如何选择合适的微流体驱动泵（一）

微流控系统中，流体驱动泵作为流体的动力源，显得至关重要。针对不同的应用，该如何进行驱动泵的选择，既能满足应用需求，又能拥有较高的性价比？针对此问题，我们制作了两期推文，以作参考。第一期（本期）介绍主流流体驱动泵及其工作原理，第二期结合应用实例，对比各种流体驱动泵的优缺点，并给出如何选择驱动泵的建议。

目前，主流的微流体驱动泵可分为：压力泵、机械驱动泵以及其它驱动泵。

压力泵

压力泵工作原理为：通过给装有样品的密闭储液池施加外压（泵入如CO2、N2等非腐蚀性气体），利用密封储液池出入口之间的压差，将样品泵至微流控芯片。

  压力泵具有以下特点：

1.流量响应由气源响应所决定，响应时间短（可达40ms）。

2.控制过程不涉及机械部件，可保证流体控制的持续性和稳定性。

3.可集成流量传感器，实现流量的反馈控制，以达到更高的精确度。

因此，在对流体控制有高响应、高精度和高稳定性（如液滴制备）的情况下，压力泵是一个非常不错的选择。

机械驱动泵

机械驱动泵主要分为注射泵和蠕动泵。

注射泵

注射泵的工作原理为：采用电机推动（或拉动）注射器里的运动活塞以实现流体驱动，其驱动过程中，电机运动的每一步之间存在时间停顿，因此，在驱动微流体时会产生“振荡”现象。

注射泵工作时，其流量等于注射器横截面乘以运动活塞的线速度，通过改变更换注射器或调节活塞的线速度，可实现流量大小的切换。如上所提到，注射泵可控流量体积受注射器容量限制。

蠕动泵

蠕动泵的工作原理基于柔性管路的压缩和松弛，通过旋转蠕动轮，交替压缩和松弛柔性管路，实现流体的循环吸入与推动。

蠕动泵工作时，柔性管路的压缩会造成较大脉冲，实验精度不高，为使流量精度达到5%，需要每天校准蠕动泵，但对于高流量、有流体循环要求并对流量精确度要求不高的应用（如细胞培养），蠕动泵是一个很好的选择，而且成本较低。

其它驱动泵

电渗泵

电渗泵工作原理为：在多孔介质之间施加电压（最高可达几千伏），带动液体内的带电离子流动，从而产生流量。

电渗泵的优点在于其控制可实现编程控制，响应迅速，具有很高的灵敏度，但电信号易受通道情况、液体性质、电场强度等因素影响，稳定性较差，而且只适用于电介质溶液，应用局限性较大。

集成微型泵

目前存在的几种集成微泵大多基于蠕动原理，采用PDMS（聚二甲基硅氧烷，Polydimethylsiloxane，）柔性膜制成。流量范围较低，通常在10至100uL/min。

其主要优势是有可能将流体控制下降到pL级别，但其微系统的集成需要复杂的微加工步骤，针对不同应用，需要进行特定的结构设计。

注：本文首发于微纳立方科技(北京)有限公司（Microblox_Lab）官方公众号，未经许可，谢绝转载。