку, получили широкое распространение, так как сохраняют постоянство любой выбранной скорости потока. 

[c.133]

    Внимание Засасывания жидкости ртом следует всячески избегать, чтобы исключить опасность контакта с токсичными (кислотами, щелочами и т.д.) или биологическими активными веществами. Для засасывания жидкости следует применять различные вспомогательные устройства, например, резиновые груши или механические микронасосы с ручным управлением. [c.588]

    И заполненных стеклянными кольцами Рашига (температуру воды регулируют термостатом). Жидкость (масло, растворитель, флегма, вода) подается между двумя секциями колонки точка подачи может быть выбрана произвольно. Количество. жидкости регулируют, изменяя давление газа, которое проверяют но реометрам. Вода подается дозирующим микронасосом 122]. В конструкцию колонки вносились некоторые изменения. Так, например, для достижения температурного градиента, устанавливали несколько термостатов. [c.238]

    Для жидкостной хроматографии созданы микронасосы различных типов, хотя зачастую они оказываются совершенно излишними. Фактически для равномерной подачи на колонку относительно небольшого количества жидкости существуют лишь два типа насосов поршневой и перистальтический. Первый удобен для подачи как органических, Так и водных элюентов второй ввиду наличия в нем гибких шлангов можно рекомендовать для подачи только водных систем. 

[c.59]

    В перистальтическом насосе гибкий шланг прижимается роликами, катящимися по неподвижной основе, или колесиком, которое движется по роликам, расположенным по кругу. Перистальтический насос в отличие от поршневого не имеет обратного хода, что позволяет избежать дополнительного перемешивания жидкости. Скорость подачи в этом случае можно регулировать, изменяя число оборотов мотора или подбирая шланг нужного диаметра. Точная настройка перистальтического насоса не столь проста, как это может показаться на первый взгляд. Как правило, перистальтический насос позволяет работать одновременно на нескольких колонках. В поршневом насосе скорость подачи регулируется изменением либо хода поршня, либо скорости мотора. В табл. 12 приводится список рекомендуемых микронасосов. [c.61]


    Микронасосы. Их параметрические характеристики сильно зависят от вязкости и температуры жидкости, так как течение в них обычно происходит вне зоны автомодельности (см. ниже). Кроме того, имеет место разброс характеристик для различных экземпляров насосов из-за сильного влияния технологических отклонений размеров и форм проточиной части. Значительную долю потерь энергии в этих насосах составляют механические потери, а при их испытаниях трудно обеспечить высокую точность измерения подачи и особенно механической мощности. Все сказанное не позволяет безоговорочно рекомендовать для этих насосов пересчет характеристик по подобию и распространение результатов испытаний одного образца на всю группу однотипных насосов. [c.8]

    Отбор проб радиоактивной жидкости в лаборатории осуществляется при помощи медицинского шприца, соединенного с пипеткой гибкой каучуковой трубкой. Жидкости высокой активности отбирают дистанционными приспособлениями типа дистанционной пипетки (рис. 17, а), позволяющими производить дозированный отбор и переливание жидкости. Отбор жидких проб можно производить также с помощью пипетки с грушей или регулируемых автоматических пипеток и микронасосов (рис. 17,6). [c.48]

    Разделяемую смесь газов или жидкостей подают в колонку микронасосом М. Компонент смеси, который адсорбируется в большей степени, движется по колонке вниз вместе с жидкой фазой и десорбируется из нее в нагретой десорбционной секции, попадая в поток газа-носителя. Менее адсорбирующийся компонент смеси движется вверх вместе с потоком газа-носителя. Оба компонента поступают в устройство для улавливания, которое обычно включает в себя ловушки, охлаждаемые твердой углекислотой и ацетоном, хотя для улавливания менее летучих веществ достаточны ловушки, охлаждаемые водой или даже воздухом. С помощью подобных методов улавливания, основанных на теплообмене, редко удается получить выход веществ больше 90%, однако для лабораторных ус- [c.338]

    Точную регулировку потоков жидкости в хроматограф и из него осуществляли с помощью многоцилиндрового микронасоса. Это позволяло проводить разделение без остановки хроматографа в течение целого месяца. [c.401]

    После включения микронасоса растворитель из резервуара начинает стекать в смеситель с магнитной мешалкой с такой же скоростью, с какой растворяющая смесь подается на колонку. Верхний резервуар 8, предварительно наполняемый осадителем, служит для того, чтобы собирать в него пузырьки воздуха, которые, несмотря на применение свежепрокипяченных жидкостей, имеют тенденцию собираться в мертвом пространстве наверху колонки. В отсутствие этого резервуара постепенное накопление воздуха [c.76]

    Дозировочные микронасосы ОСЬ (Англия) предназначены для дозирования малых количеств различных жидкостей, главным образом в лабораторных условиях. Несмотря на то, что са.мый маленький микронасос подает до 7 сж /ч, а самый большой до 1500 см ч, подачу насосов можно бесступенчато регулировать до нуля на ходу и при остановке, изменяя микрометрическим винтом длину хода плунжеров. Рабочее давление насосов не превышает 6—7 кГ/см . Детали проточной части насосов выполнены из нержавеющей стали, а корпусные — из алюминиевого сплава и эмалированы в печи. Гидроцилиндры насосов легко заменяются на новые с другими размерами проточной части для получения новых пределов подачи. Шариковые весовые клапаны насосов диаметром /в» изготовлены из некоррозионного материала и для большей надежности работы сдвоены. Применяются следующие диаметры плунжеров Ле, /в и [c.186]

    Ниже рассматриваются служащие для этой цели микронасосы-дозаторы, обеспечивающие плавное безымпульсное дозирование жидкостей при больших противодавлениях. [c.185]

    На рис. 2 приведена схема микронасоса с переключателем каналов. Микронасос действует по вышеизложенному принципу. Переключение переключателя 13 происходит при неизменном объеме 9. При увеличении объема 9 он подключен к входному каналу 11, а при уменьшении, когда сумма объемов 7 и Р равномерно сокращается и происходит перераспределение жидкости между этими объемами, переключатель 13 через гибкую трубку 14 соединяет объем 9 с объемом 7 и выходным каналом 8. [c.187]

    Изложены принципы действия и рассмотрены характеристики новых микронасосов безымпульсной подачи жидкости с плавным изменением производительности. построенных на принципе последовательного соединения пар поршень-— цилиндр. [c.199]

    Развитие насосостроения тесно связано с общим техническим прогрессом в таких отраслях, как машиностроение, гидродинамика, химическая промышленность, электропромышленность. Благодаря достижениям в этих отраслях стало возможным создание насосов различных типов, предназначенных для перекачивания не только воды, но н агрессивных сред, жидких металлов, криогенных жидкостей и т. п. В настоящее время отечественная промышленность выпускает насосы всех типов, необходимые для народного хозяйства страны, начиная от миниатюрных микронасосов для медицинской техники и кончая гигантскими осевыми насосами для ирригационных систем и энергетики. [c.4]

    Дисковые насосы могут найти применение как вакуум-насосы для перекачивания абразивных жидкостей, а такл е как малошумные лабораторные микронасосы. [c.126]


    Одним из главных затруднений при конструировании автоматических титрометров непрерывного действия является измерение ничтожных расходов титрующего реагента. Наряду с применением регулируемых микронасосов может быть использовано и другое решение расход титрующего раствора стабилизируется, а поддержание эквивалентной точки обеспечивается изменением расхода анализируемой жидкости, величина которого значительно выше. Она служит мерой концентрации искомого компонента. [c.36]

    Схема циркуляционного микронасоса для жидкостей конструкции автора изображена на рис. 160. Корпус насоса 1 изготовлен из органического стекла, что ограничивает выбор применяемых жидкостей. Жидкость приводится в движение резиновой мембраной 2, толкаемой плунжером 3 и эксцентриком 4, сидящим на оси патефонного мотора. Клапаны насоса 5 и б выточены из органического стекла. Вся конструкция рассчитана на изготовление насоса механиком, а не стеклодувом. При каждом движении мембраны насос подает 3—5 мм жидкости. [c.172]

    В простейшем случае подача буферного раствора на колонку осуш,е-ствляется, как и при обычной хроматографии, при помош,и резервуара с постоянной высотой уровня жидкости, причем скорость тока регулируется краном на выходе из колонки. Для ускорения тока буфера можно создать некоторое избыточное давление по способу, показанному на рис. 419, стр. 454. Более целесообразно использовать специальные микронасосы, позволяюш,ие осуш,ествить элюирование с постоянной регулируемой скоростью. Так, например, поршневые насосы, сконструированные в экспериментальных мастерских Чехословацкой Академии наук [67], позволяют регулировать скорость потока в диапазоне от 5 до 500 мл/час (рис 494). Они имеют стеклянные клапаны или клапаны золотникового тйпа (нержа-веюш,ая сталь по тефлону) и снабжены специальным командным устройством, обеспечиваюш,им автоматическую смену буферов и работу коллектора фракций (см. разд. 5.2 и 6). Насос поддерживает строго постоянный ток буфера при давлении несколько атмосфер. [c.554]

    Для использования в системах очистки сточных вод, подверженных частым изменениям качественного состава, наибольший интерес представляют автоматические титрометры непрерывного действия. Работа над созданием и совершенствованием таких приборов ведется как у нас в стране, так и за рубежом. Примером непрерывного автоматического титро-метра может служить прибор, поставляемый английской фир-ной Кент. Он предназначен для потенциометрического титрования сильных и слабых кислот, оснований и различных органических соединений. Эквивалентная точка определяется по значениям pH или окислительно-восстановительного потенциала в пределах 1200 мв. Для подачи в камеру реакции анализируемой жидкости используется поршневой микронасос постоянной производительности в, диапазоне 5,0— 15 мл1мин. Расход титрующего реагента регулируется микронасосом с переменным ходом поршня. Производительность насоса изменяется с помощью пневморегулятора, непрерывно поддерживающего эквивалентное значение потенциала в проточной камере реакции. Титрометр фирмы Кент весьма компактен он состоит из аналитического блока размером 460 X X 490 X 390 мм и регистрирующего и регулирующего прибора размером 455 X 380 X 340 мм. [c.36]

    Одноколоночный анализ белковых гидролизатов и физиологических жидкостей проводят по единой схеме на колонке 0,9 X Х133 см при 60 °С. Смолу урановешивают 0,25 н. буферным раствором цитата натрия с pH 2,91. Образец вносят в 2 мл буферного раствора с pH 2,0. Первый буферный раствор (0,25 и. с pH 2,91), подают микронасосом со скоростью 30 мл/ч. После установления рабочего давления включают самописец, определяют скорость подачи и включают насос подачи нингидринового реагента, установленный на 30 мл/ч. Поскольку элюирование ведут в градиенте буфера, используют нингидриновый реагент с большей буферной емкостью. Градиент формируют [c.320]

    Осевые нагрузки возникают только у насоса с косозубыми шестернями. Шестеренные насосы со встроенными подшипниками, а также микронасосы, применяемые в прядильной промышленности, используют для самосмазывающих или вязких жидкостей. Несмотря на то, что насосы для прядильной промышленности работают с одной частотой вращения = 20 1/мин, к подшипникам предъявляются повышенные требования относительно прочности на истирание, так как перекачиваемая жидкость может содержать окислы металлов. [c.272]

    Для получения сополимеров этилена с пропиленом использовали пластмассовый реактор (1 л) с рубашкой, снабженный мешалкой, холодильником, термометром и трубкой для подачи газа. Оба газообразных мономера пропускали через калиброванные ротаметры, смешивали и подавали в реактор ниже уровня жидкости. Выходящий газ проходил через короткий холодильник, затем через ячейку для измерения теплопроводности и, наконец, через дозирующее устройство газового хроматографа. На линиях подачи устанавливали две группы ротаметров — для этилена и для пропилена. Скорость выходящего потока газа измеряли с помощью дополнительного ротаметра. Постоянная температура воды в рубашке реактора в течение всего процесса сополимеризации поддерживалась специальным регулирующим устройством. Компоненты каталитической системы (С2Н5)2А1С1 и УО(ОС Н5)з вводили раздельно и непрерывно пневматическими микронасосами, сохраняя постоянным отношение А1 V. [c.108]

    Равномерность подачи жидкости в колонку для прецизионных и продолжительных опытов обеспечивается поддерживанием постоянного уровня в питающем резервуаре (сосуд Марпотта) либо, что лучше, поршневыми, шестеренчатыми или мембранными микронасосами. [c.379]

    После загрузки колонки необходимо установить скорость течения сквозь нее жидкости и величину градиента концентрации растворителя в его смеси с осадителем значение каждого из этих параметров может быть решающим для успеха фракционирования. Скорость течения определяется молекулярным весом полимера для фракционирования полимеров большего молекулярного веса она должна быть низкой. При фракционировании полистирола А ([т]]=2,18) скорость течения не должна превышать 5 мл1час, а при фракционировании полистирола В ([т) ] =0,64) удовлетворительные результаты были достигнуты при скорости течения 12 жл/час. Оптимальную скорость можно найти только экспериментальным путем, постепенно понижая скорость течения до такой, при которой не происходит дальнейшего улучшения разделения на фракции. В первоначальном приборе Бэйкера и Уильямса растворитель протекал сквозь колонку под действием силы тяжести, а скорость течения регулировали при помощи тонкого капилляра, находившегося внизу колонки. Этот способ несовершенен, так как скорость вытекания из капилляра изменяется с изменением состава растворяющей смеси, а капилляр может постепенно закупориваться полимером. В лаборатории автора было установлено, что значительно удобнее и надежнее применять небольшой микронасос с переменным ходом поршня (О.С.Ь., тип И), работающий с постоянной скоростью. Это делает [c.75]

    Действует микронасос следующим образом. Допустим, что ролик 5 перемещается по профилю кулачка от О до 90° (см. диаграмму на рис. 1), а ролик 6—на участке 180—270°. В данном случае все подвижные элементы пар 2. 3, 4 равномерно движутся вверх. При этом дозирующий объем 7 равномерно сокращается, вытесняя жидкость через выходной канал 8, а дозирующий объем 9 иеизменеи. При достижении роликом 6 верхней мертвой точки (ВМТ) на профиле кулачка, он прекратит движение вверх и начнет движение вниз, что повлечет за собой остановку п движение Еннз поршня 4. Клапан 10 откроется и жидкость будет вса- [c.186]

    Хейтц [349] впервые продемонстрировал роль поперечной вибрации и концентрации суспензии в получении эффективной упаковки. Один из вариантов установки, которую он предложил, приведен на рис. УП.20, а. Через отверстие в крышке бачка, объем которого в 10—20 раз больше объема колонки, в бачок заливают деаэрированную суспензию геля. Количество геля должно в 1,2 раза превышать объем колонки. Включают магнитную мешалку и через отверстие проверяют ее работу. Затем отверстие закрывают, включают микронасос, вибратор и снимают заглушку с выхода колонки. Скорость прокачивания жидкости в 1,5 раза превышает максимальную рабочую скорость при хроматографических экспериментах. Время заполнения колонки 10—15 ч. Приведенные выше цифры являются усредненными для различных типов гелей. В каждом конкретном случае возможны изменения [c.184]

    Овновное назначение блока дозировки — транспортировка сырья с расчетной скоростью в контактную зону реактора. Дозировку алкилбензолов из сосудов 5, разбавителя из склянки 6 н промежуточных емкостей 4 осуществляют двумя микронасоса.ми 2. Скорость подачи жидкостей по мере необходимости контролируется бюретками 3, на которые нанесены деления. [c.155]

    Дисковый микронасос, расчет которого дан в табл. 3, предназначен для энергетической установки, работающей по циклу Ренкина. Малый расход рабочей жидкости и наличие высокооборотного турбинного привода исключает применение в этом случае насосов другого типа. Расчеты наиболее приемлемых здесь вихревого, центробежного, лопастного и черпако-вого насосов показали их непригодность для данных целей в связи с большими гидравлическими сопротивлениями рабочих каналов, вызванных малой величиной проходных сечений. Так, расчетная ширина лопаток вихревого насоса должна равняться 0,63 -10″ м, диаметр входного отверстия черпака 1,8 10 м, ширина лопастного колеса 1,2 10 м. [c.93]


Насосы для жидкостей с высокой вязкостью, их характеристики и применение

Жидкостные насосы с высокой вязкостью предназначены для непрерывной прокачки жидкостей с высокой плотностью. Перекачивание их может стать проблемой и создавать неполадки технического характера. Поэтому при выборе насоса необходимо учитывать вязкость жидкости вместе со всеми другими факторами.

Высокая вязкость перекачиваемой жидкости приводит к более высокому рабочему давлению, более высокой мощности двигателя, более медленному течению и возможному истиранию жидкости. Жидкостные насосы с высокой вязкостью предназначены для непрерывной прокачки жидкостей с высокой плотностью.

Перекачивание их может стать проблемой и создавать неполадки технического характера. Поэтому при выборе насоса необходимо учитывать вязкость жидкости вместе со всеми другими факторами. Высокая вязкость перекачиваемой жидкости приводит к более высокому рабочему давлению, более высокой мощности двигателя, более медленному течению и возможному истиранию жидкости.

Зубчатые, поршневые, перистальтические, поворотные крылья, гибкие соединения и мембранные насосы подходят для жидкостей с высокой вязкостью. Как правило, эти насосы имеют всасывающие и выпускные отверстия и трубопроводы с большими диаметрами, более низкие рабочие скорости и более мощные электродвигатели.

Непригодными для жидкостей с высокой вязкостью являются центробежные насосы, гибкие крыльчатые насосы и ручные насосы. В общем, эти типы насосов наиболее подходят для жидкостей с вязкостью 200 сантипуаз (cp) или менее. Если вы примените такой агрегат к жидкостям с высокой вязкостью, то скорее всего вам приедтся делать ремонт насоса.

Особенности применения

При выборе жидкостного насоса с высокой вязкостью, предназначенного для новой установки или расширения существующего, всегда лучше проконсультироваться с производителями и проверить все характеристики выбранного насоса – производительность, мощность и так далее.

Вязкость жидкости является мерой ее плотности, и измеряется с помощью разных единиц – сантистокс, сантипуаз или паскаль. Примером жидкости с низкой вязкостью является вода, а высоковязкими жидкостями являются, например, томатная паста и жир. Очень вязкие жидкости трудно прокачивать, потому что они требуют слишком больших усилий или давления для перемещения. Вот почему насосы, предназначенные для них, должны иметь очень специфические модели; объемные насосы (Positive Displacement Pumps) могут использоваться для обеспечения откачки жидкости, поскольку традиционные роторно-динамические насосы не работают.

Характеристики насосов, работающих с жидкостями с высокой вязкостью

Перекачка высоковязких жидкостей связана с некоторыми трудностями и проблемами. При выборе насоса всегда следует учитывать вязкость. Влияние вязкости можно лучше понять, если посмотреть на поведение высоковязкой жидкости, подвергнутой давлению.

Ньютоновские жидкости

Вязкость остается постоянной независимо от изменений давления или изменения силы встряхивания. По мере увеличения скорости насоса расход увеличивается пропорционально. Жидкостями, которые имеют ньютоновское поведение, являются вода, минеральные масла, сиропы, углеводороды и смолы.

Псевдопластические жидкости.

Их вязкость уменьшается по мере увеличения скорости деформации жидкости. Однако начальная вязкость может быть достаточно большой, чтобы предотвратить перемещение текучей среды в обычной насосной системе. Типичными псевдопластическими жидкостями являются гели, латексные краски и лосьоны.

Дилатантные жидкости

Вязкость увеличивается с увеличением скорости деформации. Насосы сначала нагнетают жидкости дилатанта, но в конечном итоге они могут засориться и остановиться. Некоторые жидкости, которые имеют поведение дилатантов, представляют собой осадки, глины и конфетные смеси.

Тиксотропные жидкости

Как и в случае с псевдопластами, эти жидкости уменьшают вязкость за счет увеличения деформации или скорости смешивания. При встряхивании возникает гистерезис и увеличивается вязкость. Часто вязкость не возвращается к первоначальному значению. Примерами тиксотропных жидкостей являются мыло, смола, растительные масла, клей, чернила, арахисовое масло и некоторые целлюлозы.

Перистальтические насосы

Жидкости с высокой вязкостью протекают гораздо медленнее, чем те, которые похожи на воду по ряду причин, но в основном потому, что высоковязкие жидкости имеют гораздо более высокую устойчивость к утечке. Силы трения между стенкой трубопровода и вязкой жидкостью намного больше, чем с водой. Перистальтические насосы идеально подходят для перекачивания вязких жидкостей.

Чтобы максимизировать эффективность перистальтического насоса, необходимо выполнить определенные условия, такие как:

Уменьшение скорости насоса — так жидкость будет накачиваться только с определенной скоростью. Как только эта скорость будет достигнута, любое увеличение скорости электродвигателя не увеличит поток.

Выбор всасывающего и нагнетательного трубопроводов большего диаметра, чем необходимо для перекачивания воды, – это позволило бы повысить эффективность насоса на более высоких скоростях.

Лучше выбирать жесткие трубы с толстыми стенками. Это повысит производительность, так как трубопроводы быстрее восстанавливают свою первоначальную форму после того, как они будут подвергнуты эксплуатации. Это позволит жидкости протекать по трубам с более высокой скоростью.

Выбор труб с гладкими внутренними стенками, что уменьшит трение.

Давление на входе насоса должно быть немного меньше 1 – 1,4 бар – это позволит всасывающей линии заполняться и увеличить эффективность насоса.

Уменьшение вязкости жидкости — рекомендуется, если это возможно, нагрейте ее.

Увеличение диаметра трубопровода — это увеличит расход, так как потери на трение уменьшаются в трубах с большим внутренним диаметром. Не только жидкость будет двигаться легче, но насос сможет работать на более высоких скоростях без потери эффективности.

Объемные насосы

При выборе насосов для плотных жидкостей, насосы с принудительным вытеснением являются правильным решением. Увеличение вязкости в таком насосе увеличивает расход, так как вязкие жидкости заполняют полости в рабочей камере насоса, увеличивая объемную эффективность. Объемные насосы работают на более низких скоростях и передают меньше энергии жидкости, чем центробежные насосы.

