【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種液滴轉運設備，具體涉及一種光控三維轉運液滴的轉運臂。
技術介紹
1、微量液滴的精準操縱能夠顯著的降低試劑消耗，在微流體、生化分析、微反應系統以及痕量分析領域具有廣泛應用前景。使用響應材料制造“智能”固體表面，可以通過不同的外部刺激如磁場、電場、光、ph、溫度等，提供不對稱表面潤濕梯度，對抗接觸角滯后，導致不同的拉普拉斯壓力并驅動同一表面上液滴的定向運動。
2、基于夾持器進行固體物體運輸，現有技術中已開發了多種實現液滴三維(3d)操縱與轉運的“液滴抓手”，將液滴在不同表面之間進行運輸。實現液滴的三維空間操縱的過程包括三個主要動作，即：抓取、運輸、釋放，并進一步由三個動作的循環，實現不同的反應、分析過程。
3、然而，受限于界面結構設計及操縱原理，實現全種類生物基微量液滴樣品的定量抓取與釋放仍存在巨大挑戰。現有研究中，通過相應材料的界面結構設計以實現不同種類、體積液滴的選擇性抓取，是解決上述問題的有效手段之一，但是如何實現多種類液滴選擇性抓取仍是待解決的關鍵問題。
4、目前利用智能材料實現微量液滴抓取的技術，存在可操縱液滴種類少以及無法實現液滴的精確可控釋放等問題。此外，通過設計微/納米結構可實現的潤濕性差異仍然有限，不足以運輸高粘度的生物液體，如血清和血液。因此，開發一種新型液滴抓手以運輸生物基液滴的裝置十分必要。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是為了解決上述問題至少其一而提供一種光控三維轉運液滴的轉運臂，以解決現有技術中僅依
2、本專利技術的目的通過以下技術方案實現：
3、一種光控三維轉運液滴的轉運臂，包括光響應雙層異質膜、三軸平移裝置和光源；
4、所述的光響應雙層異質膜設置于三軸平移裝置的末端，由三軸平移裝置控制移動；
5、所述的光源設置于光響應雙層異質膜的上方，跟隨光響應雙層異質膜移動；
6、所述的光響應雙層異質膜由光響應薄膜和聚合物薄膜疊合而成；所述的光響應薄膜受到光源照射時發生形變，所述的聚合物薄膜于表面設有用于粘附液滴的微陣列結構。
7、優選地，所述的光響應薄膜的材料包括液晶高分子、光響應凝膠膜、光響應聚酰亞胺和聚氨酯；所述的光響應薄膜的光響應時間不超過1s，形變量不小于15μm。
8、優選地，所述的光響應薄膜的厚度為10-50μm，長度和寬度的范圍為5-50mm；所述的光響應薄膜的最低響應溫度不高于20℃，最高響應溫度不低于100℃。
9、優選地，所述的聚合物薄膜的材料包括硅膠膜、水凝膠膜、聚氨酯和聚酰亞胺膜；所述的微陣列結構通過模板法、光刻法、熱壓法和3d打印法中的一種或幾種制得。
10、優選地，所述的聚合物薄膜的厚度為10-50μm，長度和寬度的范圍為5-50mm。
11、光響應薄膜與聚合物薄膜尺寸、形狀保持一致，方便形成一體并同步運動(形變)。
12、優選地，所述的光源為單點光源、線光源或陣列式集成光源，由所述的光源發出的光束為紫外光光源、可見光光源和近紅外光光源中的一種或多種。
13、優選地，所述的光源設置于光響應雙層異質膜上方5-15cm處。
14、優選地，所述的三軸平移裝置為三軸滑臺或數控機床，具有10μm以內的重復定位精度，10-100mm/min的移動速度范圍，不小于80mm×80mm的可控移動范圍。
15、優選地，所述的光響應薄膜與所述的聚合物薄膜粘接固定，所述的光響應雙層異質膜與所述的三軸平移裝置粘接固定。
16、優選地，所述的光響應雙層異質膜通過玻璃片粘接于三軸平移裝置末端。
17、本專利技術的工作原理為：
18、通過操縱三軸平移裝置驅使光響應雙層異質膜平移至待轉運液滴正上方約1-10mm處，隨后下降使光響應雙層異質膜與液滴接觸，形成粘附；
19、通過操縱三軸平移裝置驅使光響應雙層異質膜移動至目標位置，開啟光源，使光響應雙層異質膜朝向光源發生彎曲形變，促使液滴與光響應雙層異質膜分離并掉落；
20、調整光源波長，使光響應雙層異質膜復原至初始狀態，隨后通過操縱三軸平移裝置使光響應雙層異質膜復位待機或進入下一循環。
21、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
22、本專利技術利用光作為操縱液滴進行抓取和釋放動作的驅動源，相較于其他驅動源如電場、磁場等，具有體積小，可以實現非接觸操控等優勢，因此可以有效減小整個三維液滴操縱轉運臂裝置的體積。同時，光可以實現遠程精確操控。增加了液滴釋放時的控制精度，并且非接觸操控也有效避免了樣品被污染的風險。
