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武汉介观PP-1流体程控平台适用于复杂微量流体的长时间,高精度自动化控制。该平台由一台控制单元FC-AcP1及一台培养单元FC-AcP3组成。平台共配置了十路高精密蠕动泵,用户可根据需求准确控制液体的流向,流速以及进样时间等,也可以对任意一路或多路蠕动泵的进行独立或同步控制。用户通过定义相关参数(旋转方向,脉冲间隔时间,运行时间等),可调试程控序列及更为复杂的序列组合。用户既可用面板上的按键一键调用预设的程控序列或应用程序自动运行,也可直接通过面板按键修改序列参数。该平台还配置了蓝牙连接模块可选择使用网络运行模式通过智能手机、平板电脑等终端对程控仪进行远程操控及云存储。最后,也可将FC-AcP1与其它外部元件(如加热平台,温度传感器等)的操作进行整合,以完成高精度的测量和更有效的反馈控制。因此,PP-1流体程控平台综合了高精度、快响应、扩展性强等优势,其开放的功能设计和可编程的优点将使长时间复杂的微量流体操控和实验自动化变得简单易行,是各类微量流体程控设备中的最佳选择。
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武汉介观平台介绍
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液滴微流控(Droplet-basedMicrofluidics)技术(亦称多相微流控技术)是本世纪初出现的新一代微流控技术。它是利用多相微流体的物理化学特性和尺度效应,在微通道(微结构)中进行微液滴等多相微功能单元的生成、操控、反应、分析和筛选。与常规的单相微流控系统相比,液滴微流控系统具有反应器体积微小、样品扩散和污染小、反应效率高、分析和筛选通量高、适于进行超微量样品的复杂操控和处理等特点。作为一种理想的微反应器,液滴微流控技术已成为当前微流控研究中最为活跃的热点领域之一,具有鲜明的多学科交叉特色,其研究成果将对化学、生物、医学、药学、化工、环境等诸多领域产生重要影响。以下文章中将介绍使用武汉介观(公司官网)多功能流体程控仪FCPVL-III( PVL型多功能程控仪 ) 以及对应的即插即用微流控芯片获得稳定,均匀的微流控液滴操作方法。 液滴的形成 微液滴的生成,其主要过程是以足够大的作用力扰动连续相与分散相之间存在的界面张力使之达到失稳。通常,当待分散相某处施加的力大于其界面张力时,该处微量液体会突破界面张力进入连续相中形成液滴。在微尺度下,界面张力和液体黏度都起着非常重要的作用。 通常引入毛细管数这一重要的动力学常数,在低毛细管数下,界面张力占据主要地位,液滴在传输过程中趋于形成球形来减少液滴的表面积。另外,微流控通道内壁的亲水疏水性对生成 O/W 或 W/O 液滴也有影响,疏水性微通道有利于生成 W/O 液滴,而亲水性通道有助于生成 O/W 液滴。 实现微流控液滴的生成的方法包括:水动力法,气动法,光控法,电动法等。其中水动力法比较简单常用,主要通过T型通道或流动聚焦的方法实现。T型通道法是利用两微通道交叉处的几何特点,使待分散相流体的前沿在该交叉处转弯时在连续相剪切力推动下造成的动量变化而失稳生成液滴。流动聚焦法是使连续相流体从交叉处两侧来“挤压”分散相流体前沿,并利用液体前沿下游处通道的“颈状”结构,使该分散相流体前沿发生收缩变形而失稳,从而形成离散液滴。 流动聚焦法液滴产生过程分为3个阶段:    (1)分散相与连续相在交叉处形成界面;   (2)分散相在几何结构的协调制约下和连续相压力作用下形成“收缩锥”;   (3)不断增加“挤压”力使“收缩锥”前端液体完全“失稳”,从而形成单个液滴。
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流体运动分为层流和湍流两种状态。层流流动是指流体互不掺混、运动轨迹有条不紊,其特征在于平行线线性地流动,几乎没有混合。层流与湍流的转换与雷诺数有关。雷诺数是反映流体惯性力与粘性力之比的一个无量纲参数。它是英国物理学家雷诺于1883年首先提出研究的一个参数,它是流体动力学研究中最重要的参数之一。对于在管内的流动,雷诺数定义为:Re=ρvD/u该式表明,雷诺数与管径,流体流速,流体密度成正比,与流体的黏度成反比关系。当Re小于2000时,流体流型为层流,Re大于4000流体流型为湍流,当Re在2000-4000时,流体流型为过渡状态。在微流控芯片中,管径通常在几十微米到几百微米,当流速越低,试剂的黏度越大的时候,则流体的Re越小。因此,在微流控芯片中当两种或更多的试剂同时流入同一通道的时候,各试剂能同时保持自身的流型不变只在相与相的接触界面上反应或分子扩散,并且具有较高的稳定性。基于微流控芯片中液体层流的特点,其被广泛应用于各个领域中,包括萃取,纳米材料制备,燃料电池以及细胞内物质提取,分离,检测,纯化等。
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PP-1流体程控仪/蠕动泵是武汉介观推出的新型流体程控仪。该设备配置了两路高精密蠕动泵,适用于复杂微量流体的长时间,高精度自动化控制。用户可根据需求准确控制液体的流向,流速以及进样时间,进样次数。三种不同的工作模式(脱机操作,联机操作以及网络运行)可满足用户各种环境条件下不同的实验需求。通过定义相关参数(旋转方向,脉冲间隔时间,运行时间等),可调试程控序列及更为复杂的序列组合。