По мере увеличения вязкости происходит увеличение КПД. Так как центробежный насос работает со скоростью двигателя, КПД уменьшается по мере увеличения вязкости из-за повышенных сил трения в насосе. Однако для насосов с принудительным вытеснением такое снижение не наблюдается.

Выбор объемного роторного насоса не всегда является легкой задачей. Большинство насосов такого типа могут быть адаптированы для различных целей, но некоторые типы подходят больше, чем другие при определенных обстоятельствах.

Первым фактором, который следует учитывать, являются условия накачки. Как правило, потребность в объемном насосе уже присутствует, когда: необходимо поддерживать определенный поток независимо от перепада давления; слишком высокая вязкость для центробежного насоса; потребность в высоком перепаде давления или другие факторы.

Перед выбором насоса необходимо учитывать условия всасывания; требуемый результат; дифференциальное давление; температуру; размер частиц в жидкости; абразивные характеристики и коррозионную активность жидкости.

Зубчатые насосы

Подходят для перекачки высоковязких жидкостей, так что достаточными будут следующие условия: скорость насоса (обороты в минуту) должна быть ниже, если вязкость выше 100 сП; трубопроводы всасывания и нагнетания должны иметь на один или, более предпочтительно, на два диаметра шире, чем диаметр сопел насоса; мощность электродвигателя должна быть выше, чем требуется для перекачивания воды при одинаковом давлении и расходе.

Центробежные насосы

Центробежные насосы часто не подходят для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью. Они могут использоваться для жидкостей с вязкостью не более 200 сП. По мере увеличения вязкости жидкости расход жидкости снижается. Более низкий расход, безусловно, является самым большим недостатком центробежного насоса при прокачке жидкостей с высокой вязкостью. В этом случае система может пострадать из-за уменьшенной мощности, уменьшенной головки и пониженной мощности торможения, эффективность насоса снижается и рабочая точка смещена.

НАСОСЫ — это… Что такое НАСОСЫ?

  • Насосы — для жидкостей и газовъ, примѣняемые на современ. воен. судахъ, раздѣляются на: 1) инжекціонные, работающіе при посредствѣ жив. силы пара, газа или жидкости. Къ этой категоріи Н. относятся: а) водоструйные Н.; дѣйствіе ихъ основано на пониженіи… …   Военная энциклопедия

  • НАСОСЫ — (Pumps) машины для подъема или перемещения жидкостей, чаще всего воды. В зависимости от конструкции делятся на следующие основные группы: поршневые, центробежные, инжекторы, водоструйные, пульсометры, пропеллерные. Самойлов К. И. Морской словарь …   Морской словарь

  • НАСОСЫ — (проф.), принятое среди конников название отека слизистой твердого нёба, к рый иногда спускается ниже жевател. поверхности верхних резцов. Чаще всего являются проявлением катарал. состояния желудка л …   Справочник по коневодству

  • Насосы — (Pumpen, pompes, pumps) название большей части разнообразных машин для поднятия воды в трубах, а также для разрежения и сгущения газов. Чтобы привести в движение капельную или упругую жидкость в незамкнутой трубе от одного ее поперечного сечения… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Насосы* — (Pumpen, pompes, pumps) название большей части разнообразных машин для поднятия воды в трубах, а также для разрежения и сгущения газов. Чтобы привести в движение капельную или упругую жидкость в незамкнутой трубе от одного ее поперечного сечения… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Насосы для цемента — Насосы для цемента  группа специального строительного оборудования, которая обеспечивает перекачку и подачу сухих мелкодисперсных веществ, и прежде всего  цемента. Содержание 1 Использование 2 Принцип действия …   Википедия

  • Насосы системы локализации и аварийного расхолаживания активной зоны — для реакторов типа ВВЭР 1000 установлены: насосы аварийного вспрыска бора высокого давления, насосы аварийного расхолаживания низкого давления, спринклерные насосы. Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом, 2010 …   Термины атомной энергетики

  • НАСОСЫ ТРЮМНО-ПОЖАРНЫЕ — насосы, предназначенные для откачки воды из трюма и для обслуживания пожарной системы. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • Насосы первого контура ядерного реактора — Насосы первого контура: насосы, специально сконструированные или изготовленные для поддержания циркуляции теплоносителя первого контура ядерных реакторов, как он определен в пункте 1 выше… Источник: СОГЛАШЕНИЕ МЕЖДУ ПРАВИТЕЛЬСТВОМ СССР И… …   Официальная терминология

  • насосы, работающие параллельно — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN running in parallel pumps …   Справочник технического переводчика

  • Насосы для жидкостей KNF Flodos

    Общие обозначения базовых моделей мембранных насосов KNF Flodos

    Мембранные насосы KNF Flodos предназначены для перекачки и подачи всевозможных жидких сред под давлением 1, 6, 10 и 16 бар (т.е. напор 10, 60, 100 и 160 м.вод.ст.).
    Полный ряд мембранных жидкостных насосов включает 16 моделей с производительностью от 50 мл/мин д 6 л/мин: от самого маленького насоса NF 1,5 (60 мл/мин) до самого крупного NF 600 (6 л/мин). Практически все эти насосы могут быть предложены кроме стандартного в полу-химостойком и химически стойком исполнениях.
    Насосы с производительностями более 1,2 л/мин могут быть изготовлены на базе электродвигателей переменного тока во взрывозащищённом исполнении согласно европейским директивам безопасности ATEX.
    Гамма мембранных насосов KNF Flodos включает также насосы с регулируемой подачей жидкостей и насосы-дозаторы серий FEM и FMM.
    Тип насоса Основные технические данные:
    Расход,
    л/мин
    Давление подачи,
    м вод. ст.
    Высота всасывания,
    м вод. ст.
    Мощность электро-привода, Вт Габаритные размеры, (L×B×H) мм Вес, кг
    NF 1,5 0,06 60/100 3 Характеристики насосов существенно варьируются в зависимости от типов электропривода.
    Возможные модификации электроприводов:
    DC – электродвигатель постоянного тока классический на 5, 6, 12 или 24 В
    DC-B — электродвигатель постоянного тока бесщёточный на 6, 12 или 24 В
    AC — электродвигатель переменного тока
    NF 5 0,07 10 3,5
    NF 10, NF 11 0,1 10 3
    NF 1.11 0,1 60 3
    NF 1.30 0,17 60 5
    NF 25 0,25 10 3
    NF 1.25 0,3 60/100 3
    NF 30 0,3 10 6
    NF 2.35 0,35 160 3
    NF 60 0,6 10 3
    NF 1.60 0,65 60 3
    NF 100 1,2 10 3
    NF 1.100 1,3 60 3
    NF 300 3 10 3
    NF 1.300 3 60 3
    NF 600 6 10 3
    NF 1.600 6 60 3

    Стандартные мембранные насосы (KNF Flodos, Швейцария)

    Мембранные насосы стандартного ряда предназначены для перекачки неагрессивных жидкостей и жидких смесей. Они изготовлены из простых материалов (полимеры и металлы высокого качества) и могут также работать в режимах вакуумных насосов, т.е. перемещать неагрессивные газовые среды и создавать при этом низкие давления порядка 100 мбар абс. (-0,9 атм.). Возможно изготовление специальных, т.н. проектных насосов, по техническим требованиям заказчиков.
    Тип насоса Основные технические данные:
    Расход, л/мин Высота Всасывания,
    М
    Напор, М Электро-питание AC/DC Мощность электродв., Вт Габаритные размеры, (L×B×H) мм Вес, г
    NF 5 RPDC-S 0,05 3,5 6 DC 6 V 1,08 42,35 x 20,4 x 24,7 32
    NF 5 RPDC-M 0,05 3,5 10 DC 6 / 12 V 0,96 50,5 x 20,1 x 24,7 42
    NF 5 RPDC-L 0,05 3,5 10 DC 6 / 12 V 0,54/0,65 41,9 x 18,1 x 24,7 36
    NF 5 RPDCB-4 0,005 … 0,06 3,5 10 DC 10 … 28 V 1,5 31,2 x 26 x 27,4 30
    NF 1.5 KPDC-M 0,06 3 60/100 DC 12 / 24 V 2,16 51,7 x 37 x 31,5 57
    NF 1.5 KPDCB-4 0,005 … 0,06 3 60/100 DC 10 … 28 V 1,5 37,8 x 37 x 31,5 50
    NF 10 KPDC 0,1 3 10 DC 6/12/24 V 3,7 50,5 x 22 x 36,5 60
    NF 10 KP.51 DC 0,1 3 10 DC 12 V 3,7 50,5 x 22 x 36,5 60
    NF 10 KPDCB 0,1 3 10 DC 12/24 V 1,7 37,7 x 26 x 36,5 56
    NF 11 KPDC 0,1 3 10 DC 6/12/24 V 2,5 48 x 22 x 36,5 70
    NF 1.11 KPDC 0,1 3 60 DC 6/12/24 V 2,5 49,1 x 22 x 36,5 70
    NF 25 KPDC-M 0,25 3 10 DC 12 / 24 V 2,9/2,9 51,8 x 22 x 38 64
    NF 25 KPDC-L 0,25 3 10 DC 12 / 24 V 1,9/1,9 49,1 x 22 x 38 74
    NF 25 KPDCB-4 0,25 3 10 DC 10 … 28 V 2,6 38,5 x 22 x 38 60
    NF 1.25 RPDC 0,3 3 60/100 DC 12 / 24 V 4,9 84,5 x 52 x 39,5 157
    NF 1.25 RPDCB-4A 0,05 … 0,3 3 60/100 DC 10 … 28 V 5,8 67,8 x 52 x 39,5 141
    NF 1.25 RTDC 0,3 3 60/100 DC 12 / 24 V 4,9 84,5 x 52 x 39,5 157
    NF 1.25 RTDCB-4A 0,05 … 0,3 3 60/100 DC 10 … 28 V 5,8 67,8 x 52 x 39,5 141
    NF 30 KPDC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4 x 30,5 x 56,3 180
    NF 30 KP.51 DC 0,3 6 10 DC 24 V 8,6 84,4 x 30,5 x 56,3 180
    NF 30 KP.27DC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4 x 30,5 x 87,7 180
    NF 30 KPE 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99 x 46 x 65,8 570
    NF 30 KP.27E 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99 x 46 x 91,2 570
    NF 30 KPDCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5 x 54 x 71,3 270
    NF 30 KP.27DCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5 x 54 x 102,7 270
    NF 30 KPDCB-A 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 6,1/6,7 67,8 x 31,5 x 56,3 170
    NF 30 KP.27DCB-A 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 6,1/6,7 67,8 x 31,5 x 87,7 170
    NF 2.35 XP DCB-A 0,35 3 16 DC 12 / 24 V 10 72,8 x 35,1 x 59,3 200
    NFB 30 KPDCB 2 x 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 10,5/10,6 86,3 x 82 x 58,5 315
    NFB 30 KP.51 DCB 2 x 0,3 6 10 DC 24 V 10,5/10,6 86,3 x 82 x 58,5 315
    NF 60 KPDC 0,6 3 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,5 x 30,5 x 59,5 190
    NF 60 KP.51 DC 0,6 3 10 DC 24 V 7,5/8,3/8,6 84,5 x 30,5 x 59,5 190
    NF 60 KPE 0,6 3 10 230 V/50 Hz 26 99 x 46 x 65,8 580
    NF 60 KPDCB 0,6 3 10 DC 12 / 24 V 7,7/8,2 63,5 x 54 x 74,5 280
    NF 60 KPDCB-A 0,6 3 10 DC 12 / 24 V 5,5/6,2 67,8 x 31,5 x 59,5 180
    NF 1.60 KPDC 0,65 3 60 DC 12 / 24 V 10 115 x 35,1 x 59,9 320
    NF 1.60 KPDCB 0,66 3 60 DC 12 / 24 V 7,5 73,3 x 35,1 x 59,9 210
    NF 100 KPDC 1,2 3 10 DC 6/12/24 V 26/26/24 109 x 42 x 86 600
    NF 100 KP.51DC 1,2 3 10 DC 24 V 24 109 x 42 x 86 600
    NF 100 KP.27DC 1,2 3 10 DC 6/12/24 V 26/26/24 109 x 42 x 109 600
    NF 100 KPDCB 1,2 3 10 DC 12 / 24 V 11 95 x 54 x 95 480
    NF 100 KP.27DCB 1,2 3 10 DC 12 / 24 V 11 95 x 54 x 118 480
    NF 100 KPE 1,2 3 10 230 V/50 Hz 43 111 x 61 x 95 1100
    NF 100 KP.27E 1,2 3 10 230 V/50 Hz 43 111 x 61 x 118 1100
    NF 100 KPAA 1,2 3 10 230 V/50 Hz 86 184 x 116 x 119 2430
    NF 100 KP.27AA 1,2 3 10 230 V/50 Hz 86 184 x 116 x 131 2430
    NF 1.100 KPDC 1,3 3 60 DC 6/12/24 V 39/33/34 124 x 42 x 86 720
    NF 1.100 KP.27DC 1,3 3 60 DC 6/12/24 V 39/33/34 124 x 42 x 109 720
    NF 1.100 KPDCB 1,3 3 60 DC 12 / 24 V 18 95 x 54 x 95 500
    NF 1.100 KP.27DCB 1,3 3 60 DC 12 / 24 V 18 95 x 54 x 118 500
    NF 1.100 KPE 1,3 3 60 230 V/50 Hz 66 184 x 116 x 119 1600
    NF 1.100 KP.27E 1,3 3 60 230 V/50 Hz 66 184 x 116 x 131 1600
    NF 1.100 KPAA 1,3 3 60 230 V/50 Hz 86 136 x 61 x 95 2450
    NF 1.100 KP.27AA 1,3 3 60 230 V/50 Hz 86 136 x 61 x 118 2450
    NF 300 KPDC 3 3 10 DC 12/24 V 35 138,4 x 52 x 117 1000
    NF 300 KP.51DC 3 3 10 DC 24 V 35 138,4 x 52 x 117 1000
    NF 300 KP.27DC 3 3 10 DC 12/24 V 35 138,4 x 52 x 140 1000
    NF 300 KPDCB 3 3 10 DC 12 / 24 V 35 117 x 68 x 125 1000
    NF 300 KP.27DCB 3 3 10 DC 12 / 24 V 35 117 x 68 x 148 1000
    NF 300 KPE 3 3 10 230 V/50 Hz 59 129 x 61 x 121 1400
    NF 300 KP.27E 3 3 10 230 V/50 Hz 59 129 x 61 x 144 1400
    NF 300 KPAA 3 3 10 230 V/50 Hz 91 182 x 115 x 129,5 2800
    NF 300 KP.27AA 3 3 10 230 V/50 Hz 91 182 x 115 x 152,5 2800
    NF 1.300 KPDC 3 3 60 DC 12/24 V 51/47 138,4 x 52 x 117 1000
    NF 1.300 KP.27DC 3 3 60 DC 12/24 V 51/47 138,4 x 52 x 140 1000
    NF 1.300 KPDCB 3 3 60 DC 12 / 24 V 35 117 x 68 x 125 1000
    NF 1.300 KP.27DCB 3 3 60 DC 12 / 24 V 35 117 x 68 x 148 1000
    NF 1.300 KPE 3 3 60 230 V/50 Hz 97 154 x 61 x 121 1800
    NF 1.300 KP.27E 3 3 60 230 V/50 Hz 97 154 x 61 x 144 1800
    NF 1.300 KPAA 3 3 60 230 V/50 Hz 91 182 x 115 x 129,5 2800
    NF 1.300 KP.27AA 3 3 60 230 V/50 Hz 91 182 x 115 x 152,5 2800
    NF 600 KPDC >6 >3 10 DC 24 V 46 157 x 105 x 110,5 1500
    NF 600 KPDCB >6 >3 10 DC 24 V 44 135,6 x 105 x 110,5 1500
    NF 600 KPAA >6 >3 10 230 V/50 Hz 99 210,5 x 113 x 126,5 3000
    NF 1.600 KPDC >6 3 60 DC 24 V 75 190,5 x 105 x 110,5 2500

    Химически стойкие мембранные насосы (KNF Flodos, Швейцария)

