引论
为了避免实验错误并得到准确的结果,知道实际的液体流速是微流体实验研究中的一个重要问题。在实验过程中,通道内的实际流速误差会对许多应用造成影响包括剪切应力。剪切应力由下面的牛顿定律给出:

其中,在SI系统中, 是速度梯度(s-1)和
是粘度(g/cm-s=Poise),剪切应力单位是帕斯卡(Pa)。
速度曲线V(z)可以表示为几何形状和流速的函数,与流速成正比。因此,剪切应力和流速是相关的,在流速测量中,测量的流速误差会导致剪切应力实验中的一些错误。如果剪切应力的估算出现错误,那么就无法正确预测和解释剪切应力对细胞的影响。
基于上述原因,对流量的准确了解对于微流控实验的成功是有帮助的,并且为了显示设定流量与实际流量之间的差别,我们对两种不同的流量控制仪器进行了简单的设置,这两种仪器是注射泵和压力控制器OB1。
注射泵是使用广泛的微流体仪器之一,其易于使用,但是有两个主要的缺点:首先,具有较长的流量响应时间;其次,电机的步进导致液体流量产生振荡。相反,基于气压驱动的压力控制器OB1的流量响应更快,流量流动更加稳定,但驱动压力为可到8 bar。
实验装置
组件
● 压力流量控制器OB1和注射泵
● 微流体导管PTFE–用于组件的连接
● 微流体接头配件和样品储液池
● BFS流量传感器
● 单通道微流体芯片
注射器实验装置

压力控制器OB1的实验装置

结果
参数1:流速从0到70μL/min变化,周期为40秒

参数2:流速从0到70μL/min变化,周期为120秒

参数3:流速从0到70μL/min变化,周期为2分钟

上面的三个图显示了随时间变化的液体流速。橙色曲线对应于注射泵的响应,蓝色曲线对应于压力流量控制器OB1的响应。从图上可以看到,注射泵的响应时间比压力控制器OB1更长,并且随着时间的推移,响应的稳定性较差。
在包含剪切应力或必须控制剪切应力的实验中,精切控制液体流速是至关重要的。上述实验结果表明,在处理剪切应力相关的实验时,注射泵可能不是良好的选择。
结论
在实际实验中,是可以知道液体的实际流量的。
在实验装置中,要准确的控制液体流速,选择正确的仪器并使用流量传感器是实现高流量稳定性和响应性的一个不错的选择。流量传感器可让您知道管路中的实时液体流量,以便您能够实时调整实验并获得精确的结果。
当处理与剪切应力相关的实验时,选择合适的流量控制器会大大的提高实验结果:
由于历史原因,在微流控实验中,注射泵比其他仪器或系统使用的多。但是,市场上存在具有更好技术的解决方案,从而在处理剪切应力时可提高实验结果。
研究人员需要关注2个主要特征:响应性和稳定性。OB1压力流量控制系统是获得精确流速和快速响应时间的一种解决方案。
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