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FC-PVL-32型程控仪通用、灵活,使用方便,可用于物理、化学、生物、医学及工程等领域的教学和科研,将复杂的流体操作智能化。FC-PVL-32型程控仪内置的流体组件包括2个手动调压阀、32个高速电磁阀、2个压力传感器。元器件的工作状态可由面板上的液晶屏显示。
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FC-PVL型多功能程控仪通用、灵活,使用方便,可用于物理、化学、生物、医学及工程等领域的教学和科研,将复杂的流体操作智能化。FC-PVL型程控仪内置的流体组件包括一个压力泵、一个真空泵、三个手动调压阀(或4个电控调压阀)、八个电磁阀、二个泄气阀、一个液体旋转阀及四个压力传感器。后面板上的数字-模拟电输出信号可用于控制附加的电磁阀、液体旋转阀、液体分配阀或其它外置器件,外部数字-模拟电信号也被可收集用于监视或反馈控制。元器件的工作状态及数模信号可由面板上的液晶屏显示。
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HP-1是武汉介观新开发的一款便携式双通道高精度流体程控仪,HP1内置的流体组件包括一个压力泵、一个高精度手动调压阀、一个高精度电控调压阀、两个高速电磁阀压、两个压力传感器。HP-1型程控仪还配置有一个标准流速计接口,可实时监控液体流速。同时,HP-1型程控仪可通过设备RS232通信接口控制附加的电磁阀、液体旋转阀、液体分配阀或其它外置器件及用于监视或反馈控制的外部模拟电信号收集。所有元器件的工作状态可由面板上的液晶屏显示。该设备既适用于常规的流体控制实验,也可配合特定的微流控芯片高速稳定的产生微液滴。用户可根据需求选择不同的操作模式快速实验。
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流体程控仪用于高精度和多通道微量流体的智能操控。该设备用于微流控芯片实验的技术原理如图所示:程控仪输出的高压气体通过管道进入密封缓冲瓶迫使瓶中的液体经毛细管进入微流控芯片,程控仪的真空通道将反应后的液体吸入废液缓冲瓶。液体的流速由气体压强决定。用户可采用手动或图形界面的功能键改变各通道中的气体压强及电磁阀门的开关状态,也可调用程序文件实现压强和阀门的自动控制。武汉介观的流体程控仪还集成了多功能数据采集卡,以实现各类实验的实时监控及其压强的反馈调控。用户可根据需要在图形界面中嵌入新的功能键或菜单目录,以实现流体程控仪与其它设备的统一管理。该产品综合了高精度、快响应、操作简单、扩展性强等优势,使复杂的微量流体操控变得方便易行,是各类流体程控设备中的最佳选择。
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液滴微流控(Droplet-basedMicrofluidics)技术(亦称多相微流控技术)是本世纪初出现的新一代微流控技术。它是利用多相微流体的物理化学特性和尺度效应,在微通道(微结构)中进行微液滴等多相微功能单元的生成、操控、反应、分析和筛选。与常规的单相微流控系统相比,液滴微流控系统具有反应器体积微小、样品扩散和污染小、反应效率高、分析和筛选通量高、适于进行超微量样品的复杂操控和处理等特点。作为一种理想的微反应器,液滴微流控技术已成为当前微流控研究中最为活跃的热点领域之一,具有鲜明的多学科交叉特色,其研究成果将对化学、生物、医学、药学、化工、环境等诸多领域产生重要影响。以下文章中将介绍使用武汉介观(公司官网)多功能流体程控仪FCPVL-III(PVL型多功能程控仪)以及对应的即插即用微流控芯片获得稳定,均匀的微流控液滴操作方法。液滴的形成微液滴的生成,其主要过程是以足够大的作用力扰动连续相与分散相之间存在的界面张力使之达到失稳。通常,当待分散相某处施加的力大于其界面张力时,该处微量液体会突破界面张力进入连续相中形成液滴。在微尺度下,界面张力和液体黏度都起着非常重要的作用。通常引入毛细管数这一重要的动力学常数,在低毛细管数下,界面张力占据主要地位,液滴在传输过程中趋于形成球形来减少液滴的表面积。另外,微流控通道内壁的亲水疏水性对生成O/W或W/O液滴也有影响,疏水性微通道有利于生成W/O液滴,而亲水性通道有助于生成O/W液滴。实现微流控液滴的生成的方法包括:水动力法,气动法,光控法,电动法等。其中水动力法比较简单常用,主要通过T型通道或流动聚焦的方法实现。T型通道法是利用两微通道交叉处的几何特点,使待分散相流体的前沿在该交叉处转弯时在连续相剪切力推动下造成的动量变化而失稳生成液滴。流动聚焦法是使连续相流体从交叉处两侧来“挤压”分散相流体前沿,并利用液体前沿下游处通道的“颈状”结构,使该分散相流体前沿发生收缩变形而失稳,从而形成离散液滴。流动聚焦法液滴产生过程分为3个阶段:(1)分散相与连续相在交叉处形成界面;(2)分散相在几何结构的协调制约下和连续相压力作用下形成“收缩锥”;(3)不断增加“挤压”力使“收缩锥”前端液体完全“失稳”,从而形成单个液滴。
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