    Мембранные насосы в химически стойком исполнении предназначены для перекачки как слабоагрессивных жидких сред, так и жидких сред с высокой концентрацией агрессивных компонентов. Такие насосы изготавливают из коррозионно-стойких материалов, полимеров и металлов с особыми свойствами и высочайшего качества. Они могут также работать в режимах вакуумных насосов, т.е. перемещать агрессивные газовые среды и создавать при этом низкие давления порядка 150 мбар абс. (-0,85 атм.). Такие насосы могут перекачивать растворители, кислоты, щелочи. Возможно изготовление специальных, т.н. проектных насосов по техническим требованиям заказчиков с техническими характеристиками, отличающимися от приведенных в этой таблице.
    Тип насоса Основные технические данные:
    Расход, л/мин Высота Всасывания, М Напор, М Электро-питание AC/DC Мощность электродв., Вт Габаритные размеры, (L×B×H) мм Вес, г
    NF 10 KVDC 0,1 3 10 DC 6/12/24 V 3,7 50,5×22×36,5 60
    NF 10 KVDCB 0,1 3 10 DC 12/24 V 1,7 50,5×22×36,5 56
    NF 1.30 KTDCG 0,17 5 60 DC 12 / 24 V 7,32/8,4 111×30,5×61,4 220
    NF 1.30 TTDCG 0,17 5 60 DC 12 / 24 V 7,32/8,4 111×30,5×61,4 220
    NF 25 KTDC-M 0,25 3 10 DC 12 / 24 V 2,9/2,9 51,8×22×38 64
    NF 25 KTDC-L 0,25 3 10 DC 12 / 24 V 1,9/1,9 49,1×22×38 74
    NF 25 KTDCB-4 0,25 3 10 DC 10 … 28 V 2,6 38,5×22×38 60
    NF 25 TTDC-M 0,25 3 10 DC 12 / 24 V 2,9/2,9 51,8×22×38 64
    NF 25 TTDC-L 0,25 3 10 DC 12 / 24 V 1,9/1,9 49,1×22×38 74
    NF 25 TTDCB-4 0,25 3 10 DC 10 … 28 V 2,6 38,5×22×38 60
    NF 1.25 RTDC 0,3 3 60/100 DC 12 / 24 V 4,9 84,5×52×39,5 157
    NF 1.25 RTDCB-4A 0,05 … 0,3 3 60/100 DC 10 … 28 V 5,8 67,8×52×39,5 141
    NF 30 KTDC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4×30,5×56,3 180
    NF 30 KT.27DC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4×30,5×87,7 180
    NF 30 KTE 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99×46×65,8 570
    NF 30 KT.27E 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99×46×91,2 570
    NF 30 KTDCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5×54×71,3 270
    NF 30 KT.27DCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5×54×102,7 270
    NF 30 KTDCB-A 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 6,1/6,7 67,8×31,5×56,3 170
    NF 30 KT.27DCB-A 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 6,1/6,7 67,8×31,5×87,7 170
    NF 30 KVDC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4×30,5×56,3 180
    NF 30 KV.27DC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4×30,5×87,7 180
    NF 30 KVE 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99×46×65,8 570
    NF 30 KV.27E 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99×46×91,2 570
    NF 30 KVDCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5×54×71,3 270
    NF 30 KV.27DCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5×54×102,7 270
    NF 30 TVDC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4×30,5×56,3 180
    NF 30 TV.27DC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4×30,5×87,7 180
    NF 30 TVE 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99×46×65,8 570
    NF 30 TV.27E 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99×46×91,2 570
    NF 30 TVDCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5×54×71,3 270
    NF 30 TV.27DCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5×54×102,7 270
    NF 30 TTDC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4×30,5×56,3 180
    NF 30 TT.27DC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4×30,5×87,7 180
    NF 30 TTE 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99×46×65,8 570
    NF 30 TT.27E 0,25 6 10 230 V/50 Hz 26 99×46×91,2 570
    NF 30 TTDCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5×54×71,3 270
    NF 30 TT.27DCB 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 7,2/7,4 63,5×54×102,7 270
    NF 30 TTDCB-A 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 6,1/6,7 67,8×31,5×56,3 170
    NF 30 TT.27DCB-A 0,3 6 10 DC 12 / 24 V 6,1/6,7 67,8×31,5×87,7 170
    NF 30 FTDC 0,3 6 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,4×30,5×56,3 180
    NF 2.35 XT DCB-A 0,35 3 16 DC 12 / 24 V 10 72,8×35,1×59,3 200
    NFB 30 KTDCB 2×0,3 6 10 DC 12 / 24 V 10,5/10,6 86,3×82×58,5 315
    NFB 30 TTDCB 2×0,3 6 10 DC 12 / 24 V 10,5/10,6 86,3×82×58,5 315
    NF 60 KTDC 0,6 3 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,5×30,5×59,5 190
    NF 60 KTE 0,6 3 10 230 V/50 Hz 26 99×46×65,8 580
    NF 60 KTDCB 0,6 3 10 DC 12 / 24 V 7,7/8,2 63,5×54×74,5 280
    NF 60 KTDCB-A 0,6 3 10 DC 12 / 24 V 5,5/6,2 67,8×31,5×59,5 180
    NF 60 KVDC 0,6 3 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,5×30,5×59,5 190
    NF 60 KVE 0,6 3 10 230 V/50 Hz 26 99×46×65,8 580
    NF 60 KVDCB 0,6 3 10 DC 12 / 24 V 7,7/8,2 63,5×54×74,5 280
    NF 60 TVDC 0,3 3 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,5×30,5×59,5 190
    NF 60 TVE 0,3 3 10 230 V/50 Hz 26 99×46×65,8 580
    NF 60 TVDCB 0,3 3 10 DC 12 / 24 V 7,7/8,2 63,5×54×74,5 280
    NF 60 TTDC 0,6 3 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,5×30,5×59,5 190
    NF 60 TTE 0,6 3 10 230 V/50 Hz 26 99×46×65,8 580
    NF 60 TTDCB 0,6 3 10 DC 12 / 24 V 7,7/8,2 63,5×54×74,5 280
    NF 60 TTDCB-A 0,6 3 10 DC 12 / 24 V 5,5/6,2 67,8×31,5×59,5 180
    NF 60 FTDC 0,6 3 10 DC 6/12/24 V 7,5/8,3/8,6 84,5×30,5×59,5 190
    NFB 60 KTDCB 2×0,6 3 10 DC 12 / 24 V 18 93,5×86×58,5 370
    NFB 60 TTDCB 2×0,6 3 10 DC 12 / 24 V 18 93,5×86×58,5 370
    NF 1.60 KTDC 0,65 3 60 DC 12 / 24 V 10 115×35,1×59,9 320
    NF 1.60 KTDCB 0,66 3 60 DC 12 / 24 V 7,5 73,3×35,1×59,9 210
    NF 100 KTDC 1,2 3 10 DC 6/12/24 V 26/26/24 109×42×86 600
    NF 100 KT.27DC 1,2 3 10 DC 6/12/24 V 26/26/24 109×42×109 600
    NF 100 KTDCB 1,2 3 10 DC 12 / 24 V 11 95×54×95 480
    NF 100 KT.27DCB 1,2 3 10 DC 12 / 24 V 11 95×54×118 480
    NF 100 KTE 1,2 3 10 230 V/50 Hz 43 111×61×95 1100
    NF 100 KT.27E 1,2 3 10 230 V/50 Hz 43 111×61×118 1100
    NF 100 KTAA 1,2 3 10 230 V/50 Hz 86 184×116×119 2430
    NF 100 KT27AA 1,2 3 10 230 V/50 Hz 86 184×116×131 2430
    NF 100 TTDC 1,2 3 10 DC 6/12/24 V 26/26/24 109×42×86 600
    NF 100 TT.27DC 1,2 3 10 DC 6/12/24 V 26/26/24 109×42×109 600
    NF 100 TTDCB 1,2 3 10 DC 12 / 24 V 11 95×54×95 480
    NF 100 TT.27DCB 1,2 3 10 DC 12 / 24 V 11 95×54×118 480
    NF 100 TTE 1,2 3 10 230 V/50 Hz 43 111×61×95 1100
    NF 100 TT.27E 1,2 3 10 230 V/50 Hz 43 111×61×118 1100
    NF 100 TTAA 1,2 3 10 230 V/50 Hz 86 184×116×119 2430
    NF 100 TT27AA 1,2 3 10 230 V/50 Hz 86 184×116×131 2430
    NF 100 FTDC 1,2 3 10 DC 12 / 24 V 26/24 109×42×86 600
    NF 100 FTAA 1,2 3 10 230 V/50 Hz 86 184×116×119 2430
    NF 1.100 KTDC 1,3 3 60 DC 6/12/24 V 39/33/34 124 ×42×86 720
    NF 1.100 KT.27DC 1,3 3 60 DC 6/12/24 V 39/33/34 124 ×42×109 720
    NF 1.100 KTDCB 1,3 3 60 DC 12 / 24 V 18 95×54×95 500
    NF 1.100 KT.27DCB 1,3 3 60 DC 12 / 24 V 18 95×54×118 500
    NF 1.100 KTE 1,3 3 60 230 V/50 Hz 66 184×116×119 1600
    NF 1.100 KT.27E 1,3 3 60 230 V/50 Hz 66 184×116×131 1600
    NF 1.100 KTAA 1,3 3 60 230 V/50 Hz 86 136×61×95 2450
    NF 1.100 KT.27AA 1,3 3 60 230 V/50 Hz 86 136×61×118 2450
    NF 1.100 TTDC 1,3 3 60 DC 6/12/24 V 39/33/34 124 ×42×86 720
    NF 1.100 TT.27DC 1,3 3 60 DC 6/12/24 V 39/33/34 124 ×42×109 720
    NF 1.100 TTDCB 1,3 3 60 DC 12 / 24 V 18 95×54×95 500
    NF 1.100 TT.27DCB 1,3 3 60 DC 12 / 24 V 18 95×54×118 500
    NF 1.100 TTE 1,3 3 60 230 V/50 Hz 66 184×116×119 1600
    NF 1.100 TT.27E 1,3 3 60 230 V/50 Hz 66 184×116×131 1600
    NF 1.100 TTAA 1,3 3 60 230 V/50 Hz 86 136×61×95 2450
    NF 1.100 TT.27AA 1,3 3 60 230 V/50 Hz 86 136×61×118 2450
    NF 1.100 FTDC 1,3 3 60 DC 12 / 24 V 33/34 124 ×42×86 720
    NF 1.100 FTAA 1,3 3 60 230 V/50 Hz 86 136×61×95 2450
    NF 300 KTDC 3 3 10 DC 12/24 V 35 138,4×52×117 1000
    NF 300 KT.27DC 3 3 10 DC 12/24 V 35 138,4×52×140 1000
    NF 300 KTDCB 3 3 10 DC 12 / 24 V 35 117×68×125 1000
    NF 300 KT.27DCB 3 3 10 DC 12 / 24 V 35 117×68×148 1000
    NF 300 KTE 3 3 10 230 V/50 Hz 59 129×61×121 1400
    NF 300 KT.27E 3 3 10 230 V/50 Hz 59 129×61×144 1400
    NF 300 KTAA 3 3 10 230 V/50 Hz 91 182×115×129,5 2800
    NF 300 KT.27AA 3 3 10 230 V/50 Hz 91 182×115×152,5 2800
    NF 300 TTDC 3 3 10 DC 12/24 V 35 138,4×52×117 1000
    NF 300 TT.27DC 3 3 10 DC 12/24 V 35 138,4×52×140 1000
    NF 300 TTDCB 3 3 10 DC 12 / 24 V 35 117×68×125 1000
    NF 300 TT.27DCB 3 3 10 DC 12 / 24 V 35 117×68×148 1000
    NF 300 TTE 3 3 10 230 V/50 Hz 59 129×61×121 1400
    NF 300 TT.27E 3 3 10 230 V/50 Hz 59 129×61×144 1400
    NF 300 TTAA 3 3 10 230 V/50 Hz 91 182×115×129,5 2800
    NF 300 TT.27AA 3 3 10 230 V/50 Hz 91 182×115×152,5 2800
    NF 300 FTDC 3 3 10 DC 12/24 V 35 138,4×52×117 1000
    NF 300 FTAA 3 3 10 230 V/50 Hz 91 182×115×129,5 2800
    NF 1.300 KTDC 3 3 60 DC 12/24 V 51/47 138,4×52×117 1000
    NF 1.300 KT.27DC 3 3 60 DC 12/24 V 51/47 138,4×52×140 1000
    NF 1.300 KTDCB 3 3 60 DC 12 / 24 V 35 117×68×125 1000
    NF 1.300 KT.27DCB 3 3 60 DC 12 / 24 V 35 117×68×148 1000
    NF 1.300 KTE 3 3 60 230 V/50 Hz 97 154×61×121 1800
    NF 1.300 KT.27E 3 3 60 230 V/50 Hz 97 154×61×144 1800
    NF 1.300 KTAA 3 3 60 230 V/50 Hz 91 182×115×129,5 2800
    NF 1.300 KT.27AA 3 3 60 230 V/50 Hz 91 182×115×152,5 2800
    NF 1.300 TTDC 3 3 60 DC 12/24 V 51/47 138,4×52×117 1000
    NF 1.300 TT.27DC 3 3 60 DC 12/24 V 51/47 138,4×52×140 1000
    NF 1.300 TTDCB 3 3 60 DC 12 / 24 V 35 117×68×125 1000
    NF 1.300 TT.27DCB 3 3 60 DC 12 / 24 V 35 117×68×148 1000
    NF 1.300 TTE 3 3 60 230 V/50 Hz 97 154×61×121 1800
    NF 1.300 TT.27E 3 3 60 230 V/50 Hz 97 154×61×144 1800
    NF 1.300 TTAA 3 3 60 230 V/50 Hz 91 182×115×129,5 2800
    NF 1.300 TT.27AA 3 3 60 230 V/50 Hz 91 182×115×152,5 2800
    NF 1.300 FTDC 3 3 60 DC 12/24 V 51/47 138,4×52×117 1000
    NF 1.300 FTAA 3 3 60 230 V/50 Hz 91 182×115×129,5 2800
    NF 600 KTDC 6 3 10 DC 24 V 46 157×105×110,5 1500
    NF 600 TTDC 6 3 10 DC 24 V 46 157×105×110,5 1500
    NF 600 KTDCB 6 3 10 DC 24 V 44 135,6×105×110,5 1500
    NF 600 TTDCB 6 3 10 DC 24 V 44 135,6×105×110,5 1500
    NF 600 KTAA 6 3 10 230 V/50 Hz 99 210,5×113×126,5 3000
    NF 600 TTAA 6 3 10 230 V/50 Hz 99 210,5×113×126,5 3000
    NF 1.600 KTDC 6 3 60 DC 24 V 75 190,5×105×110,5 2500
    NF 1.600 TTDC 6 3 60 DC 24 V 75 190,5×105×110,5 2500

    Взрывозащищённые мембранные насосы (KNF Flodos, Швейцария)

    Мембранные насосы во взрывозащищенном исполнении (по европейским директивам ATEX) предназначены для перекачки агрессивных и взрывоопасных жидкостей и жидких смесей. Их изготавливают из коррозионно-стойких материалов (полимеры и металлы особых свойств и качества). Они могут без проблем работать в режимах вакуумных насосов, т.е. перемещать агрессивные и взрывоопасные газовые среды и создавать при этом низкие давления порядка 100 мбар абс. (-0,9 атм.). Такие насосы могут быть установлены во взрывоопасных и легковоспламеняющихся воздушно-газовых средах. Возможно изготовление специальных, т.н. проектных насосов по техническим требованиям заказчиков.
    Тип насоса Основные технические данные:
    Расход, л/мин Высота Всасывания, М Напор, М Электро-питание, только AC приводы Мощность электродв., Вт Габаритные размеры, (L×B×H) мм Вес, г
    NF 1.100 KPEX 1,2 2,5 40 230 V/50 Hz 90 145×61×97 2550
    NF 1.100 KP.27EX 1,2 2,5 40 230 V/50 Hz 90 145×75×120 2650
    NF 1.100 KTEX 1,2 2,5 40 230 V/50 Hz 90 145×61×97 2550
    NF 1.100 KT.27EX 1,2 2,5 40 230 V/50 Hz 90 145×75×120 2650
    NF 1.100 TTEX 1,2 2,5 40 230 V/50 Hz 90 145×61×97 2550
    NF 1.100 TT.27EX 1,2 2,5 40 230 V/50 Hz 90 145×75×120 2650
    NF 1.300 KPEX 3,0 2,5 40 230 V/50 Hz 110 196×125×139,5 2900
    NF 1.300 KP.27EX 3,0 2,5 40 230 V/50 Hz 110 196×125×162,5 3000
    NF 1.300 KTEX 3,0 2,5 40 230 V/50 Hz 110 196×125×139,5 2900
    NF 1.300 KT.27EX 3,0 2,5 40 230 V/50 Hz 110 196×125×162,5 3000
    NF 1.300 TTEX 3,0 2,5 40 230 V/50 Hz 110 196×125×139,5 2900
    NF 1.300 TT.27EX 3,0 2,5 40 230 V/50 Hz 110 196×125×162,5 3000

    Исполнения мембранных насосов KNF FLODOS:

    • RP — корпус насоса — PPS, клапаны — EPDM, мембрана — EPDM
    • RT — корпус насоса — PPS, клапаны — FFPM, мембрана — FFPM
    • KP — корпус насоса — PP, клапаны — EPDM, мембрана — EPDM, резонирующая диафрагма — EPDM
    • KV — корпус насоса — PP, клапаны — FPM, мембрана — FPM, резонирующая диафрагма — FPM
    • KT — корпус насоса — PP, клапаны — FFPM, мембрана — PTFE, резонирующая диафрагма — FFPM
    • FT — корпус насоса — PTFE, клапаны — FFPM, мембрана — PTFE
    • TV — корпус насоса — PVDF, клапаны — FPM, мембрана — FPM, резонирующая диафрагма — FPM
    • TT — корпус насоса — PVDF, клапаны — FFPM, мембрана — PTFE, резонирующая диафрагма — FFPM.

    Материалы и обозначения:

    • PPS (полифениленсульфид — ПФС)
    • EPDM (этилен-пропиленовый сополимер — СКЭП)
    • FFPM (перфтор-каучук)
    • FPM (фторкаучук)
    • PP (полипропилен)
    • PTFE (политетрафторэтилен или «тефлон»)
    • PVDF (поливинилиденфторид или ПВДФ)

    Центробежные насосы для чистых и загрязненных жидкостей

    Насосы типа НЖН-200 и НЦИ-Ф100 предназначены для перекачивания чистых и загрязненных жидкостей, промышленных сточных и фекальных вод, навозной жижи. 

    Оригинальная конструкция измельчителя юбеспечивают надежную работу насоса даже при наличии в перекачиваемой среде соломы, листьев, веток и т.д.  Применение насоса без измельчителя позволяет перекачивать растворы  со значительным содержанием песка, глины, шлама с небольшими твердыми включениями, влажностью не ниже 85%.

    Без перемешивающих и измельчающих устройств увеличиваются производительность и напор насосов. Для НЖН-200 — на 5-10%, для НЦИ-Ф-100 напор  до 50% производительность до 25%.

    Наименование продукции

    Подача, м?/час

    На-пор, м

    Мощ-
    ность, кВт

    Частота, об./мин.

    Габариты, LxBxH, мм

    Масса, кг

    Насос НЖН-200 
    (колесный вариант)
    с дв.18,5 квт 
    с обгон.муфтой

    300

    20

    18,5

    1000

    4360х1840х1100

    1200

    Насос НЖН-200 
    (колесный вариант)
    с обгон.муфтой

    без двигателя

    Насос НЖН-200 
    (колесный вариант)
    с дв.22 квт 
    с обгон.муфтой

     

     

    22

    1000

    4360х1840х1100

     

    Насос НЖН-200 
    (колесный вариант)
    без дв.22 квт 
    с обгон.муфтой

    без двигателя

    Насос НЖН-200 
    (санный вариант)
    с дв.18,5 квт 
    с обгон.муфтой

    300

    20

    18,5

    1000

    4360х1840х1100

    1200

    Насос НЖН-200 
    (санный вариант)
    без дв.18,5 квт с обгон.муфтой

    без двигателя

    Насос НЖН-200 
    (на раме) 

    18,5

    1000

     

     

    Насос НЖН-200 
    (на раме) 

    без двигателя

    Насос НЖН-200 
    (санный вариант)
    с дв.22 квт 
    с обгон.муфтой

     

     

    22

    1000

    4360х1840х1100

     

    Насос НЖН-200 
    (санный вариант)
    без дв.22 квт 
    с обгон.муфтой

    без двигателя

    ННФ 00.010.СБ (столб) 
    с двиг.18,5 квт с обгон. муфтой

    300

    20

    18,5

    1000

    4360х1840х1100

    1200

    ННФ 00.010.СБ (столб) 
    без двиг.18,5 квт с обгон. муфтой

    без двигателя

    ННФ 00.010.СБ (столб) 
    с двиг. 22 квт 
    с обгон. муфтой

    100

    10

    11

    1000

    1050х550х4155

    500

    Насос НЦИ-Ф-100
    с затвором 
    и дв. 11*1000

    11

    1000

     

     

    Насос НЦИ-Ф-100 с затвором 
    и  без дв. 

    без двигателя

    Насос НЦИ-Ф-100-1 без дв.

     

    Насос НЦИ-Ф-100-1 
    и дв. 11*1000

     

     

    18,5

    1000

     

     

    Насосная часть 
    НЦИ-01.01.000 СБ

    без двигателя

    Насос ГШН-150/30 
    (аналог 6Ш8-2)

    150

    33

    30 Взр.

    1500

    1890х595х740

    700

    Насос ГШН-150/30 
    (аналог 6Ш8-2) 

    без двигателя

    Насос ВШН-150/30

    150

    30

    30 Взр.

    1500

    516х465х1380

    600

    Насос ВШН-150/30 

    без двиг.

    Насосная установка 
    УНЦЭ-100/16 

    100

    16

    11

    1500

    1800х930х1225

    500

    Насос УНЦЭ-100/16  без дв.

    без двигателя

    Насос УНН-100/16

    100

    16

     

     

    1050х540х1025

    450

    Насос УНЦД 100/16

     

    Цельные микронасосы из жидкокристаллических частиц ядро-оболочка

    Приготовление эластомеров ядро-оболочка в микрофлюидной установке

    Вдохновленные движением сокращения-пульсации медузы, мы стремились создать аналогичную синтетическую микросистему: одну мышцу подобная оболочке, которая обратимо сжимается, толкая и втягивая жидкое ядро ​​в оболочку и из нее. Для этого впервые в специально разработанной микрофлюидной установке, изображенной на рис.1а. Это позволяет легко и непрерывно производить частицы сердцевина-оболочка с контролируемым размером. В нашей системе не вводились ПАВ или стабилизаторы оболочки, так как они могли повлиять на ориентацию ЖК 26 , которая является существенным фактором, определяющим эффект срабатывания. Специально была выбрана микрожидкостная геометрия с параллельным потоком, поскольку она позволяла хорошо контролировать подготовку частиц ядра-оболочки 27,28 , а также поскольку можно было избежать слияния частиц до тех пор, пока они не будут фотополимеризованы дальше по течению.Микрожидкостное устройство включало тройной канал совместного потока; цилиндрическая стеклянная микропипетка была вставлена ​​в конический квадратный стеклянный капилляр, который был ограничен тефлоновой трубкой. Сочетание концентрической цилиндрической и квадратной геометрии поперечного сечения позволяло одной жидкости (средняя фаза: мономер ЖК) течь в пустотах между круглыми и квадратными капиллярами, а другой жидкости (внутренней фазе: глицерин) течь через самые внутренние кольцевой канал. На рис. 1 внутренняя и средняя фазы показаны оранжевым и синим цветом соответственно.Капельки глицерина образуются на внутреннем кончике капилляра и отделяются от мономерной фазы, поступающей в поток через квадратный капилляр. Мономерная фаза не смешивается с другими жидкостями, включая внешнюю фазу (силиконовое масло, выделено желтым цветом), которая течет в самой внешней тефлоновой трубке. Это привело к образованию капель глицерина, инкапсулированных мономерной оболочкой, которые были взвешены в силиконовом масле с непрерывной фазой.

    Рисунок 1: Подготовка эластомеров сердцевина-оболочка.

    ( a ) Геометрия тройного совместного потока микрожидкостной установки позволяет изготавливать частицы нематической оболочки, заполненные глицериновым ядром.Капли мономера, диспергированные в окружающем силиконовом масле с непрерывной фазой, полимеризуются под действием ультрафиолетового света. ( b ) Химические структуры реакционноспособного мезогена (1) и сшивающего агента (2) в смеси мономеров. ( c ) Образование капель ядро-оболочка на кончике капилляра (масштабная линейка, 100 мкм).

    Следуя ранее полученным соотношениям между размером капель LCE, скоростью потока и свойствами срабатывания 29 , мы выбрали наконечники стеклянных капилляров с диаметром отверстия 20 мкм для внутреннего цилиндрического капилляра и 100 мкм для квадратного капилляра, чтобы обеспечить хорошо -ориентированная оболочка LCE, что является предпосылкой для большой реакции на срабатывание.Мы решили использовать глицерин для внутренней фазы и, следовательно, в качестве ядра частиц ядро-оболочка. Глицерин не смешивается с мономерной фазой и обладает достаточно низкой вязкостью при повышенных температурах (см. Дополнительную таблицу S1). Его можно рассматривать как модельную жидкость внутри микронасоса, но после изготовления последнего его можно заменить другими жидкостями. Оболочка LCE состоит из трехъядерного мезогена, показанного на рис. 1b, который ранее был обработан в микрофлюидных и шаблонных устройствах 17,18,30 , но не для создания частиц ядро-оболочка.К жесткой мезогенной единице присоединены три гибкие боковые цепи, одна из которых содержит полимеризуемую акрилатную группу. Мономер имеет нематическую фазу при температуре от 72 °C до 98 °C 15 . При добавлении немезогенного фотоинициатора (3 мас. % Lucirin TPO) и сшивающего агента (10 мол. % 1,6-гександиолдиакрилата) при нагревании (80 ° C) наблюдается кристалло-изотропный фазовый переход без какого-либо промежуточного жидкокристаллического режима. . Однако при охлаждении ниже температуры плавления при 80 ° C образуется переохлажденная нематическая фаза.Эта монотропная ЖК-фаза обладает достаточной стабильностью для наших целей производства LCE-оболочек. Низкая вязкость мономера в его высокотемпературной изотропной фазе делает его легко обрабатываемым в микрофлюидном устройстве (формирование частиц ядро-оболочка), в то время как монотропное нематическое состояние, формируемое при более низких температурах внутри полимеризационной трубки, обеспечивает ориентацию, индуцированную потоком, и фотополимеризация для получения ориентированных ЖКЭ.

    Предыдущие работы по оболочкам LC были ограничены низкомолекулярными, неполимеризуемыми мезогенами, температура изотропизации которых немного выше комнатной.Таким образом, их можно производить при умеренных температурах в окружающей водной среде 31,32,33,34 . При температуре изотропизации 80 °C смесь реакционноспособных мономеров, используемая в этом исследовании, должна обрабатываться при повышенных температурах и требует индивидуального термостойкого микрожидкостного устройства 30 . Таким образом, в качестве внешней непрерывной фазы было выбрано термостойкое силиконовое масло. Точный контроль температуры обеспечивается за счет установки микрофлюидной установки на двух горячих ступенях: капли ядро-оболочка формируются на кончике капилляра в изотропной фазе при 90 °C, тогда как полимеризационная трубка настроена на 65 °C, хорошо в нематической фазе смеси мономеров.Ориентация мезогенов, вызванная потоком, постоянно фиксируется за счет инициируемой ультрафиолетом полимеризации и сшивки. При скоростях потока 1,7 мл ч -1 для сплошной фазы, 0,06 мл ч -1 для мономерной фазы и 0,01 мл ч -1 для внутренней фазы получают около 100 эластомеров ядро-оболочка в минуту. , диспергированный в силиконовом масле. Это позволяет легко собирать их в сосуд.