23、本方法中通過薄膜微結構設計實現液滴的抓取，相較于其他智能響應材料，能夠實現所有種類生物基樣品的抓取操作，包括高粘度的血液、血清等樣品。此外，本專利技術可以通過調整抓取薄膜的微結構，進一步調整操縱液滴的體積，能夠實現液滴的篩選功能。
24、相較于傳統微液滴操縱體系如泵送微流控系統等，本方法可以實現微量液滴的三維操縱，并可以實現非連續液體的操縱。
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1.一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，包括光響應雙層異質膜(2)、三軸平移裝置(1)和光源(3)；
2.根據權利要求1所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的光響應薄膜(21)的材料包括液晶高分子、光響應凝膠膜、光響應聚酰亞胺和聚氨酯；所述的光響應薄膜(21)的光響應時間不超過1s，形變量不小于15μm。
3.根據權利要求2所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的光響應薄膜(21)的厚度為10-50μm，長度和寬度的范圍為5-50mm；所述的光響應薄膜(21)的最低響應溫度不高于20℃，最高響應溫度不低于100℃。
4.根據權利要求1所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的聚合物薄膜(22)的材料包括硅膠膜、水凝膠膜、聚氨酯和聚酰亞胺膜；所述的微陣列結構通過模板法、光刻法、熱壓法和3D打印法中的一種或幾種制得。
5.根據權利要求4所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的聚合物薄膜(22)的厚度為10-50μm，長度和寬度的范圍為5-50mm。
6.根據權利要
7.根據權利要求6所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的光源(3)設置于光響應雙層異質膜(2)上方5-15cm處。
8.根據權利要求1所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的三軸平移裝置(1)為三軸滑臺或數控機床。
9.根據權利要求1所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的光響應薄膜(21)與所述的聚合物薄膜(22)粘接固定，所述的光響應雙層異質膜(2)與所述的三軸平移裝置(1)粘接固定。
10.根據權利要求9所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的光響應雙層異質膜(2)通過玻璃片粘接于三軸平移裝置(1)末端。
...【技術特征摘要】
1.一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，包括光響應雙層異質膜(2)、三軸平移裝置(1)和光源(3)；
2.根據權利要求1所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的光響應薄膜(21)的材料包括液晶高分子、光響應凝膠膜、光響應聚酰亞胺和聚氨酯；所述的光響應薄膜(21)的光響應時間不超過1s，形變量不小于15μm。
3.根據權利要求2所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的光響應薄膜(21)的厚度為10-50μm，長度和寬度的范圍為5-50mm；所述的光響應薄膜(21)的最低響應溫度不高于20℃，最高響應溫度不低于100℃。
4.根據權利要求1所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的聚合物薄膜(22)的材料包括硅膠膜、水凝膠膜、聚氨酯和聚酰亞胺膜；所述的微陣列結構通過模板法、光刻法、熱壓法和3d打印法中的一種或幾種制得。
5.根據權利要求4所述的一種光控三維轉運液滴的轉運臂，其特征在于，所述的聚合物薄膜...
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