    Характеристика эластомеров ядро-оболочка

    После полимеризации под действием ультрафиолета частицы состоят из сшитой оболочки LC-эластомера, образованной после полной конверсии LC-мономера и сшивающего агента 29 .Коэффициенты набухания см. в 29 , а модуль Юнга сопоставимой пленки (0,4 МПа) см. в исх. 15. Они были охарактеризованы с помощью световой микроскопии, некоторые примеры изображений представлены на рис. 2а. При комнатной температуре частицы эллипсоидальной формы имеют минимальное соотношение размеров (длина a/ширина b), равное 1,3. Средняя длина главной оси а составляет 545 мкм при дисперсии по размерам менее 2%. Частицы можно перевернуть вручную вокруг их главной оси, чтобы открыть третью ось с, которая немного короче b (рис.2б). Соотношение сторон между a и c равно 1,5. На рис. 2c показана частица эластомера ядро-оболочка с главной осью в горизонтальном направлении и наименьшей осью в вертикальном направлении в нематической фазе при 90 °C. В этом контексте следует отметить, что полимеризация мономера в ЖКЭ повышает температуру фазового перехода (нематик-изотропный) с 80 °С (смесь мономеров) до 130 °С. При нагреве до изотропного состояния при 130 °С частица сжимается по своей первоначальной главной оси а и расширяется по своей первоначально кратчайшей оси с.Это сравнимо с поведением объемных частиц из LCE 20,29 . Соотношение сторон изменяется от 1,5 при комнатной температуре до 0,73 при 130 °C. Относительное изменение длины, определяемое как отношение между осью с в активированном состоянии и при комнатной температуре, составляет 1,52. Это обратимое изменение формы оставляет общий объем оболочки и ядра частицы постоянным, поскольку ядро ​​и оболочка имеют низкую сжимаемость, а плотность нематической и изотропной фаз довольно одинакова. Это, однако, не означает, что гидростатическое давление не растет.

    Рисунок 2: Характеристика частиц эластомера ядро-оболочка с помощью световой микроскопии.

    ( a ) Примеры частиц ядро-оболочка эллипсоидальной формы при комнатной температуре. ( b ) Вид сверху на частицу при комнатной температуре (слева) и ту же самую частицу, перевернутую вокруг своей самой длинной оси a, обнажая более короткую ось c (справа). ( c ) Эксперимент по нагреву, демонстрирующий поведение срабатывания при фазовом переходе нематик-изотроп. Частица вытягивается вдоль своей короткой оси c.Обратите внимание, что глицериновое ядро ​​становится видимым при температуре выше температуры просветления (масштабная линейка, 200 мкм).

    Эластомеры ядро-оболочка в качестве активных микронасосов

    Чтобы проверить концепцию микронасоса для наших эластомеров ядро-оболочка, мы разработали установку, в которой мы могли проколоть оболочку LCE, чтобы создать выход для глицеринового ядра, а также легко нагревают частицу до изотропной фазы. Схематический чертеж микроманипулятора показан на рис. 3а. Стеклянный капилляр с диаметром отверстия 40 мкм и углом конусности 3° для кончика капилляра зажимали в аксиально перемещаемом держателе.Частицу ядро-оболочка помещали на предметное стекло между горячей пластиной и кончиком капилляра. Поскольку глицерин очень полярен и проявляет сродство к стеклу, поверхность стеклянного капилляра была гидрофобизирована трихлор(3,3,3-трифторпропил)силаном для подавления потенциального смачивания. Для лучшего обращения частицу нагревали до 90 °С, что значительно выше ее температуры стеклования, и прокалывали кончиком капилляра в каучукоподобном состоянии. Как только капилляр проникал в оболочку, часть жидкого глицеринового ядра поднималась в капилляр за счет давления на защемленную частицу (рис.3б). Как только частицу отрывали от горячей пластины, почти вся жидкость попадала обратно в ядро ​​частицы.

    Рисунок 3: Частицы эластомера ядро-оболочка как микронасосы.

    ( a ) Схема микроманипулятора для проникновения в оболочку частицы с помощью тонкого стеклянного капилляра. ( b ) Прокалывание частицы при температуре 90 °C (выше ее температуры стеклования) сжимает частицу между нагревательной пластиной и капилляром, что приводит к подъему глицерина в капилляр.Большая часть жидкости опускается обратно в ядро ​​после того, как ее отрывают от горячей пластины (масштабная линейка, 100 мкм). ( c ) При нагреве до изотропной фазы при 130 °С фазовый переход приводит к деформации оболочки ЛХЭ. Сила, создаваемая приводной оболочкой, проталкивает жидкую глицериновую сердцевину в капилляр. Как только частица восстанавливает свою прежнюю форму в нематической фазе при 90 ° C, глицерин опускается до исходного уровня (масштабная линейка, 100 мкм).

    Затем горячую плиту нагревали с 90 °C до 130 °C, что соответствует температуре жидкокристаллического изотропного перехода эластомера, и частицу ядро-оболочка медленно опускали к горячей плите.Испускаемое тепло вызвало фазовый переход от нематического к изотропному внутри оболочки, в результате чего частица сработала в нескольких миллиметрах от поверхности горячей пластины. При 130 °С проколотый ЖК-эластомер ядро-оболочка достиг изотропной фазы и, следовательно, изменил свою форму по аналогии с непроколотыми частицами (рис. 2), но теперь уже при постоянном гидростатическом давлении глицеринового ядра. Затем деформация формы сочетается с соответствующим уменьшением объема сердцевины, что приводит к вытеснению значительной части глицерина через отверстие в оболочке и, таким образом, к повышению уровня жидкости в капилляре (рис.3с).

    При охлаждении частица возвращается к своей первоначальной форме, в результате чего уровень глицерина в капилляре падает, поскольку жидкость снова всасывается в оболочку. Многократные циклы нагревания и охлаждения подтверждают полностью обратимый процесс срабатывания за счет постоянного повышения и понижения уровня глицерина в капилляре, что прямо коррелирует с изменением формы эластомерной оболочки. Дополнительный фильм 1 показывает несколько циклов нагрева и охлаждения эластомера с проколотым ядром и оболочкой.Время отклика срабатывания (определяемое как время от 10% до 90% конечного отклика) эластомера сердцевина-оболочка составляет около 0,1 с при использовании нагревательного пистолета в качестве устройства быстрого нагрева (рис. 4). При охлаждении соответствующее время релаксации составляет около 0,35 с, но увеличение здесь может быть связано в первую очередь с отсутствием активного охлаждения. Используя простые геометрические модели, мы оценили относительную долю глицерина, выбрасываемого из ядра при нагревании. Принимая 220 мкм за средний диаметр ядра, измеренный по изображениям оптической микроскопии в изотропном состоянии, и учитывая количество глицерина в коническом наконечнике, общий объем глицерина составляет приблизительно 5.57 нл. При срабатывании оболочки LCE мениск в капилляре поднимается на 740 мкм, что соответствует изменению объема на 3,20 нл. Таким образом, 64 % внутренней жидкости выкачивается из и в оболочку LCE в течение одного рабочего цикла. Для сравнения, тепловое расширение глицерина приводит к объемному увеличению только на 0,35 нл. Таким образом, объем, выкачиваемый в результате срабатывания раковины, составляет не менее 2,85 нл.

    Рисунок 4: Скорость отклика микронасосов при быстром нагреве и охлаждении.

    Нагрев частицы тепловой пушкой позволяет изменять температуру достаточно быстро, чтобы оценить скорость срабатывания и релаксации (включение и выключение тепловой пушки). На графике показана зависимость выбрасываемого объема глицерина от времени. Время отклика срабатывания составляет 0,1 с при нагреве и 0,35 с при охлаждении.

    Определение конфигурации директора с помощью WAXS

    Поведение эластомерных частиц при срабатывании связано с ориентацией директора, которая может принимать несколько возможных конфигураций внутри нематической оболочки 33 .Глицерин, а также силиконовое масло способствуют выравниванию ЖК с мезогенами параллельно границе раздела, так называемому планарному выравниванию. Из-за взаимодействия LC-упорядочения и топологического ограничения сферическая топология не допускает бездефектного планарного поля директора 35 , и полная сумма дефектов должна удовлетворять условию s =+2 на каждой поверхности оболочки ( внутренний и наружный). Мы провели эксперименты по широкоугольному рассеянию рентгеновских лучей (WAXS) на частицах ядро-оболочка, чтобы определить конфигурацию директора внутри эластомерной оболочки.Небольшой диаметр рентгеновского луча всего 100 мкм позволял проводить измерения различных областей внутри частицы (диаметр ~500 мкм). После двумерного сканирования для локализации частиц на подложке были проведены измерения в разных точках вдоль двух осей а и с частицы, как показано на рис. 5а. Картина рассеяния позиции 3 представлена ​​на рис. 5б. Профиль интенсивности рассеяния вдоль угла рассеяния 2 θ показывает два максимума диффузного рассеяния (рис.5г), обычно наблюдаемый мотив для нематических жидких кристаллов. Максимум рассеяния под малыми углами соответствует повторяющейся единице, приблизительно отражающей длину мезогена, тогда как второй пик в широкоугольном режиме соответствует приблизительному латеральному расстоянию между мезогенами, обычно равному 4,4 Å.

    Рисунок 5: Определение конфигурации директора с помощью WAXS.

    ( a ) Позиции на частице эластомера ядро-оболочка, где проводились рентгеновские измерения.( b ) Картина рассеяния, полученная от центра частицы (черный цвет), полученная детектором, демонстрирует два максимума интенсивности в диффузном широкоугольном сигнале. ( c ) Схема расположения биполярного директора внутри корпуса, вид снаружи. Выделены приблизительные положения рентгеновского луча при измерениях позиций 1, 3 и 5. ( d ) Профиль дифракции I(2 θ ) для положения 3 показывает два диффузных максимума при 5° и 20°, типичных для нематических жидких кристаллов. выравнивается по нормали к оси а, что приводит к смещению двух максимумов на 90° (позиция 5). В положении 1 область с директором, ориентированным как параллельно, так и перпендикулярно оси а, измеряется рентгеновским пучком, что приводит к распределению интенсивности I ( х ) с четырьмя максимумами.

    Информацию об ориентации директора дает азимутальное распределение интенсивности I( х ) широкоугольного гало (латеральная упаковка). Для измерений вдоль оси с (позиции 2–4 на рис. выровнять параллельно главной оси a 36 . Напротив, радиальные распределения интенсивности для позиций 1 и 5 вблизи полюсов оси а демонстрируют максимумы интенсивности под разными углами х . Максимумы рассеяния положения 5 находятся вблизи х = 0° и 180° и указывают на локальное поле директора, нормальное к оси а. Четыре отчетливых максимума около х = -90°, 0°, 90° и 180°, наблюдаемые в положении 1, происходят от суперпозиции локальных предпочтительных ориентаций директора, как нормальных, так и параллельных оси а.ориентирован преимущественно параллельно оси а в большинстве областей частиц (позиции 2–4), тогда как вокруг полюсов директор ориентируется радиально во всех возможных направлениях, перпендикулярных оси а (позиции 5). Для положения 1 рентгеновский пучок диаметром 100 мкм исследует обе области частиц с ориентацией директора, перпендикулярной и параллельной оси а, в области, ближайшей к полюсу.

    Рентгеновские данные, полученные вдоль осей a и b частицы, перевернутой на сплющенную сторону, подтверждают наш вывод о биполярной ориентации и представлены на дополнительных рисунках.С1–С3. Отметим, что азимутальное распределение интенсивности I (χ) также отражает качество ориентационного упорядочения и в принципе может быть использовано для определения параметра ориентационного порядка 37,38 . Мы воздерживаемся, однако, от такой процедуры оценки, так как рассеянный рентгеновский интенсивный пучок контролирует не только ориентированную нематическую оболочку, но и изотропное ядро, примесь которого приводит к существенному занижению эффективного параметра порядка.

    Микронасосы Bartels mp6 – Darwin Microfluidics

    Микронасосы Bartels серии mp6 — это революция в области микрофлюидики.Способные перекачивать очень небольшое количество жидкости или газа, микронасосы серии mp6 характеризуются комбинацией 2 пьезоприводов в ультракомпактном блоке и очень легким весом.
    Доступен в различных версиях (mp6-liq, mp6-gas, mp6-gas+), ​​вы обязательно найдете микронасос mp6, подходящий для вашего применения.

    Обладая ультрапростой конструкцией и конструкцией, эти микронасосы mp6 могут выполнять широкий спектр задач, включая перемещение диагностических образцов через микрожидкостное устройство, дозирование смазочных материалов, подачу проб газа на датчики, смешивание растворов и многое другое.

    • Широкий ассортимент микронасосов mp6 для жидкостей и газов (mp6-liq) и газов (mp6-gas, mp6-gas+)
    • Скорость потока от 8 мкл/мин до >10 мл/мин
    • Ультракомпактный (30 x 15 x 3,8 мм) и легкий (всего 2 г)
    • Хорошая термостойкость
    • Почти полностью изготовлен из пластика, различные смачиваемые материалы для широкой химической совместимости

    Примечание: mp6-hyb теперь называется mp6-liq, старая версия mp6-liq больше не выпускается.

    Принцип

    Микронасосы

    Bartels основаны на пьезоэлектрической диафрагме в сочетании с пассивными обратными клапанами. При подаче напряжения пьезокерамика, закрепленная на латунной мембране с покрытием, деформируется, и среда вытесняется из насосной камеры, расположенной ниже.

              

     

    mp6 Микронасосы

    Производительность насосов линейно зависит от противодавления. При противодавлении 0 мбар может быть достигнута максимальная скорость насоса, а при максимальном противодавлении скорость потока снижается до 0 мл/мин.Зависимость давления от скорости потока линейна.

    Типовой срок службы насосов составляет 5000 часов.

    Мы рекомендуем mp6-liq для большинства применений, так как это самый универсальный и экономичный микронасос.

     

    Микронасосы для жидкостей и газов

    mp6-жидкость:

    • жидкости: 8 мкл/мин — 12000 мкл/мин, типичная скорость потока 8 мл/мин и типичное противодавление 600 мбар при 100 Гц, 250 Вразмах, сигнал SRS
    • газы
    • : от 12 мл/мин и мин.противодавление 80 мбар при 100 Гц, 250 Вpp, сигнал SRS, смачиваемый материал: PPSU (полифенилсульфон)
    Микронасосы для газов

    MP6-газ:

    • стандартный расход: 20 мл/мин
    • контактирующий материал: PPSU (полифенилсульфон)
    • тип. противодавление: 100 мбар

    MP6-газ+:

    • стандартный расход: 20 мл/мин
    • контактирующий материал: PPSU (полифенилсульфон)
    • тип.противодавление: 150 мбар

    Общие характеристики

    Тип насоса

    Пьезоэлектрический мембранный насос

    Количество приводов

    2

    Размеры без соединителей

    30 х 15 х 3.8 мм

    1,1811 x 0,5906 x 0,1498 дюйма

    Вес

    2 г

    Жидкостные соединители

    Зажим для колючей трубки (внешний диаметр 1,9 мм, длина 3,5 мм)  2

    Электрический разъем

    Гибкий соединитель, шаг 1,25 мм

    Потребляемая мощность НЕТ

    ~ 50 мВт 3

    Самовсасывающий

    Да 4

    Рабочая температура

    0-70 °С

    Срок службы

    5000 ч 5

    IP-рейтинг

    IP33 6

    1 Типичные значения.Значения могут варьироваться в зависимости от условий применения. Содержание может быть изменено без предварительного уведомления.

    2 Рекомендуемые трубки: трубки Tygon с внутренним диаметром 1,3 мм.

    3 Условия: настройки mp-x: 100 Гц, 250 В, SRS

    4 Условия: Давление всасывания >10 мбар, деионизированная вода, настройки mp-x: 100 Гц, 250 В, SRS, объемный расход достигается через несколько минут работы.

    5 Условия: настройки mp-x: 200 Гц, 250 В, SRS

    6 Можно изменить на IP44.

    Материал и драйверы

     Перекачиваемая среда

    mp6-liq : жидкости и газы

    MP6-газ, MP6-газ+ : газы

    Материал, контактирующий со средой

    mp6-liq, mp6-gas, mp6-gas+ : Полифенилсульфон (PPSU)

     

    Измерено с контроллером mp-x при 100 Гц, 250 В, SRS.

    MP6-жидкость

    Жидкости – вода

    Диапазон регулируемого расхода 9 Q

    8 мкл/мин – 12000 мкл/мин

    тип. скорость потока Q (p=0)

    8 мл/мин 1

    тип. противодавление p (Q=0)

    600 мбар (8,70 фунтов на кв. дюйм)  1

    Газы – воздух

    тип.объемный расход Q (p=0)

    20 мл/мин 2

    тип. противодавление p (Q=0)

    80 мбар (1,16 фунт/кв. дюйм)  2

     

    MP6-газ и MP6-газ+

    Газы

    тип. объемный расход Q (p=0)

    20 мл/мин (300 Гц) 2

    тип.противодавление p (Q=0)

    MP6-газ: 100 мбар (300 Гц)

    MP6-газ+: 150 мбар (300 Гц)

    1 Условия: деионизированная вода (25°C), комнатная температура 23°C, настройки mp-x: 100 Гц, 250 В, SRS

    2 Условия: воздух, комнатная температура 23°C, mp-x: 300 Гц, 250 В, SRS

    3 Управляется частотой, напряжением, формой сигнала и другими параметрами. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

    Условия оплаты

    Вы можете заказать и оплатить кредитной картой или счетом (через заказ на покупку) .Обратите внимание, что некоторые продукты недоступны для прямой покупки: просто нажмите «Запросить цену» на странице продукта и заполните форму, чтобы получить дополнительную информацию!

    Кредитная карта

    • Добавьте товары в корзину
    • На странице корзины нажмите Перейти к оформлению заказа
    • Заполните информацию о своей кредитной карте (не волнуйтесь, мы используем Stripe, сертифицированную PCI программу, специализирующуюся на онлайн-транзакциях)
    • Вот оно! Вы получите подтверждение заказа в течение нескольких минут, и наша команда отправит вам счет.

    Счет-фактура

    • Добавьте товары в корзину
    • В заголовке веб-сайта нажмите Запросить цену
    • Заполните необходимую информацию, затем нажмите Отправить предложение
    • Наша команда отправит вам предложение в ближайшее время
    • После получения коммерческого предложения просто отправьте заказ на поставку по адресу [email protected]
    • .
    • Наша команда выполнит вашу покупку и отправит вам счет !

    Если вы хотите оплатить в долларах США или фунтах стерлингов, пожалуйста, укажите это в вашем заказе.По запросу мы можем добавить конвертированное значение в необходимой валюте к котировке.

    Доставка по всему миру

    Мы отправляем по всему миру с нашего склада во Франции.

    Стоимость доставки рассчитывается на основе веса посылки и страны назначения: вы можете оценить стоимость доставки на странице корзины. Мы стараемся предложить вам лучшие тарифы и услуги доставки, отправляя все наши заказы через DHL Express . Как правило, ваш заказ поступает в вашу лабораторию по номеру всего через 2-3 дня после отправки, независимо от пункта назначения!

    Обратите внимание, что наши условия доставки — DAP (доставка на место).Пожалуйста, свяжитесь с нами, если вы предпочитаете использовать собственную учетную запись курьера или у вас есть какие-либо вопросы!

    Технология -2005-408 Микроперекачка жидкостей путем направленного роста и селективного выпуска пузырьков

    Резюме

    Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе из Департамента машиностроения и аэрокосмической техники изобрели микромасштабный насосный механизм, который не требует движущихся частей, работает с низким энергопотреблением и предлагает большую полезность, чем существующий уровень техники как для открытых, так и для закрытых систем. .

    История вопроса

    Микронасосы являются важным элементом микрофлюидики, поскольку они необходимы для перемещения небольших объемов жидкости контролируемым и энергоэффективным способом. Сообщалось о нескольких категориях микронасосов, таких как механические микронасосы, электрокинетические микронасосы и бесклапанные микронасосы с пузырьковым приводом. Бесклапанные пузырьковые насосы привлекательны для микрофлюидики из-за их простоты в изготовлении по сравнению с механическими насосами и их гибкости в рабочих жидкостях по сравнению с электрокинетическими насосами.На сегодняшний день предпочтительным методом образования пузырьков в бесклапанном насосе является термическое образование (кипение). Однако этот метод имеет несколько ограничений. Во-первых, кипение требует больших затрат энергии, чтобы вызвать образование пара. Во-вторых, пар конденсируется обратно в жидкости гораздо медленнее, чем они кипятят, что ограничивает циклическую скорость насосного действия. Другим распространенным методом образования пузырьков для бесклапанного насоса является электролиз, но он не подходит для закрытых систем, таких как топливные элементы, из-за невозможности устранения пузырьков газа.

    Инновация

    Это изобретение обеспечивает компактное средство для перекачивания жидкости в микрофлюидной системе путем создания, перемещения и быстрого удаления пузырьков газа из системы с малой мощностью. В существующих технологиях насосы с пузырьковым приводом делаются открытыми, так что пузырьки выбрасываются вместе с жидкостью. Напротив, в этом изобретении пузырьки (без жидкости) быстро выпускаются через нанопористую мембрану, что делает его применимым как в открытых, так и в закрытых жидкостных устройствах.

    Приложения

    • Малые топливные клетки
    • Хроматография
    • Биологические и химические датчики
    • Lab-on-A-A-Chip Микрофлюидические цепи
    • Системы доставки лекарств, такие как инсулиновые насосы

    Преимущества

    • Компактный дизайн без движения детали
    • Низкое энергопотребление
    • Биосовместимость
    • Применяется как в открытых, так и в замкнутых жидкостных системах
    • Работает практически с любыми средствами генерации газовых пузырьков (например,(например, электролиз, впрыск газа, химическая реакция и кавитация)

    Состояние разработки

    Было изготовлено, испытано и охарактеризовано устройство как в конфигурациях с замкнутым контуром, так и без него.

    Микронасос mp6-liq | ЭнСенс

    Описание продукта

    Микронасосы mp6-liq могут использоваться для подачи как жидкостей, так и газов, в частности жидкостей.
    Серия Bartels mp6 представляет собой миниатюрные насосы с двойной диафрагмой.Каждый насос управляется двумя пьезоэлектрическими приводами. Благодаря компактной и энергосберегающей конструкции они рентабельны даже в больших количествах. Используемые материалы делают насос чрезвычайно универсальным. Переменная регулировка расхода гарантирует широкий спектр возможных применений.

    Технические характеристики
    Типичные значения. Подробнее см. в техническом паспорте
    .
    Параметр Значение
    Тип насоса Пьезоэлектрический мембранный насос
    Количество приводов 2
    Размеры без разъемов 30 х 15 х 3,8 мм
    Вес 2 г
    Соединители для жидкости хомут с колючей трубкой (внешний диаметр 1.9 мм, длина 3,5 мм)
    Электрический разъем гибкий соединитель, шаг 1,25 мм
    Потребляемая мощность ~ 50 мВт
    Самовсасывающий да
    Перекачиваемая среда Жидкости и газы
    Рабочая температура 0-70°С
    Пожизненный 5000ч
    IP-код IP33
    Материал, контактирующий со средой полифенилсульфон (ППСУ)
    Подходящий привод насоса mp-labtronix, mp-Multiboard, mp-Highdriver, mp-Lowdriver, mp-Highdriver4

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка браузера на прием файлов cookie

    Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

    Классификация насосов и микронасосов; по Крутчу и Куперу [46]….

    Контекст 1

    … в этом обзоре мы классифицируем микронасосы по способу и средствам, с помощью которых они создают поток жидкости и давление. Наша система классификации микронасосов, показанная на рисунке 1, применима к насосам в целом и по существу является расширением системы, изложенной Крутчем и Купером для традиционных насосов [46]. Насосы обычно относятся к одной из двух основных категорий: (1) поршневые насосы, которые воздействуют на рабочую жидкость силами давления через одну или несколько движущихся границ, и (2) динамические насосы, которые непрерывно добавляют энергию к рабочей жидкости таким образом, чтобы увеличить либо его импульс (как в случае центробежных насосов), либо непосредственно его давление (как в случае электроосмотических и электрогидродинамических насосов)….

    Контекст 2

    … На рисунке 1 открытые прямоугольники представляют категории насосов, о работающих микронасосах которых сообщалось. При использовании термина «микронасос» мы придерживаемся соглашения для микроэлектромеханических систем, при этом приставка «микро» считается подходящей для устройств с заметными характеристиками, имеющими шкалу длины порядка 100 мкм или меньше. …

    Контекст 3

    … индукционные ЭГД-насосы, заряд индуцируется в неоднородной рабочей жидкости за счет приложения к жидкости разности потенциалов.Это может быть достигнуто, например, с помощью электрического поля с компонентом, поперечным направлению потока, как показано на рисунке 10. Затем электроды активируются в конфигурации бегущей волны, и осевые компоненты электрического поля приводят к результирующему потоку жидкости. …

    Контекст 4

    … следовательно, поток индуцируется в направлении электрического поля. Это явление показано на рис. 11 и подробно обсуждается Пробштейном [76]. …

    Контекст 5

    … помпы можно смоделировать как пучок n капилляров [253][254][255]. На рисунке 12 Q max,EO (нормализовано путем умножения на −µ/(nπa 2 εζ E z )) (где n — количество каналов накачки EO, включенных параллельно) и p max,EO (нормализовано путем умножения на 1/( 8εζ E z l)) построены в зависимости от радиуса капилляра a для дебаевских длин λ D, равных 10 нм и 100 нм. Работа с малой λ D позволяет работать при высоком давлении без снижения удельного расхода по площади. …

    Контекст 6

    …. Сообщалось о магнитогидродинамических микронасосах, в которых ионы с током в водных растворах подвергаются воздействию магнитного поля, чтобы передать силу Лоренца на жидкость и вызвать поток. Типовой магнитогидродинамический насос показан на рис. 13. В прямоугольном канале с поперечной плотностью тока J y и перпендикулярной поперечной плотностью магнитного потока B x максимальное давление равно где l — длина канала перекачки, а D h — его гидравлический диаметр ( площадь поперечного сечения умножить на 4 и разделить на его периметр)….

    Контекст 7

    … На рис. 14 Q max представлена ​​как функция рабочего напряжения для зарегистрированных динамических микронасосов с приводом от поля. Как правило, при выборе динамического микронасоса также необходимо учитывать свойства рабочей жидкости. …

    Контекст 8

    … как отмечалось ранее, скорость потока, создание давления и общий размер являются важными показателями качества микронасосов. На рис. 15 сравниваются зарегистрированные микронасосы различных типов по всем трем этим показателям (для статей, в которых сообщалось обо всех трех).S p отложен по оси абсцисс; в некоторых случаях были сделаны оценки на основе имеющейся информации. …

    Пассивное микронасосное оборудование в микрофлюидике для оказания медицинской помощи тестирование

    Биомикрофлюидика. 2020 май; 14(3): 031503.

    Линьфэн Сюй

    1 Кафедра биоинженерии и терапии наук, школы медицины и фармации, Калифорнийский университет, Сан. Франциско, 4-я улица, 1700, Байерс-холл 304, Сан-Франциско, Калифорния. 94158, США

    Anyang Wang

    2 SMALL (Учебная лаборатория датчиков и микроприводов), Факультет электротехники, Университет Буффало, Государственный университет Нью-Йорка. York, Buffalo, New York 14260, USA

    Xiangpeng Li

    1 Департамент биоинженерии и терапии наук, школы медицины и фармации, Калифорнийский университет, Сан. Франциско, 4-я улица, 1700, Байерс-холл 304, Сан-Франциско, Калифорния. 94158, США

    Кванг В.Oh

    2 SMALL (Учебная лаборатория датчиков и микроприводов), Факультет электротехники, Университет Буффало, Государственный университет Нью-Йорка. York, Buffalo, New York 14260, USA

    1 Департамент биоинженерии и терапии наук, школы медицины и фармации, Калифорнийский университет, Сан. Франциско, 4-я улица, 1700, Байерс-холл 304, Сан-Франциско, Калифорния. 94158, США

    2 SMALL (Учебная лаборатория датчиков и микроприводов), Факультет электротехники, Университет Буффало, Государственный университет Нью-Йорка. York, Buffalo, New York 14260, USA

    Linfeng Xu: ; Кван В.Oh:

    Получено 22 января 2020 г .; Принято 14 мая 2020 г.

    Опубликовано по лицензии AIP Publishing.

    1932-1058/2020/14(3)/031503/16/$30.00

    Эта статья была процитирована другими статьями в PMC.

    Abstract

    Подходящие методы микронасосов для управления потоком представляют собой серьезное техническое препятствие в разработка микрожидкостных систем для тестирования в местах оказания медицинской помощи (POCT). Пассивная микронакачка для микрожидкостных систем в местах оказания медицинской помощи обеспечивает многообещающее решение таких проблем, в частности, пассивная микронакачка на основе капиллярной силы и перенос воздуха на основе растворимость в воздухе и воздухопроницаемость конкретных материалов.Было много разработки и применения методов микронасоса, которые имеют отношение к использованию в POCT. По сравнению с активными методами откачки, такими как шприцевые насосы или нагнетательные насосы, где скорость потока может быть хорошо настроена независимо от конструкции микрофлюидных устройств или свойства жидкостей, большинство пассивных методов микроперекачки по-прежнему страдают от контроля потока проблемы. Например, скорость потока может быть установлена ​​после изготовления устройства, а свойства жидкостей могут влиять на скорость потока.Однако преимущества пассивного микронасосы, которые включают в себя простоту, удобство использования и низкую стоимость, делают его лучшим выбором для ПОКТ. Здесь мы представляем систематический обзор различных типов пассивной микронакачки. которые подходят для POCT, наряду с существующими приложениями, основанными на пассивной микронакачке. Также обсуждаются будущие тенденции в области пассивной микронакачки.

    I. ВВЕДЕНИЕ

    Тестирование в месте оказания медицинской помощи (POCT) выполняется быстро и легко, что позволяет пациента без необходимости в клинической лаборатории. 1–3 Смысл POCT в том, что он значительно упрощает оказание медицинской помощи и улучшение клинических результатов с потенциалом перехода от лечебных от медицины к прогностической или превентивной медицине.

    POCT обычно требует небольшого объема образца и реагентов, миниатюризации устройств и быстрое время проведения анализа. Эти черты хорошо согласуются с характером микрофлюидика, поэтому неудивительно, что с момента возникновения микрофлюидики одним из его основные приложения были POCT. 4 В В последние годы устройства POCT, сочетающие в себе как микрожидкостные картриджи, так и микроэлектронные интерфейсы были представлены на рынке. 1,5,6 Предполагается, что рынок POCT будет млрд долларов США. 5–7 Однако POCT имеет дополнительное требование, ограничивающее внедрение микрофлюидики: крайняя простота использования. Особенно в развивающихся странах, где существует наибольшая потребность в POCT, 8 технология должна быть ГАРАНТИРОВАНА (доступна, чувствительная, конкретная, удобная для пользователя, быстрая и надежная, не требующая оборудования и доставляемая конечных пользователей), по данным Всемирной организации здравоохранения. 2,9,10 Таким образом, задача микрофлюидики в POCT будет заключаться в том, как для поддержания особенностей микрофлюидики, таких как сложная обработка жидкости и интегрированный анализа без громоздкого вспомогательного оборудования.

    Эта проблема оказалась основным недостатком многих многообещающих микрофлюидных систем. аппараты для ПОКТ. 6,11–13 Микронакачка является одним из самых фундаментальных компонентов микрофлюидики и активным методы микронакачки с использованием громоздкого внешнего оборудования (т.д., шприцевые насосы и давление насосы) до сих пор широко используются в микрофлюидных устройствах. 11,14

    Существует несколько общих соображений при определении того, используется ли метод микронасоса. в микрофлюидике подходит для POCT: (1) он должен быть автономным компонентом и соответствовать требования контроля жидкости; (2) он должен требовать минимального вмешательства пользователя и как можно меньше объем пробы жидкости; (3) это должно быть сделано как можно дешевле, в то время как сохранение стабильной работы в различных условиях.В микрофлюидике микронасосы методы можно разделить на активные и пассивные, в зависимости от того, нужен источник питания. 14 Однако в На практике не всегда ясно, следует ли определять источник питания как внешнее питание. источник или нет. Ключом к этой классификации является то, может ли источник питания быть легко получены в условиях ограниченных ресурсов. Например, многие методы микронакачки основаны на магнетизм. Если устройство необходимо подключить к розетке для создания магнитной силы, источник питания считается внешним, и метод будет классифицироваться в категория активной микронакачки.Если требуется только ручной или встроенный магнит, метод не нуждается во внешнем источнике питания и относится к категории пассивной микронакачки. Таким образом, два метода могут быть классифицированы по-разному, даже если механизм, лежащий в их основе, понятен. то же самое, то есть оба основаны на магнетизме. Для активной микронакачки внешнее питание источник управляется таким образом, что он образует непрерывный поток с регулируемой скоростью потока. 14,15 Тем не менее, был достигнут значительный прогресс в создании портативных внешних источников питания для POCT.Примеры включают источники, основанные на механическое перемещение, 16 центростремительное сила, 17 электрическая 18 или магнитное поле, 19,20 и акустическая сила. 21 Потребность во внешних источниках питания неизбежно возрастает сложность и стоимость микрожидкостных устройств. 6 Однако для пассивной микронакачки внешний источник питания не требуется; источник обычно встроен в само устройство. Пассивная микронакачка обычно отсутствует возможность точного управления потоком; 22,23 однако он используется в большинстве коммерчески доступных продуктов POCT в силу своей простоты. 5–7 Много исследования были сосредоточены на улучшении управления потоком при пассивной микронасосной 24–27 , и это, вероятно, будет играть все более важную роль. важная часть в POCT. 28 Поэтому мы сузить рамки этого обзора до пассивной микронакачки и ее развития для использования в микрофлюидика, поскольку она кажется наиболее актуальной для POCT. Уже есть много отличных отзывов по микрофлюидике в POCT и микронасосам в микрофлюидике; 1,14–16,29–33 однако, до насколько нам известно, ни один из них не фокусируется на пассивной микронакачке микрофлюидики для POCT.Таким образом, в этой статье мы суммируем основные категории пассивных микронасосов, подходящих для POCT, как показано на . Мы также заявляем о наших мнения о будущих направлениях пассивных микронасосов для POCT.

    Категории методов пассивной микронасосной терапии, подходящих для POCT.

    II. ПАССИВНАЯ МИКРОНАСОСА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАПИЛЛЯРНОЙ СИЛЫ

    Микронасосы с использованием капиллярной силы, вероятно, являются наиболее успешными и широко используемыми Метод микронасоса. 14,15,34 Это метод достаточно надежный и простой в использовании, и он не требует каких-либо движущихся компонентов.Этот тип микронасоса обычно связан только с потоком наполнения; как только устройство заполнены жидкостью, микронасос остановится. Существует два типа микронасосов, использующих капиллярная сила в зависимости от типа материала подложки: (1) капилляры на основе пористого материалы 35 и (2) капилляры на основе твердые материалы 36,37 ().

    Примеры пассивной микронакачки на основе капиллярной силы. (а) Пассивная микронакачка с использованием капилляров на основе пористых материалов.(a-1) и (a-2) 3D на бумаге микрожидкостное устройство. (a-3) Конструкция с несколькими входами и одним выходом на основе супергидрофобный текстиль. (a-4) Узлы из хлопчатобумажной пряжи, используемые в качестве микрожидкостных разделителей, смесители, а также для контроля соотношения компонентов смеси. (b) Пассивная микронакачка с использованием капилляры на основе твердых материалов. (b-1) Микрожидкостное устройство с закрытым каналом, изготовленное из силикон для мультипараметрических иммуноанализов. (b-2) Подвешенное микрожидкостное устройство из обработанный плазмой PDMS. (b-3) Открытое микрожидкостное устройство из поли(метилметакрилата) (ПММА).(a-1) и (a-2) Воспроизведено с разрешения Martinez et al. проц. Натл акад. науч. США 105 , 19606–19611 (2008 г.). Авторское право 2008 Национальная академия наук; (a-3) Воспроизведено с разрешения Xing et др. , Лабораторный чип 13 (10), 1937–1947 (2013). Copyright 2013 Роял Общество химии. (a-4) Воспроизведено с разрешения Safavieh et др. , Lab Chip, 11 (15), 2618–2624 (2011). Copyright 2011 Роял Общество химии.(b-1) Воспроизведено с разрешения Gervais et др. , Биосенс. Биоэлектрон. 27 , 64–70 (2011). Авторское право 2011 Elsevier B.V. (b-2) Воспроизведено с разрешения Casavant et al. , проц. Натл. акад. науч. США 110 , 10111–10116 (2013 г.). Авторское право 2013 Национальная академия наук; (b-3) Воспроизведено с разрешения Берри и др. др. , Анал. Методы 11 , 4528–4536 (2019). Copyright 2019 Роял Общество химии.

    А.Капилляры на основе пористых материалов

    Различные пористые материалы, включая бумагу, 38–42 шерсть, 43 полиэстер, 44 и хлопчатобумажная пряжа 45,46 использовались для капиллярная микронакачка, как показано на рис. В зависимости от пористости и других характеристик используемых материалов исходная заливка скорость потока Qi можно рассчитать как следует по уравнению Уошберна, 47 , если испарение, набухание материалов и внешнее тело такие силы, как гравитация, не учитываются: 45

    Qi(t)=∂V∂t=пористость⋅A⋅∂L∂t=пористость⋅A4(γcosθ)⋅Dµ⋅t,

    (1)

    куда Пористость — процент зазоров, которые могут быть заполнены жидкостью до общий объем пористого материала, A – площадь поперечного сечения путь потока пористого материала, γ — межфазное натяжение, θ — контактный угол между жидкостью и поверхность используемого пористого материала, D — эффективный капилляр диаметр, μ — вязкость жидкости, а k – параметр подвижности, связанный с характеристикой материалы и размеры пути потока, как показано в уравнении.(1). Соотношение Qi(t)=kt−12 была подтверждена в микрофлюидике с использованием микро- и нанокапилляров, особенно на коротких временные масштабы, что соответствует сценарию POCT.

    Как и предсказывает уравнение. (2), расход этот метод микронакачки не является постоянным во времени и задается при проектировании устройство, что означает, что скорость потока встроена после изготовления устройств. Также, в зависимости от пористости и размеров материала мертвый объем может варьироваться значительно. 35

    Б.Капилляры на основе твердых материалов

    До широкого распространения таких полимеров, как полидиметилсилоксан (ПДМС), 48,49 микрофлюидика в основном полагалась на твердые материалы, включая стекло 50 и кремний, 51,52 принятие соответствующие технологии изготовления из микроэлектроники. 53 По своей природе и стекло, и кремний гидрофильны и поэтому могут могут использоваться непосредственно для капиллярной микронакачки. 54,55 Кроме того, посредством влажной химической 56–58 или газофазной 59 обработки поверхности другие твердые материалы, такие как полимеры для литья микрофлюидных устройств также можно сделать гидрофильными. 24 показаны примеры капилляров на основе твердые материалы.

    В отличие от капилляров на основе пористых материалов, где жидкость всегда будет затекать по мере пока пористый материал является фильным для проб жидкости, с капиллярами на основе твердые материалы, это произойдет только тогда, когда путь потока представляет собой маленькую трубку или закрытый канал. 60 Если канал открыт для воздух или не полностью закрыт, критерий, вытекающий из закона Юнга, должен быть выполнен до может возникнуть начальный поток, 60

    где pf — периметр свободного или неограниченных поверхностей (где жидкость открыта воздуху), pw — периметр смачиваемой поверхностей в плоскости поперечного сечения канала (где находится фронт жидкости), а θ — контактный угол между жидкостью и поверхность твердого материала.Например, для прямоугольного канала шириной ш и высота х но без потолка критерий уравнение (3) можно записать как

    Следовательно, если ширина канала w слишком велика по сравнению с высотой h , течение может отсутствовать, даже если твердый материал является гидрофильным для жидкость пробы.

    Скорость потока для капилляров на основе твердых материалов можно рассчитать по уравнению. (2), как описано ранее, хотя параметр k нужно рассчитывать иначе для открытого канала; это производное уравновешивая свободную энергию системы по мере продвижения жидкости с гидродинамическим вязкое трение. 36 Таким образом, расчет обычно более сложен по сравнению со случаем закрытых каналов или капилляров на основе пористых материалов, но соотношение Qi(t)∼t−12 все еще держит. 37

    Расход для микронасоса с использованием капилляров на основе твердых материалов снова не постоянная, как и предсказывает уравнение (2) и не могут быть изменены после изготовления устройств. Однако есть преимущества по сравнению с капилляры на основе пористых материалов: (1) мертвый объем или минимально необходимая проба объем может быть значительно уменьшен, 61 (2) в закрытом канале загрязнение извне может быть сведено к минимуму, (3) скорость потока более воспроизводимы среди устройств благодаря более однородной поверхности. 60

    C. Проблемы пассивной микронакачки с использованием капиллярной силы

    Как упоминалось ранее, самая большая проблема для пассивной микронакачки с использованием капиллярная – это контроль потока и поддержание постоянной скорости потока. 62 В настоящее время основной подход к микронасосам основан на Капиллярная сила заключается в изменении размеров путей потока, чтобы получить больший контроль над поток. 37,63 Использование частичной поверхности процедуры для точной настройки капиллярной силы 64 и интеллектуальные конструкции, 62,65,66 последовательные потоки могут быть достигнуты автоматически в иммуноанализы 24,37,67,68 и молекулярные тесты 69–72 ().Также комбинации капилляров на основе эксплуатировались как на пористых, так и на твердых материалах: 73–82 закрытый микрожидкостные каналы сделаны из твердых материалов, чтобы использовать преимущества более контролируемый и повторяемый поток, тогда как пористые материалы используются на выходе для поглощать больше жидкости, тем самым увеличивая общую продолжительность микронакачки ().

    Примеры последовательных потоков, обеспечиваемых микронакачкой на основе капиллярной силы. (а) Микрожидкостное устройство из формованной бумаги для многоступенчатых последовательных потоков.(б) ПДМС микрожидкостное устройство, способное к предварительно запрограммированным последовательным потокам. (а) Воспроизведено с разрешение от Lutz et al. , лабораторный чип 11 , 4274 (2011). Авторские права принадлежат Королевскому химическому обществу, 2011 г. (b) Воспроизведено с разрешения Safavieh and Juncker, Lab Chip 13 , 4180–4189 (2013). Copyright 2013 Роял Общество химии.

    Пассивная микроперекачка с использованием капиллярной силы на основе как пористых, так и твердых материалы. (а) Микрожидкостное устройство с использованием капилляров на основе как твердых, так и пористых материалы для паттернирования белков и иммуноанализов.(b) Пассивные насосы для генерации контролируемый общий кровоток с использованием капилляров на основе как твердых, так и пористых материалы. (a) Воспроизведено с разрешения Pla-Roca and Juncker, Методы и протоколы биологических микрочипов . Copyright 2011 Гумана Нажимать. Спрингер Сайенс+Бизнес Медиа, ООО. (b) Воспроизведено с разрешения Сотудеган и др. , Лабораторный чип 19 , 3787–3795 (2019). Авторские права принадлежат Королевскому химическому обществу, 2019 г.

    Однако в обоих случаях расход по-прежнему непостоянен и не может быть изменен один раз устройства сделаны.Следует также отметить, что испарение может стать все более важно после первоначального заполнения жидкостями; испарение связано с открытым пространством жидкостей, температуры окружающей среды и уровня влажности. Таким образом, довольно сложно охарактеризовать скорость потока на основе испарения, хотя были предприняты некоторые попытки сделать так в микропрокачке 83,84 и непрерывный поток. 44,85

    III. ПАССИВНАЯ МИКРОНАСОСНАЯ СИСТЕМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗДУХА

    Основой микронасоса с использованием воздушной подачи является соответствующий материал: такой материал должен иметь либо хорошую растворимость в воздухе для сохранения вакуума или высокого давления, либо хорошую воздухопроницаемость проницаемость, позволяющая передавать вакуум или высокое давление в микрожидкостные каналы в контролируемым образом ().Чтобы быть более конкретным, на с одной стороны, если используемый материал обладает хорошей растворимостью в воздухе, воздух, растворенный внутри этого материал может быть дегазирован, когда он помещен в вакуум и, как только давление воздуха в увеличивается, этот дегазированный материал может повторно поглощать окружающий воздух. С надлежащим конструкция позволяет создавать вакуум внутри микрожидкостного канала и наоборот для высокого давления. Таким образом, вакуум или высокое давление могут быть сохранены в растворимом в воздухе материале. и использовался позже для микронакачки.С другой стороны, если материал имеет хороший воздух проницаемость, воздух, захваченный внутри микрожидкостного канала, может диффундировать в соседние пневматическая камера, в которой хранится вакуум; таким образом, создается отрицательное давление внутри микрожидкостный канал, и наоборот для высокого давления. Обоснование добавления воздухопроницаемая мембрана между микрожидкостным каналом и сохраненным давлением в пневматическая камера вместо того, чтобы напрямую соединять их, заключается в том, что скорость потока можно настроить с помощью геометрия и воздухопроницаемость мембраны вместо регулировки уровня давления.Кроме того, поскольку существует максимальная скорость потока воздуха, проходящего через мембрану, увеличение перепада давления выше определенного значения не приведет к увеличению расхода. Таким образом, мембрана также действует как регулятор потока, демпфируя колебания потока из-за колебания давления. 86 Есть уже опубликован обзорный документ о вакуумной микрофлюидике с использованием PDMS; 87 здесь, мы сосредоточимся больше на недавнем прогрессе и больше Общая концепция использования любого подходящего материала для пассивного воздушного транспорта. микронасос.

    Пассивная микронакачка с использованием переноса воздуха. (а) Воздушный перенос на основе растворимости в воздухе. (b) Воздушный перенос на основе воздухопроницаемости. Оба (а) и (б) показывают общее устройство конфигурации для вакуумной микрооткачки и одна для высокого давления. микронасос.

    A. Перенос воздуха на основе растворимости в воздухе

    Для пассивной микронакачки с использованием растворимости в воздухе, если все микрофлюидное устройство изготовленный из материала с хорошей растворимостью в воздухе, такого как PDMS, он сам по себе может функционировать как автономный вакуум или источник высокого давления.Обычно устройство дегазируют в вакууме. камере в течение соответствующего времени (> 15 мин) перед использованием, чтобы убедиться, что растворенный воздух вывезен. Как только дегазированное устройство снова подвергается воздействию воздуха, оно начинает реабсорбировать воздух. со всех поверхностей, включая встроенные микрожидкостные каналы, в результате чего создается вакуум, протянет пробу жидкости по микрожидкостным каналам. Скорость потока зависит от геометрия устройства, включая площадь поверхности канала и объем устройства, а также время ожидания перед добавлением жидкости и общее время с момента подвергался воздействию атмосферы, 87 и те же эффекты также применяются, если в устройстве сохраняется высокое давление. 88 Используя второй закон Фика диффузия, 88 мы можем получить аппроксимация скорости потока, предполагая, что проба жидкости добавляется сразу после дегазированное или находящееся под давлением устройство подвергается воздействию воздуха, а поток находится на микрофлюидном шкала,

    где S — общая площадь поверхности устройства, над которой может проходить воздух. диффузный, w — расстояние между поверхностью устройства и встроенный микрофлюидный канал, а τ — постоянная времени, связанная с геометрия микрожидкостного канала и коэффициент диффузии воздуха конкретного используемый материал.

    Как показано в уравнении (5), расход распадается сразу после контакта устройства с атмосферой, что затрудняет для достижения стабильного и постоянного потока. Кроме того, время ожидания перед добавлением жидкости зависит от оператора и неизбежно будет варьироваться, что приведет к различному расходу между тесты. Таким образом, основные области применения микронасосов, основанных на растворимости в воздухе, заключаются в случаях где постоянный или повторяющийся поток не является критическим. Здесь мы подытожили последние прогресс в этом типе пассивной микронакачки.Тоттори и Нисисако 89 сообщили о микрожидкостной системе, управляемой дегазацией. устройство с детерминированным боковым смещением, имевшее две различные конфигурации. Первая конфигурация была устройством с одним входом; характеристики было исследовано дегазационное течение через микростолбы, и оно было использовано для селективное обогащение частиц флуоресцентного полимера в зависимости от размера. Второй конфигурация представляла собой футлярно-вводное устройство, которое с успехом применялось для разделения лейкоциты от эритроцитов, демонстрируя высокую эффективность разделения ~96% и чистота ~87% [)].Шин и др. др. 90 также используется воздушный микронасос на основе растворимости PDMS для разделения плазмы [)]. Предлагаемое устройство функционировало как полностью интегрированный микрожидкостный диагностический прибор со встроенным пневматическим микрожидкостным контуром. Он может качать весь крови автономно, одновременно сортировать плазму крови и включать протеомный анализ плазмы крови. анализ на месте путем количественного определения тромбина в образцах крови с использованием аптамерного маяка в пределах 5  мин ввода образца. Фу и др. 91 сообщил об устройстве, использующем микронасос на основе растворимости в воздухе для заполнения массива микрокомпартментов для цифровой полимеразной цепной реакции (dPCR).Чип был сконструирован путем сэндвич-слоя PDMS, содержащего 10 000 микроотсеков. по 0,785 нл между двумя предметными стеклами. Чацимихаил и др. 92 сообщил о новом процессе изготовления какой рисунок металлического электрода может быть достигнут за счет вакуумного заполнения микрофлюидного канала геометрии с жидкими металлами. Лю и др. 88 продемонстрировал микрожидкостное устройство, использующее высокое давление хранится в PDMS для микронакачки []. В сравнении с микронасосом на основе вакуумированного PDMS, он может генерировать более высокую скорость потока, так как максимальная разница давлений больше не ограничивалась одной атмосферой, как в случае с вакуумная микрооткачка.Вискозиметр на основе микронасоса с использованием ПДМС под давлением. также было продемонстрировано в этой статье.

    Пассивная микроперекачка с использованием переноса воздуха на основе растворимости материалов в воздухе. (а) Микрожидкостные устройства, использующие вакуумную микрооткачку на основе растворимости в воздухе. (a-1) Микрожидкостное устройство, использующее детерминированный боковой поток, управляемый дегазацией, для разделение частиц. (a-2) Устройство для анализа крови, использующее пассивную микрооткачку на основе на растворимость ПДМС в воздухе. (b) Микронасос с избыточным давлением на основе воздуха растворимость ПДМС.(a-1) Воспроизведено с разрешения Тоттори и Нисисако, Anal. хим. 91 , 3093–3100 (2019). Copyright 2019 Американское химическое общество. (a-2) Воспроизведено с разрешения Shin et al. , Биосенс. Биоэлектрон. 133 , 169–176 (2019). Copyright 2019 Elsevier B.V. (b) Воспроизведено с разрешения Gervais et al. ., Biosens. Биоэлектрон. 27 , 64–70 (2011). Copyright 2011 Springer-Verlag GmbH Германия.

    Микронасосы из ПДМС, основанные на растворимости газа, постепенно теряют свою перекачивающую способность после дегазированный PDMS подвергается воздействию воздуха.Например, микронасос, основанный на этом методе, был сообщается, что длится всего около 60 минут после воздействия воздуха в типичном устройстве, сделанном из ПДМС. 93 Таким образом, необходимо увеличить продолжительность микропрокачки. Лю и др. 93 сообщили об использовании восковых покрытий на поверхности PDMS для увеличить продолжительность микропрокачки. В их конструкции были только входные отверстия устройства. подвергается воздействию атмосферы. Инкапсулированные устройства сохранили свою микронасосную способность. более 3 недель без источника вакуума или дополнительной упаковки.Песня и др. др. 94 продемонстрировал еще один метод с использованием парилена С в качестве слоя покрытия. По сравнению с воском парилен С имеет гораздо более низкую воздухопроницаемость. Таким образом, устройство с покрытием смогло сохранить свою микронасосную способность. более 30 дней. Кроме того, вакуум можно хранить непосредственно в герметичном пакете. содержащий микрожидкостное устройство. 95 В В этом случае проба жидкости добавляется поверх герметичных впускных отверстий, а затем с помощью иглы проколоть отверстия на входах через пробу жидкости.Таким образом, вакуум в микрожидкостном каналы будут тянуть поток к выходам. Так как весь мешок используется для вакуума хранение, материал микрофлюидного устройства больше не требуется для хорошего воздуха растворимость и, поскольку никакая поверхность не контактирует с воздухом во время процесса течения, продолжительность вакуумная микрооткачка теоретически будет бесконечной или продлится до тех пор, пока не устройство заполнено жидкостью. Однако скорость потока все равно не будет постоянной и, в зависимости от времени прокалывания отверстий между различными впускными отверстиями возможны различия. существуют между испытаниями.

    B. Перенос воздуха на основе воздухопроницаемости

    Как обсуждалось в гл. III A, пассивная микронакачка на основе растворимости в воздухе приводит к различным проблемам, в том числе непостоянным и переменным скорости потока между тестами. Одним из способов решения этих проблем является микронасос с использованием воздуха. перенос на основе воздухопроницаемости. Для этого типа микронасоса тонкая мембрана из материал с хорошей воздухопроницаемостью, такой как PDMS, используется для обеспечения переноса воздуха через мембрана. Как правило, микрожидкостные каналы находятся на одной стороне мембраны, а на другая сторона представляет собой пневматическую камеру с вакуумом или высоким давлением.Если вакуум хранится в пневматической камере, воздух будет диффундировать из микрожидкостного канала через мембрану в вакуумную камеру, и происходит микрооткачка на основе вакуума (и наоборот наоборот, если в пневматической камере сохраняется высокое давление). Скорость потока этого типа микронакачки можно вывести из закона Фика, 96

    Q(t)=kDCchamber−CmembraneCATMSw,

    (6)

    , где k — эмпирический коэффициент, включающий влияние вязкости перекачиваемого поток жидкости; Фис стационарный поток воздуха, диффундирующий в вакуумную камеру; Cмембрана и камера являются концентрации воздуха в мембране и пневмокамере соответственно; CATM – воздух концентрация атмосферы; Всего площадь поверхности, позволяющая воздуху диффундировать из микрожидкостных каналов, обозначаемая площадь диффузии; w – толщина мембраны между микрожидкостный канал и пневматическая камера.Отметим, что здесь объем микрожидкостные каналы ничтожно малы по сравнению с пневматической камерой, используемой для хранение давления и, следовательно, количество воздуха, передаваемого из микрожидкостных каналов в пневматическая камера также незначительна. В результате Cmembrane и Cchamber могут быть считается постоянным в процессе микронакачки. Следовательно, как и предсказывает уравнение (6), если площадь диффузии S и толщина мембраны w фиксированы, скорость потока Q постоянна большую часть времени при заполнении жидкостью микрожидкостных каналов. 97

    Существуют различные способы сохранения давления в пневматической камере на одной стороне мембрана; здесь мы подытожили недавний прогресс в этой области. Ван и др. др. 98 сообщил об объявлении hoc тип микронасоса на основе вакуума, в котором камера со встроенной мембраной PDMS может быть добавлена ​​​​поверх микрожидкостного выхода []. Скорость потока была постоянной большую часть времени. время заполнения образца жидкостью, и этот метод микронакачки может быть легко адаптирован для использования практически в любом типе микрофлюидных устройств.Ву и др. 99 продемонстрировал устройство для микрожидкостной ПЦР с использованием микрооткачки, основанной на высоком давлении, с газопроницаемым трубопроводом в качестве мембрана []. Обратите внимание, что здесь скорость потока непостоянна и уменьшается с уменьшением высокого давления, создаваемого в пневматическая камера; в этом случае шприц рассчитан также на утечку из канала. Используется спиральный канал с радиусом, уменьшающимся от внешних окружностей к внутренним окружностям, так что потоку требуется одинаковое количество времени, чтобы заполнить каждый круг.Таким образом, ПЦР на основе можно реализовать термоциклирование.

    Пассивная микронакачка с использованием переноса воздуха на основе воздухопроницаемости материалы. (а) Вакуумное микронасосное устройство на основе воздухопроницаемости ПДМС мембрана. (b) Микронасосное устройство с приводом от высокого давления, основанное на воздухопроницаемости силиконовой трубки для ПЦР. (а) Из Wang et al. , Микромашины 10 , 543 (2019) Copyright 2012 Автор(ы), лицензия Creative лицензия Commons Attribution (CC BY); (b) Воспроизведено с разрешения Wu et. др., Аналитик 137 , 983–990 (2012). Copyright 2012 Королевское общество химии.

    Как и в случае микронасоса с использованием растворимости в воздухе, пневматическая камера для Резервуар под давлением в этом типе микроперекачки должен быть надлежащим образом герметизирован, чтобы предотвратить потерю давления при длительном хранении. Однако при использовании ручного шприца 97–99 этап упаковки можно упростить. избегали. Более того, этот тип микронакачки не страдает такими проблемами, как короткое замыкание. продолжительность откачки и переменный расход.Самое главное, как и предсказывает уравнение. (6), скорость потока для этого типа пассивного микропрокачка постоянна большую часть времени во время заполнения жидкостью микрожидкостного каналов, чего трудно добиться в других видах пассивной микронакачки.

    C. Проблемы пассивной микрооткачки с использованием переноса воздуха

    Как обсуждалось ранее, при микрооткачке, основанной на растворимости в воздухе, скорость потока не постоянным и трудно контролируемым. Это похоже на проблемы, возникающие в микронасосы, основанные на капиллярной силе.Преимущество воздушных методов транспортировки заключается в том, что поверхность не обязательно должна быть гидрофильной, что важно, когда в качестве основы используется ПДМС. строительный материал. Однако требуется дополнительная стадия дегазации, которая является подходящей. упаковка для предотвращения утечки давления при длительном хранении. Эти проблемы могут быть решается микронакачкой на основе воздухопроницаемости, особенно при переносном давлении используется такой источник, как ручной шприц. Как показано уравнением. (6), скорость потока постоянна и может быть легко регулируется путем изменения площади диффузии или толщины мембраны.Один недостаток, что также довольно часто встречается в пассивной микронасосной технике, заключается в том, что скорость потока устанавливается после устройства сделаны. Более того, как и предсказывает уравнение (6) скорость потока не одинакова для всех типов жидкостей; она варьируется в зависимости от свойства жидкости, такие как вязкость и поверхностное натяжение.

    IV. ПАССИВНАЯ МИКРОНАСОСНАЯ ПОДАЧА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАВЛЕНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННО БЕЗ ПЕРЕДАЧИ ВОЗДУХА

    Помимо рассмотренных ранее методов, использующих перекачку воздуха для обеспечения контролируемая скорость потока, давление может быть использовано непосредственно для пассивной микроперекачки на основе сила тяжести жидкостей, поверхностное натяжение жидкостей, источник давления, хранящийся в герметичной камере например, воздушный шар, и давление, оказываемое руками пользователя ().

    Пассивное микронагнетание с прямым использованием давления без подачи воздуха. (а) Микрофлюидный устройство, использующее микронасос, управляемый гидростатическим давлением. (б) Микрожидкостные устройства на основе ручная сила для пассивной микронакачки. (b-1) Сеть микрофлюидного потока, управляемая пальцем устройство. (b-2) Крышка с насосом, изготовленная с помощью 3D-печати для создания позитива и негатива давления для микрожидкостных применений. (b-3) Микропипетка на основе капель микрофлюидика. Масштабная линейка 200  μ м. (а) Воспроизведено с разрешения Ван и др. , Лабораторный чип 18 , 2167–2177 (2018). Copyright 2018 Королевское химическое общество. (b-1) Воспроизведено с разрешения Li et др. , Лабораторный чип 12 , 1587–1590 (2012 г.). Copyright 2012 Королевское общество химии. (b-2) Воспроизведено с разрешения Begolo et al. , Лаборатория Чип 14 , 4616–4628 (2014). Авторские права принадлежат Королевскому химическому обществу, 2014 г. (б-3) Воспроизведено с разрешения Langer et al. , Биомикрофлюидика 12 (4), 044106 (2018).Copyright 2018 ООО «АИП Паблишинг».

    Гравитация существует везде, и интуитивно понятно использовать гравитацию жидкостей или гидростатическое давление непосредственно для пассивной микронакачки. Задача состоит в том, что для микрофлюидике объем образцов обычно довольно мал (нанолитр- в микролитрах), что обычно делает плотность жидкостей незначительной по сравнению с другими сил, таких как поверхностное натяжение. Однако благодаря продуманному дизайну или сочетанию с другими методами сила тяжести использовалась для пассивной микронакачки: путем точной настройки высоты и увеличивая объем жидкости на входе, можно достичь различных расходов 100–102 [].Точно так же, регулируя угол наклона микрожидкостного устройство, могут быть созданы различные скорости потока; исследователи пытались использовать этот подход для иммуноанализов. 103 Кроме того, гравитация сочетается с капиллярной силой в иммунологических анализах, таких как ELISA, с использованием стандартного 96-луночный формат. 104

    Поверхностное натяжение, зависящее от размера капли, также можно использовать для пассивного микронасос: 105,106 если два капли соединены замкнутым микрожидкостным каналом, заполненным жидкостью, капля с меньший диаметр будет иметь более высокое поверхностное натяжение по сравнению с более крупной каплей на другой конец канала.Эта разница в поверхностном натяжении между каплями приводит к поток от меньшей капли к большей. Хотя сила накачки, создаваемая в этот способ относительно невелик, он использовался для культивирования клеток. 107

    И последнее, но не менее важное: интеллектуальные конструкции позволяют пользователю применять давление для пассивного микронакачка рукой []. слипчип, где жидкости перемещаются вручную путем скольжения двух стеклянных пластин с микрокамерами по друг друга, было продемонстрировано, что они являются мощным инструментом для иммунологических анализов, молекулярных тестов, и различные химические тесты. 108–110 Аналогично, «сжатие-чип», когда поток приводится в действие с помощью пальцы, чтобы протолкнуть мягкую микрожидкостную камеру, использовалась для сложного потока контроль 111 [)]. Даже если сжать воздушный шар, наполненный воздухом, под высоким давлением. источник может обеспечить контролируемый поток в микрожидкостных каналах. 112 Помимо высокого давления, для отведите поток, вручную сжимая резиновую камеру односторонним пассивным клапаном. 113 Микрооткачка на основе вакуума или высокое давление было продемонстрировано путем вытягивания или толкания трехмерного (3D) напечатанного крышка герметичной камеры 114 [)].Микропипетки также можно использовать для приготовления каплями напрямую без необходимости использования сложных насосов 115 [)].

    V. ПАССИВНАЯ МИКРОНАКАЧКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРУГИХ МЕТОДОВ

    Помимо рассмотренных выше методов, существует много других пассивных методов микронакачки. на основе различных механизмов. В целом, эти методы не так хороши, как описанные выше, но у них есть свои ниши, и они могут вдохновить читателей на поиск новых способов достижение пассивной микронакачки для POCT.

    Одним из примеров является микроперекачка с использованием химикатов, как описано в одном хорошем обзоре. документы 29 116 []. Здесь мы только резюмируем основанные на химии пассивные методы микропомпы, подходящие для POCT. Хорошие примеры включают методы микронакачки. на основе давления диффузии и осмоса, когда химические вещества внедряются непосредственно в поток каналы. 117 118 Катализаторы и ферменты также могут быть использованы для дальнейшего усиления потока 119–123 [)]. В качестве альтернативы, если хранящиеся химические вещества реагируют и выделяют тепло при определенных условиях они могут быть использованы для формирования термоградиентов для управления циркулирующим потоком. между источником тепла и холодным концом. 124 125 Если в результате химических реакций может образоваться газ, их можно использовать в качестве источника высокого давления для продвижения потока проб жидкости 126–128 [)]. Наряду с упомянутыми здесь химическими методами существует хороший обзор микронакачки с использованием пузырьков газа. 129 Кроме того, если электроэнергию можно производить одновременно с либо тепло, либо газ, как в случае топливных элементов, затем электрические измерения и анализ может выполняться так же, как и микронакачка, с использованием вырабатываемой электроэнергии 130,131 [)].Точно так же электрофорез, электроосмос и даже электросмачивание на основе аккумуляторов также можно рассматривать методы микронасоса с использованием химических веществ, но это не пассивные методы. Некоторые хорошие существующие обзорные документы охватывают эти области. 18 132 Общие требования к этому типа микронасоса, подходящего для POCT: (1) химические вещества безопасны и остаются стабильны перед использованием и (2) химикаты могут быть упакованы достаточно компактно, чтобы поместиться в устройства.

    Пассивная микронакачка с использованием других методов.(а) Микрожидкостные устройства на основе химия для пассивной микронакачки. (a-1) Самоорганизация жидкостей в мультиферментная насосная система. (a-2) Микронасос на основе химической реакции, использующий газ для портативная микрофлюидика. (a-3) Микрожидкостная платформа на топливных элементах, использующая химическое реакция для микронакачки на основе газа и измерения на основе электричества. (б) Микрожидкостные устройства, использующие магнит для пассивной микронакачки. (b-1) 3D-печать микрофлюидный преконцентратор, использующий магнитную силу. (b-2) Микрожидкостное устройство на основе магнитофоретический контроль капель воды в объеме феррожидкости.(a-1) Воспроизведено с разрешение Maiti et al. , Ленгмюр 35 , 3724–3732 (2019). Copyright 2019 Американское химическое общество. (a-2) Воспроизведено с разрешения Хороший и др. Lab Chip 6 , 659–666 (2006). Авторское право 2006 Королевское химическое общество. (a-3) Воспроизведено с разрешения Esquivel et др. , Лабораторный чип 12 , 74–79 (2012). Copyright 2012 Королевское общество Химия. (b-1) Воспроизведено с разрешения Park et al., Дж. микробиол. Методы 132 , 128–133 (2017). Copyright 2017 Elsevier B.V. (b-2) Воспроизведено с разрешения Katsikis et al. , Мягкая материя 14 , 681–692 (2018). Авторские права принадлежат Королевскому химическому обществу, 2018 г.

    Другим примером является пассивная микронакачка с использованием магнитного поля []. Если пробы жидкостей предварительно смешаны с магнитными частицами, вдоль пути потока можно разместить магнит, чтобы притягивать магнитные частицы, которые, в свою очередь, будет тянуть поток жидкости вперед 133,134 [)].Если Несущая фаза изготовлена ​​из феррожидкостного масла и не смешивается с пробными жидкостями. движения феррожидкостного масла можно использовать для контроля жидкости образца 135 [)]. В качестве альтернативы магнит можно перемещать вручную или автоматически, чтобы контролировать движение жидкости, как описано в двух хороших обзорных статьях. 136 137

    VI. ОБСУЖДЕНИЕ И ПРОГНОЗ

    дает краткое сравнение основных пассивные методы микронакачки. Для POCT было разработано и протестировано множество других методов. как обсуждалось в гл.IV. По сравнению с активной сцеживанием методы, такие как шприцевые насосы или нагнетательные насосы, где можно хорошо настроить скорость потока независимо от конструкции микрожидкостных устройств или свойств жидкостей, большинство пассивные методы микронакачки по-прежнему страдают от проблем с контролем потока. Например, скорость потока могут быть установлены после изготовления устройства, а свойства жидкостей могут влиять на расход показатель. Однако преимущества пассивной микронакачки, к которым относятся простота, легкость Использование и низкая стоимость делают его лучшим выбором для POCT.В этом разделе мы суммируем важные аспекты применения пассивной микронасосной терапии для POCT и дайте краткий обзор перспективы.

    ТАБЛИЦА I.

    Сравнение методов пассивной микронакачки с использованием капиллярной силы, переноса воздуха на основе растворимости в воздухе и воздухопроницаемости, а также прямого давления без переноса воздуха, соответственно.

    Пассивный micropumping метод Интеграция Операция управления скоростью потока Постоянный поток
    Капиллярная сила Easy Easy Hard Нет
    воздуха растворимость Easy Easy Medium No NO
    Medium Легко Легко Легко Да
    Прямое давление Средний Средний Средний

    А.Предотвращение обратного потока на входе

    Обратный поток — это уникальная проблема, возникающая при небольших объемах различных типов жидкостей. загружаются непосредственно более чем на два входа микрофлюидного устройства. Помимо обратного потока, также могут возникать перекрестные помехи потока и асинхронная накачка. Все эти проблемы вызваны перепадом давления на каждом входе, который зависит от свойств жидкостей, включая загруженный объем, поверхностное натяжение, вязкость и плотность. 138,139 На основании уравнений поверхностного натяжения и сила тяжести, встроенное давление Pi жидкости при удельном на входе можно записать как 139

    , где σ — поверхностное натяжение жидкости. загружается на входе, ч — высота выпуклого мениска жидкости на входе, а r — радиус сферической шапки жидкости, который можно принять равным радиусу входного резервуара.Как предсказывает уравнение. (7), чтобы предотвратить обратный поток, конструкция с уравновешиванием давления необходима для обеспечения надежной загрузки образца в пассивном режиме. микронасос. Ким и др. 140 сообщается о конструкциях для выравнивания давления, которые непосредственно два входа для проб с крошечной перемычкой. Чжай и др. 141 использовали капиллярный поток для баланс давления и внедрил надежный подход микросмешивания для микроперекачки с сохраненный вакуум. Надежная загрузка образца и портативная микронакачка устройства были подтверждается его способностью работать как с похожими жидкостями, такими как пробы воды, так и разнородные жидкости, такие как искусственная кровь и сыворотка с антителами для определения группы крови.Ву и др. 142 сообщил о схема выравнивания давления, в которой масла подавались непосредственно на вход каждого образца для компенсировать перепады давления, не влияя на образцы. В их работе использовался силикон. Стратегия балансировки давления на масляной основе для обеспечения идентичного и стабильного формирования градиента в каждой из восьми единиц хемотаксиса.

    B. Регулятор расхода

    Расход обычно зависит от типа жидкости, в зависимости от свойства пассивная микронакачка. Умный дизайн может быть использован для уменьшения этого отклонения.Иль и др. 143 сообщил о хороший пример, в котором микрофлюидный канал имел переменное гидравлическое сопротивление в зависимости от давления микропрокачки через пассивную микрожидкостную структуру. Если скорость потока слишком высока, гидравлическое сопротивление канала будет увеличиваться, что в очередь уменьшит скорость потока, и наоборот. Основываясь на схожих идеях, различные потоки разработаны регуляторы для микрофлюидных устройств. 144–146 Интересно, добавление пассивной стойки структур в микрожидкостных каналах было достаточно, чтобы контролировать скорость потока двух потоков следуя парадоксу Браесса, не зависит от давления накачки. 147

    C. Долговечность

    Чтобы соответствовать критериям ASSURED для POCT, необходимо учитывать долговечность устройств. Особенно для устройств, которые полагаются на сложные химические анализы, надлежащее изготовление и хранение необходимо для поддержания функциональных анализов и насосных механизмов в полевых условиях. Приложения. Разложение реагентов является одной из основных причин ненадежных результатов испытаний. и во многом зависит от таких факторов, как освещенность, температура хранения, влаги и химических добавок.Предыдущие успешные приложения, такие как глюкометры и тест-полоски на беременность продемонстрировали методы, которые пассивное сцеживание микрожидкостное сообщество может принять. Эти методы включают печать и ламинирование для предотвратить воздействие света или влаги, химию поверхности и подложки для точного сигнала генерация, химические стабилизаторы для поддержания функции реагентов и выбор надлежащих методы считывания сигналов. 148 Конечно, уже внедрены инновации для повышения долговечности химических реагентов в микрофлюидике.Например, SHERLOCK (Specific High-Sensitivity Enzymatic Reporter). Разблокировка), CRISPR (сгруппированные регулярно расположенные короткие палиндромные повторы) латерально проточная микрожидкостная платформа для обнаружения нуклеиновых кислот, используемая для лиофилизации в жидкости азот для иммобилизации реакционных реагентов на устройстве вместо использования обычных распылительная сушка для обеспечения стабильности реагентов. 149 150 Эта технология сублимационной сушки также позволила создать холодовую цепь автономность и длительное хранение. Эта платформа была успешно использована для обнаружения вируса Зика и вируса денге в образцах пациентов в районах с ограниченными ресурсами. 151

    Для различных пассивных микронасосных устройств также требуются особые условия хранения. сохраняют свою насосную функцию. Специально для устройств с автономным питанием на основе воздуха свойство растворимости PDMS, дегазированный или находящийся под давлением PDMS должен быть запечатан, чтобы сохранить его функционировать до момента использования. Например, SIMPLE (автономный интегрированный микрожидкостный недорогая, доступная по месту оказания медицинской помощи) микросхема, разработанная группой Люка Ли, должна быть запечатана в алюминиевые вакуумные упаковки сразу после изготовления и вакуумирования. 152 Чипы SIMPLE могут перекачивать жидкость обычно после упаковки в вакуумные пакеты не менее 3 лет.

    D. Многофазная микрофлюидика

    В отличие от систем с непрерывным потоком, многофазная микрофлюидика или капельная микрофлюидика фокусируются на создании крошечных дискретных объемов с использованием несмешивающихся фаз. Капельная микрофлюидика позволяет параллельно проводить большое количество реакций в пределах от нанолитров до капли фемтолитрового масштаба. Его применение в анализе отдельных клеток 153,154 и цифровом обнаружении 155 произвело революцию в химических и биологических исследованиях.Однако большинство многофазных микрофлюидных устройств работают с использованием активных внешние средства управления, такие как шприцевой насос, 156 центрифугирование, 157 давление, 158 диэлектрическое электросмачивание, 159 или пневматические клапаны. 160 Некоторый прогресс есть было сделано при использовании пассивной микронакачки для генерации капель. Например, Ким и др. 161 сообщили генерация капель с использованием газопроницаемости PDMS. Они успешно создали капель приблизительно через 180 мин, с максимальной объемной скоростью 14 нл/с и каплей частота генерации 6 Гц при 45 мин, когда микрофлюидное устройство дегазировалось в течение 1 ч.показывает еще один пример пассивных микронасосов в многофазной микрофлюидике, где микропипетки используются для непосредственного использования давления без переноса воздуха. Пропускная способность и однородность генерируемой капли аналогичны по сравнению с полученными традиционными методами нагнетания под давлением. Однако вызов здесь заключается не только в том, как пассивно генерировать капли, но и в том, как использовать пассивно сгенерированные капли для приложений без внешнего источника питания. В цифровой ПЦР 155 и секвенировании одноклеточной РНК 153 154 , где капельная микрофлюидика фундамент, анализ капель требует внешнего источника питания для генерации точно нагревать или считывать сигнал со сложными настройками.В меру наших известно, есть несколько отчетов о том, как пассивно использовать капли для приложений POCT. Исследователям, занимающимся микрогидродинамикой на основе пассивных микронасосов, рекомендуется посвятить больше усилий по внедрению многофазной микрофлюидики в область POCT.

    АВТОРСКИЕ ВКЛАДЫ

    L.X. и К.В.О. задумал идею и план статьи. Л.Х., А.В. и С.Л. написал рукопись. А.В. и Х.Л. способствовал написанию гл. III, IV и VI. Все авторы прочитали и одобрили рукопись.

    ПРИЗНАТЕЛЬНОСТЬ

    Мы благодарим AIP Publishing за редактирование нашего обзора.

    НАЛИЧИЕ ДАННЫХ

    Совместное использование данных не применимо к этой статье, поскольку в ней не создавались и не анализировались новые данные. эта учеба.

    ЛИТЕРАТУРА

    1. Сиа С. К. и Крика Л. Дж., «Микрофлюидика и местное лечение». тестирования», Lab Chip 8 (12), 1982–1983 гг. (2008). 10.1039/b817915h [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]2. Ван П. и Крика Л. Дж., «Текущие и новые тенденции в технологии и стратегии по месту оказания медицинской помощи для клинической валидации и реализации», клин.хим. 64(10) 1439–1452 (2018). 10.1373/clinchem.2018.287052 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]3. Ягер П. и др., «Микрофлюидные диагностические технологии для глобального общественного здравоохранения», Природа 442(7101), 412–418 (2006). 10.1038/nature05064 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]4. Дэвид Иссадор Р. М. В., «Уход за больными диагностика на чипе», в биологических и медицинских Физика, биомедицинская инженерия (Спрингер, Берлин, 2013). [Google Академия]5. Жерве Л., Де Рой Н. и Деламарш Э., «Микрожидкостные чипы для иммунодиагностика по месту оказания медицинской помощи», Adv.Матер. 23(24), h251–h276 (2011). 10.1002/adma.201100464 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]6. Чин С. Д., Линдер В. и Сиа С. К., «Коммерциализация микрожидкостных диагностические приборы для оказания медицинской помощи», Lab Chip 12 (12), 2118–2134 гг. (2012). 10.1039/c2lc21204h [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]8. Buser J.R., Holstein C.A. и Ягер П., «Микрофлюидная диагностика для Настройки с низким уровнем ресурсов: улучшение глобального здоровья без шнура питания», в Микрофлюидика для медицинских применений (Королевское химическое общество, 2015 г.), Глава.8, стр. 151–190. [Google Академия]9. Чин С. Д., Линдер В. и Сиа С. К., «Устройства Lab-on-a-Chip для глобальных здоровье: прошлые исследования и будущие возможности», Лаборатория Чип 7(1), 41–57 (2007). 10.1039/B611455E [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]11. Наяк С. и др., «Интеграция поведения пользователей с технический дизайн диагностических устройств для оказания медицинской помощи: теоретические основы и эмпирические данные», Lab Chip 19 (13), 2241–2255 гг. (2019). 10.1039/C9LC00188C [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]12.Сент-Джон А. и Прайс С. С., «Существующие и формирующиеся технологии для тестирования по месту оказания медицинской помощи», Clin. Биохим. преп. 35(3), 155–167. (2014). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]13. Хитцблек М. и Деламарш Э., «Реагенты в микрофлюидике: Вызов «в» и «вне», Chem. соц. преп. 42(21), 8494 (2013). 10.1039/c3cs60118h [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]14. Лазер Д. Дж. и Сантьяго Дж. Г., «Обзор микронасосы», J. Micromech. Микроангл. 14(6), Р35–Р64 (2004). 10.1088/0960-1317/14/6/R01 [CrossRef] [Google Scholar]15.Ван Ю.-Н. и Фу Л.-М., «Микронасосы и биомедицинские приложения — обзор», Microelectron. англ. 195, 121–138 (2018). 10.1016/j.mee.2018.04.008 [CrossRef] [Google Scholar] 16. Дас П.К. и Хасан А.Б.М. Т., «Механические микронасосы и их приложения: обзор», AIP Conf. проц. 1851(1), 020110 (2017). 10.1063/1.4984739 [CrossRef] [Google Scholar] 17. Стромайер О. и др., «Центробежные микрожидкостные платформы: Усовершенствованные операции и приложения», Chem. соц. преп. 44(17), 6187–6229 (2015). 10.1039/C4CS00371C [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]18. Самей Э., Табризян М. и Хурфар М., «Обзор цифровых микрофлюидика как портативная платформа для лабораторных приложений на чипе». Лабораторный чип 16 (13), 2376–2396. (2016). 10.1039/C6LC00387G [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Ян Дж. и др., «Платформы обнаружения для тестирование по месту оказания медицинской помощи на основе колориметрического, люминесцентного и магнитного анализа: A обзор», Таланта 202, 96–110 (2019). 10.1016/j.talanta.2019.04.054 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]20.ден Дулк Р. К. и др., «Магнитокапиллярный клапан для комплексная очистка и обогащение нуклеиновых кислот и белков», Лабораторный чип 13(1), 106–118 (2013). 10.1039/C2LC40929A [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]21. Шмид Л. и др., «Новые поверхностные акустические волны (SAW)-управляемая закрытая проточная камера PDMS», Microfluid. Наножидкость. 12(1–4), 229–235 (2012). 10.1007/s10404-011-0867-5 [CrossRef] [Google Scholar]22. Набави М., «Установившееся и нестационарное течение анализ в микродиффузорах и микронасосах: критический обзор», Микрофлюид.Наножидкость. 7(5), 599–619. (2009). 10.1007/s10404-009-0474-x [CrossRef] [Google Scholar]23. Но Х. и Филлипс С. Т., «Измерение капиллярного потока жидкостей в бумажных микрожидкостных устройствах», Анал. хим. 82(10), 4181–4187 (2010). 10.1021/ac100431y [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]24. Сафавие Р. и Юнкер Д., «Капилларики: предварительно запрограммированные, микрожидкостные схемы с автономным питанием, построенные из капиллярных элементов». Лабораторный чип 13(21), 4180–4189 (2013). 10.1039/c3lc50691f [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25.Лутц Б. Р. и др., «Двумерные бумажные сети: Программируемые гидравлические разъединители для многоступенчатых процессов в фасонных изделиях. бумага», Лабораторный Чип 11(24), 4274 (2011). 10.1039/c1lc20758j [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]26. Гекче О. и др., «Самообъединяющиеся потоки в микрофлюидика для импульсной доставки реагентов», Природа 574 (7777), 228–232 (2019). 10.1038/s41586-019-1635-z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]27. Юнг В. и др., «Инновационная система «от образца к ответу». полимерная лаборатория на чипе с резервуарами на чипе для POCT стимуляции щитовидной железы гормона (ТТГ)», Lab Chip 13(23), 4653–4662 (2013).10.1039/c3lc50403d [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]28. Дерда Р. и др., «Обеспечение развития и развертывание диагностики следующего поколения в местах оказания медицинской помощи», PLoS Халатное отношение. Троп. Д. 9(5), e0003676 (2015). 10.1371/journal.pntd.0003676 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]29. Чжоу С. и др., «Химические насосы: обзор химические микронасосы», Lab Chip 16 (10), 1797–1811 гг. (2016). 10.1039/C6LC00032K [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]30. Айверсон Б.Д. и Гаримелла С.В., «Последние достижения в микромасштабные насосные технологии: обзор и оценка». Микрофлюид. Наножидкость. 5(2), 145–174 (2008). 10.1007/s10404-008-0266-8 [CrossRef] [Google Scholar]31. Лагалли Э., Микрофлюидика и Нанотехнология биозондирования до предела одной молекулы (CRC Press, 2014). [Google Академия] 32. Цай Н.-К. и Сью С.-Ю., «Обзор доставки лекарств на основе МЭМС. и системы дозирования», Sens. Actuators A 134(2), 555–564. (2007). 10.1016/j.sna.2006.06.014 [CrossRef] [Google Scholar]33.Де Волдер М. и Рейнартс Д., «Пневматические и гидравлические микроприводы: обзор», J. Micromech. Микроангл. 20(4), 043001 (2010). 10.1088/0960-1317/20/4/043001 [CrossRef] [Google Scholar]34. Циммерманн М. и др., «Капиллярные насосы для автономных капиллярные системы», Lab Chip 7(1), 119–125 (2007). [PubMed] [Google Scholar] 35. Бережнов В., Джилали Н. и Синтон Д., «Методы лаборатории на кристалле для изучение переноса в пористой среде: энергетические приложения», Лабораторный чип 8(5), 689 (2008). 10.1039/b802373p [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]36.Ян Д. и др., «Динамика капиллярного течения в открытые микроканалы», J. Phys. хим. С 115 (38), 18761–18769. (2011). 10.1021/jp2065826 [CrossRef] [Google Scholar]37. Оланреваю А. и др., «Капиллярная микрофлюидика в микроканалы: от микрожидкостных сетей к капиллярным цепям». Лабораторный чип 18(16), 2323–2347 (2018). 10.1039/C8LC00458G [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]38. Йетисен А. К., Акрам М. С., Лоу С. Р., «Микрожидкостные бумажные диагностические приборы для оказания медицинской помощи», Lab Chip 13(12), 2210–2251 (2013).10.1039/c3lc50169h [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]39. Тиан Т. и др., «Интегрированные бумажные микрожидкостные устройства для тестирования в местах оказания медицинской помощи», Анал. Методы 10 (29), 3567–3581 (2018). 10.1039/C8AY00864G [CrossRef] [Google Scholar]40. Ямада К. и др., «К практическому применению бумажная микрофлюидика для медицинской диагностики: современное состояние и вызовы», Lab Chip 17 (7), 1206–1249 гг. (2017). 10.1039/C6LC01577H [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]41. Гольштейн С. А. и др., «Иммобилизация аффинных белков на нитроцеллюлоза: набор инструментов для разработчиков бумажных анализов». Анальный.Биоанал. хим. 408 (5), 1335–1346 гг. (2016). 10.1007/s00216-015-9052-0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]42. Мартинес А. В., Филлипс С. Т. и Уайтсайдс Г. М., «Трехмерный микрожидкостные устройства, изготовленные из многослойной бумаги и ленты». проц. Натл акад. науч. США. 105 (50), 19606–19611 (2008). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]43. Нилгаз А., Баллерини Д. Р. и Шен В., «Исследование микрофлюидных устройства на основе мультифиламентных нитей и текстиля: обзор». Биомикрофлюидика 7(5), 051501 (2013).10.1063/1.4820413 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]45. Сафавие Р., Чжоу Г. З. и Юнкер Д., «Микрофлюидика из пряжи». и узлы: от фундаментальных свойств к простым сетям и операций», Lab Chip 11 (15), 2618–2624. (2011). 10.1039/c1lc20336c [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]46. Син С., Цзян Дж., Пан Т., «Межфазный микрожидкостный транспорт». на супергидрофобном текстиле с микроузором», Lab Chip 13 (10), 1937–1947 гг. (2013). 10.1039/c3lc41255e [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]47.Уошберн Э. В., «Динамика капиллярного поток», физ. преп. 17(3), 273–283. (1921). 10.1103/PhysRev.17.273 [CrossRef] [Google Scholar]48. Даффи Д.К. и др., «Быстрое прототипирование микрожидкостных системы в поли(диметилсилоксане) // Анал. хим. 70 (23), 4974–4984. (1998). 10.1021/ac980656z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]49. Берри С. Б. и др., «Инкубация и разделение капель в открытые микрожидкостные каналы», Anal. Методы 11(35), 4528–4536 (2019). 10.1039/C9AY00758J [CrossRef] [Google Scholar]50.Ченг С. Б. и др., «Разработка многоканального система микрожидкостного анализа, использующая аффинный капиллярный электрофорез для иммуноанализ», Анал. хим. 73 (7), 1472–1479 гг. (2001). 10.1021/ac0007938 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]51. Юнкер Д. и др., «Автономный микрофлюидный капиллярный система», Анал. хим. 74(24), 6139–6144 (2002). 10.1021/ac0261449 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]52. Хитцблек М., Жерве Л. и Деламарш Э., «Контролируемое высвобождение реагентов в капиллярной микрофлюидике с использованием интеграторов реагентов», Лабораторный чип 11(16), 2680–2685 (2011).10.1039/c1lc20282k [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]53. Нгуен Н.-Т., Хуан С. и Чуан Т. К., «МЭМС-микронасосы: А обзор», J. Fluids Eng. 124(2), 384–392 (2002). 10.1115/1.1459075 [CrossRef] [Google Scholar]54. Жерве Л., Хитцблек М. и Деламарш Э., «Капиллярный мультипараметрические микрожидкостные чипы для одноэтапных иммуноанализов», Биосенс. Биоэлектрон. 27(1), 64–70 (2011). 10.1016/j.bios.2011.06.016 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]55. Жерве Л. и Деламарш Э., «К одному шагу иммунодиагностика на месте с использованием капиллярной микрофлюидики и PDMS подложки», Lab Chip 9(23), 3330–3337 (2009).10.1039/b
  • 3g [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]56. Чжан С. и др., «Микрожидкостные устройства ПЦР для ДНК амплификация», Биотехнолог. Доп. 24(3), 243–284. (2006). 10.1016/j.biotechadv.2005.10.002 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]57. Ву З. и Хьорт К., «Модификация поверхности PDMS с помощью градиент-индуцированная миграция встроенного плюроника», Лаборатория Чип 9 (11), 1500–1503 гг. (2009). 10.1039/b
  • 1a [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]58. Солнце Х. и др., «Общая поверхность микрочипа подход к модификации с использованием полимерной резистивной пленки с центрифугированием, легированной гидроксипропилом целлюлоза», Lab Chip 9(7), 949–953. (2009).10.1039/B815069A [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]59. Йонссон С. и др., «Химия силан-декстран на боковых проточные полимерные чипы для иммуноанализа», Lab Chip 8 (7), 1191–1197. (2008). 10.1039/b800297e [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]61. Кокаль Т. и др., «Автономный впитывающий микрожидкостный насос с жидкостной инкапсуляцией: ПРОСТО», Lab Chip 14(22), 4329–4333 (2014). 10.1039/C4LC00920G [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]62. Вестад Т., Марр Д. В. М. и Оки Дж., «Управление потоком для микрожидкостные системы с капиллярной накачкой», J.микромех. Микроангл. 14 (11), 1503–1506 гг. (2004). 10.1088/0960-1317/14/11/010 [CrossRef] [Google Scholar]63. Лутц Б. Р. и др., «Двумерные бумажные сети: Программируемые гидравлические разъединители для многоступенчатых процессов в фасонных изделиях. бумага», Лабораторный Чип 11(24), 4274–4278 (2011). 10.1039/c1lc20758j [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]64. Сук Дж. В. и Чо Дж.-Х., «Управление капиллярным потоком с использованием гидрофобные узоры», J. Micromech. Микроангл. 17(4), N11–N15 (2007). 10.1088/0960-1317/17/4/N01 [CrossRef] [Google Scholar]65.Фу Э. и Пол Ягер Б.Л., «Двумерная бумага сети для автоматизированных многоэтапных процессов в местах оказания медицинской помощи диагностика», в Microfluidics and Nanotechnology , под редакцией Lagally E. (CRC Пресса, Бока-Ратон, 2014). [Google Академия]66. Джафри А. Т. и др., «Гибкий индикатор время-температура: Универсальная платформа для аналитических устройств на основе ламинированной бумаги». Микрофлюид. Наножидкость. 21(3), 57 (2017). 10.1007/s10404-017-1883-x [CrossRef] [Google Scholar]67. Рамачандран С. и др., «Быстрый мультиплексный высокопроизводительный проточный мембранный иммуноанализ: удобная альтернатива ИФА». Диагностика 3(2), 244–260 (2013).[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]68. Ходаяри Бавил А. и Ким Дж., «Капиллярный поток микрожидкостная система для иммунологических анализов с мечением микрочастицами», Аналитик 143(14), 3335–3342 (2018). 10.1039/C8AN00898A [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]70. Бирнс С.А., Бишоп Дж.Д. и Ягер П., «Возможность латерального транспорта геномной ДНК через пористые мембраны для применения в местах оказания медицинской помощи». Анальный. Методы 9(23), 3450–3463 (2017). 10.1039/C7AY00293A [CrossRef] [Google Scholar]71. Лафлер Л.К. и др., «Быстрый, безинструментальный, тест амплификации нуклеиновых кислот от образца к результату», Лаборатория Чип 16 (19), 3777–3787 (2016). 10.1039/C6LC00677A [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]72. Толи Би Джей и др., «Изотермическое смещение нити Амплификация (iSDA): быстрый и чувствительный метод амплификации нуклеиновых кислот для диагностика на месте», Аналитик 140(22), 7540–7549 (2015). 10.1039/C5AN01632K [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]73. Кокаль Т. и др., «Автономный впитывающий микрожидкостный насос с жидкостной инкапсуляцией: ПРОСТО», Lab Chip 14(22), 4329–4333 (2014).10.1039/C4LC00920G [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]74. Дал Доссо Ф. и др., «Creasensor: ПРОСТАЯ технология для определение креатинина в плазме», Anal. Чим. Акта 1000, 191–198 (2018). 10.1016/j.aca.2017.11.026 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]75. Доссо Д. и др. Ф., «ПРОСТАЯ аналитическая модель для интеллектуальная микрожидкостная конструкция чипа», Sens. Actuators A 287, 131–137 (2019). 10.1016/j.sna.2019.01.005 [CrossRef] [Google Scholar]77. Доссо Д. и др. Ф., «Автономный инфузионный микрофлюидный насос для доставки лекарств ex vivo », Биомед.Микроустройства 20(2), 44 (2018). 10.1007/s10544-018-0289-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]78. Камминс Б.М. и др., «Модульные насосы как программируемые гидравлические батареи для микрожидкостных устройств», Технологии 05(01), 21–30 (2017). 10.1142/S2339547817200011 [CrossRef] [Google Scholar]79. Дал Доссо Ф. и др., «Инновационный гидрофобный клапан позволяет сложные манипуляции с жидкостями в микрожидкостном канале с автономным питанием устройство», Датчики ACS 4(3), 694–703. (2019). 10.1021/acssensors.8b01555 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]80.Сотудеган М. С. и др., «Пассивные насосы на бумажной основе для генерировать контролируемый поток цельной крови с помощью микрожидкостных устройств». Лабораторный чип 19(22), 3787–3795 (2019). 10.1039/C9LC00822E [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]81. Рич М. и др., «Характеристика стеклянной фритты капиллярные насосы для микрожидкостных устройств», Microfluid. Наножидкость. 23(5), 70 (2019). 10.1007/s10404-019-2238-6 [CrossRef] [Google Scholar]82. Пла-Рока М. и Юнкер Д., «Микрофлюидный капилляр ПДМС». системы для нанесения белковых паттернов на поверхности и выполнения миниатюрных иммунологические анализы», в Biological Microarrays Methods and Протоколы , под редакцией Хадемхоссейни А., Сух К.-Ю., Зуроб М. (Humana Пресса, Тотова, Нью-Джерси, 2011), стр. 177–194. [PubMed] [Google Scholar]83. Гуха Р. и др., «Модуляция пространственно-временных формирование рисунка частиц в испаряющихся каплях: приложения к диагностике и материалам наука», ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9(49), 43352–43362 (2017). 10.1021/acsami.7b13675 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]84. Ли Дж. М. и др., «Микронасос на основе водного потенциала разница в растениях», Microfluid. Наножидкость. 11(6), 717–724. (2011). 10.1007/s10404-011-0837-y [CrossRef] [Google Scholar]85.Гуан Ю. и др., «Использование микронасоса на основе капиллярные и испарительные эффекты в инжекционной хемилюминесценции микрофлюидного потока система», Таланта 68 (4), 1384–1389 гг. (2006). 10.1016/j.talanta.2005.08.021 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]86. Ламберти А., Марассо С. Л. и Кокуцца М., «Мембраны PDMS с настраиваемой газопроницаемость для микрофлюидных приложений», RSC Доп. 4(106), 61415–61419 (2014). 10.1039/C4RA12934B [CrossRef] [Google Scholar]87. Сюй Л. и др., «Вакуумный беспотенциальный микрофлюидика, использующая растворимость газа или проницаемость полидиметилсилоксана (PDMS)», Лабораторный чип 15 (20), 3962–3979. (2015).10.1039/C5LC00716J [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]88. Лю Б. и др., «Насос PDMS с положительным давлением для работы с жидкостями в микрофлюидных чипах», Microfluid. Наножидкость. 22(9), 94 (2018). 10.1007/s10404-018-2112-y [CrossRef] [Google Scholar]89. Тоттори Н. и Нисисако Т., «Детерминистический анализ, основанный на Дега». боковое смещение в поли(диметилсилоксановых) микрофлюидных устройствах», Анальный. хим. 91(4), 3093–3100 (2019). 10.1021/acs.analchem.8b05587 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]90. Шин С. и др., «Интегрированная микрожидкостная пневматическая схема для молекулярной диагностики по месту оказания медицинской помощи», Biosens.Биоэлектрон. 133, 169–176 (2019). 10.1016/j.bios.2019.03.018 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]91. Фу Ю. и др., «Микрожидкостный чип на основе полидиметилсилоксан, легированный поверхностно-активными веществами (ПДМС), в сэндвич-конфигурации для недорогих и надежная цифровая ПЦР», Sens. Actuators B 245, 414–422 (2017). 10.1016/j.snb.2017.01.161 [CrossRef] [Google Scholar]92. Хацимихайл С. и др., «Микроструктура плоских металлических электроды путем вакуумного заполнения геометрии микрожидкостных каналов», науч. Респ. 8(1), 14380 (2018).10.1038/s41598-018-32706-6 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]93. Лю Б. и др., «Герметическая герметизация микрофлюидные устройства PDMS с отрицательным давлением, использующие парафиновый воск и стекло», Микросист. Технол. 24 (4), 2035–2043 гг. (2018). 10.1007/s00542-017-3600-9 [CrossRef] [Google Scholar]94. Сонг Дж. С. и др., «Улучшенная биосовместимость Пленки парилена-С, полученные химическим осаждением из паровой фазы и последующим плазменным лечения», J. Appl. Полим. науч. 112 (6), 3677–3685 (2009).10.1002/app.29774 [CrossRef] [Google Scholar]95. Ли К.-Дж. и Хсу Ю.-Х., «Микрожидкостная система вакуумного мешка. и его применение для тонкопленочных микромиксеров», Lab Чип 19(17), 2834–2843. (2019). 10.1039/C8LC01286E [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]96. Фик А., «Распространение Убера», Аннал. физ. хим. 170(1), 59–86 (1855 г.). 10.1002/andp.18551700105 [CrossRef] [Google Scholar]97. Сюй Л., Ли Х. и О К. В., «Уход за больными с помощью шприца». микронасосы с использованием газопроницаемости полидиметилсилоксана», Микрофлюид.Наножидкость. 17(4), 745–750. (2014). 10.1007/s10404-014-1356-4 [CrossRef] [Google Scholar]99. Ву В., Трин К. Т. Л. и Ли Н. Ю., «Ручной шприц как портативное пластиковый насос для ПЦР с непрерывным потоком на чипе: миниатюризация ввода пробы устройство», Аналитик 137 (4), 983–990 (2012). 10.1039/C2AN15860D [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 100. Шин Дж.-Х. и др., «Автономный трехмерный микрожидкостное химическое аналитическое устройство», Sens. Actuators Б 230, 380–387 (2016). 10.1016/ж.снб.2016.02.085 [CrossRef] [Google Scholar] 101. Ван Х. и др., «Управляемый гидростатическим давлением пассивный микронасос с функцией автозаполнения на основе сифона», Лабораторный чип 18 (15), 2167–2177 гг. (2018). 10.1039/C8LC00236C [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]102. Чуанг К.-Х. и Чан Ю.-Ю., «Био-О-насос: новый портативный микрожидкостное устройство, управляемое осмотическим давлением», Sens. Actuators Б 284, 736–743 (2019). 10.1016/j.snb.2019.01.020 [CrossRef] [Google Scholar] 103. Россье Дж. С. и др., «GRAVI: Роботизированная микрофлюидика для быстрые и автоматизированные иммуноанализы в малых объемах», J.доц. лаборатория автомат. 13(6), 322–329. (2008). 10.1016/j.jala.2008.09.001 [CrossRef] [Google Scholar] 104. Кай Дж. и др., «Новый микрофлюидный микропланшет как аналитическая платформа нового поколения для твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA)», лабораторный чип 12(21), 4257–4262 (2012). 10.1039/c2lc40585g [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]105. Уокер Г. М. и Биби Д. J., «Метод пассивной накачки для микрожидкостные устройства», Lab Chip 2(3), 131–134 (2002). 10.1039/b204381e [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]106. Бертье Э.и Биби Д. J., «Анализ скорости потока поверхности пассивный микронасос, управляемый напряжением», Lab Chip 7 (11), 1475–1478 гг. (2007). 10.1039/b707637a [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]107. Ю Дж. и др., «Реконфигурируемая открытая микрофлюидика для изучения пространственно-временной динамики паракринной сигнализации», Нац. Биомед. англ. 3(10), 830–841. (2019). 10.1038/s41551-019-0421-4 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]111. Ли В. и др., «Squeeze-chip: управляемый пальцем Устройство микрофлюидной проточной сети и его применение в биохимических анализы», Lab Chip 12 (9), 1587–1590 гг. (2012).10.1039/c2lc40125h [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]112. Тергуд П. и др., «Автономный напорный насос использование латексных шаров для микрожидкостных применений», Лаборатория Чип 18(18), 27:30–27:40 (2018). 10.1039/C8LC00471D [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]113. Лаксанасопин Т. и др., «Донгл для смартфона для диагностики инфекционные заболевания в местах оказания медицинской помощи». Перевод Мед. 7(273), 273п1–273п1 (2015). 10.1126/scitranslmed.aaa0056 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]114. Беголо С. и другие., «Крышка насоса: исследование многокомпонентная 3D-печать для безаппаратной программируемой генерации позитивных и отрицательное давление для микрофлюидных приложений», Лаборатория Чип 14(24), 4616–4628 (2014). 10.1039/C4LC00910J [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 116. Дей К. К. и Сен А., «Химически движущиеся молекулы и машины», J. Am. хим. соц. 139 (23), 7666–7676 (2017). 10.1021/jacs.7b02347 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 117. Ниу Р. и др., «Микрожидкостная откачка микромолярным концентрация солей», Soft Matter 13 (7), 1505–1518 гг. (2017).10.1039/C6SM02240E [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 118. Грегори Д. А. и Эббенс С. J., «Симметричный каталитический активные коллоиды в совокупности вызывают конвективный поток». Ленгмюр 34(14), 4307–4313 (2018). 10.1021/acs.langmuir.8b00310 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 119. Клайн Т. Р. и др., «Каталитические микронасосы:  микроскопические конвективный поток жидкости и формирование узора», J. Am. хим. соц. 127(49), 17150–17151 (2005). 10.1021/ja056069u [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 120. Шкляев О. Э., Шум Х. и Балаш А.С., «Использование химических насосов и двигателей разработать потоки для направленной сборки частиц», Acc. хим. Рез. 51 (11), 2672–2680. (2018). 10.1021/acs.accounts.8b00234 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]121. Чжан Х. и др., «Автономный чувствительный к глюкозе микронасосы», ACS Nano 8 (8), 8537–8542 (2014). 10.1021/nn503170c [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]123. Майти С. и др., «Самоорганизация жидкостей в мультиферментная насосная система», Ленгмюр 35(10), 3724–3732 (2019). 10.1021/ац.langmuir.8b03607 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]124. Вальдес Л. и др., «Эффекты растворения и тепловой плавучести в микронасосах для фосфатазы с автономным питанием», Soft Matter 13(15), 2800–2807 гг. (2017). 10.1039/C7SM00022G [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 125. Тан З., Ян М. и Риполл М., «Микрожидкостный насос с приводом от анизотропный форез», Phys. Преподобный заявл. 11(5), 054004 (2019). 10.1103/PhysRevApplied.11.054004 [CrossRef] [Google Scholar] 126. Гуд Б. Т., Боуман С. Н. и Дэвис Р. Х., «Бурная реакция микронасос для портативных микрожидкостных систем», Lab Chip 6(5), 659–666. (2006).10.1039/b601542e [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]127. Гулер М. Т. и др., «Автономный одноразовый протромбиновый прибор для измерения времени со встроенным шипучим насосом», Сенсорные приводы B 273, 350–357 (2018). 10.1016/j.snb.2018.06.042 [CrossRef] [Google Scholar] 128. Чой Ю. Х., Сон С. У. и Ли С. С., «Микронасос, работающий с газообразный кислород, полученный химическим путем», Sens. Actuators A 111(1), 8–13 (2004). 10.1016/j.sna.2003.10.005 [CrossRef] [Google Scholar] 129. Мэн Д.Д. и Ким К.-Дж. C., «Микроперекачка жидкости с помощью направленного роста и селективного выпуска газовых пузырьков», Лаборатория Чип 8(6), 958–968. (2008).10.1039/b719918j [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 130. Эскивель Дж. П. и др., «Микрожидкостные платформа для приложений «лаборатория на кристалле», Lab Chip 12(1), 74–79 (2012). 10.1039/C1LC20426B [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 131. Эскивель Дж. П. и др., «Одноразовое водородное топливо на бумажной основе ячеек для диагностики в местах оказания медицинской помощи», J. Power Источники 342, 442–451 (2017). 10.1016/j.jpowsour.2016.12.085 [CrossRef] [Google Scholar] 132. Мэн Гао Л. Г., «Электроосмотический поток насоса», в Достижения в области микрофлюидики — новые приложения в Биология, энергетика и материаловедение , под редакцией Ю Х.-Ю. (ИнтехОткрытый, 2016). [Google Академия] 133. Парк С. и др., «Микрожидкостные магнитные преконцентратор для выявления бактериального возбудителя с помощью АТФ-люминометра и магнитные наночастицы, конъюгированные с антителами», J. Microbiol. Методы 132, 128–133 (2017). 10.1016/j.mimet.2016.12.001 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 134. Кахкешани С. и Ди Карло Д., «Формирование капель с помощью феррожидкости, приводимые в действие магнитом в устройстве ступенчатого эмульгирования», Лабораторный чип 16(13), 2474–2480 (2016). 10.1039/C6LC00645K [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 135.Кацикис Г. и др., «Синхронный магнитный контроль капли воды в объемной феррожидкости», Soft Matter 14(5), 681–692. (2018). 10.1039/C7SM01973D [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 136. Чжан Ю. и Нгуен Н.-Т., «Магнитный цифровой микрофлюидика — обзор», Lab Chip 17 (6), 994–1008. (2017). 10.1039/C7LC00025A [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 137. Ван Ринен А. и др., «Интегрированная биосенсорная лаборатория на чипе». системы, основанные на возбуждении магнитными частицами — всесторонний обзор», Лабораторный чип 14 (12), 1966–1986 гг. (2014).10.1039/C3LC51454D [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 138. Ли Ю., Чой М. и Ким С.-Дж., «Метод предотвращения обратного потока в капиллярная сеть для биотестов: использование отношений постоянных времени», Сенсорные приводы B 255, 3630–3635 (2018). 10.1016/j.snb.2017.09.093 [CrossRef] [Google Scholar] 139. Ли Ю., Седер И. и Ким С.-Дж., «Влияние поверхности параметры натяжной сети на прочность противотока», РСК Доп. 9(18), 10345–10351 (2019). 10.1039/C8RA09756A [CrossRef] [Google Scholar] 140. Ким С.-Дж.и др., «Пассивное микрожидкостное управление двумя слияние потоков по капиллярности и относительному гидравлическому сопротивлению», Анальный. хим. 77 (19), 6494–6499 (2005). 10.1021/ac0504417 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]141. Чжай Ю. и др., «Надежный, портативный и без обратного потока микроперемешивающее устройство на основе как капиллярного, так и вакуумного потоков». Лабораторный чип 18(2), 276–284. (2018). 10.1039/C7LC01077J [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]142. Ву Дж. и др., «Радиальная микрожидкостная платформа для исследования хемотаксиса с более высокой пропускной способностью с индивидуальным контролем градиента», Лабораторный чип 18 (24), 3855–3864. (2018).10.1039/C8LC00981C [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 143. Дох И. и Чо Ю.-Х., «Пассивные регуляторы расхода с использованием зависимое от давления автономное отклонение параллельных мембранных клапанов», Лабораторный чип 9(14), 2070–2075 гг. (2009). 10.1039/b821524c [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]144. Йоханссон С. Б., Штемме Г. и Роксхед Н. Новое регулирование постоянного расхода принцип компактной диагностики дыхания в 2014 IEEE 27-я Международная конференция по микроэлектромеханическим системам (МЭМС) (2014).[Google Академия] 145. Глик C.C. и другие. . Однослойный микрофлюидный источник тока через оптофлюидный литография в 28-я международная конференция IEEE по Микроэлектромеханические системы (MEMS ) (IEEE, 2015). [Google Академия] 146. Чжан Х. и др., «Пассивный регулятор расхода для точного высокопроизводительный контроль скорости потока в микрожидкостных средах», RSC Adv. 6(38), 31639–31646 (2016). 10.1039/C6RA01093H [CrossRef] [Google Scholar] 147. Кейс Д. Дж. и др., «Парадокс Браеса и программируемая поведение в микрожидкостных сетях», Природа 574 (7780), 647–652 (2019).10.1038/s41586-019-1701-6 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 148. Губала В. и др., «Диагностика по месту оказания медицинской помощи: статус и будущее», Анал. хим. 84(2), 487–515 (2012). 10.1021/ac2030199 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 150. Гутенберг Дж. С. и др., «Мультиплексированные и портативные ядерные платформа обнаружения кислоты с Cas13, Cas12a и Csm6». Наука 360 (6387), 439–444 (2018). 10.1126/science.aaq0179 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]152. Yeh E.C. и др., «Автономный интегрированный микрожидкостный недорогой (ПРОСТОЙ) чип для точек оказания медицинской помощи», Sci.Доп. 3(3), e1501645 (2017). 10.1126/sciadv.1501645 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]153. Макоско Э. З. и др., «Высокопараллельные полногеномные профилирование экспрессии отдельных клеток с использованием нанолитровых капель», Клетка 161 (5), 1202–1214 гг. (2015). 10.1016/j.cell.2015.05.002 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]154. Клейн А. М. и др., «Штрих-кодирование капель для одноклеточных транскриптомика применительно к эмбриональным стволовым клеткам», Cell 161 (5), 1187–1201. (2015). 10.1016/j.cell.2015.04.044 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]155. Диль Ф. и др., «BEAMing: ПЦР с одной молекулой на микрочастиц в эмульсиях вода-в-масле // Нац. Методы 3(7), 551–559. (2006). 10.1038/nmeth898 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 156. Торсен Т. и др., «Формирование динамического паттерна в микрожидкостное устройство, генерирующее везикулы», Phys. преп. лат. 86(18), 4163–4166 (2001). 10.1103/PhysRevLett.86.4163 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 157. Чен З. Т. и др., «Центробежная микроканальная решетка создание капель для высокопараллельной цифровой ПЦР», Lab Чип 17(2), 235–240 (2017).10.1039/C6LC01305H [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 158. Маврояннис Н. и др., «Микрофлюидика стала проще: надежный недорогой регулятор расхода постоянного давления для инженеров и инженеров биологи», Биомикрофлюидика 10(3), 034107 (2016).

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.