注射泵在微流體系統(tǒng)中的流體注射方面是一個很好的工具。在醫(yī)療領(lǐng)域廣泛使用，用于長期、持續(xù)注射藥物，這個工具已經(jīng)自然轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w注射研究。它現(xiàn)在是微流體研究中最常用的儀器。

注射泵的工作原理

如其名稱所示，注射泵的主要部件是注射器。幾個世紀(jì)以來，這種工具已被廣泛用于醫(yī)療機(jī)構(gòu)。盡管如此，注射器本身涉及手動的活塞運動，其不適合于其內(nèi)部物體的受控輸送。因此，發(fā)明了注射泵以糾正這個問題。它包含一個簡單的線性運動源，它控制著活塞的驅(qū)動速度。汶顥微流體壓力注射泵中可以找到適用于微流體工作的不同型號的實驗室注射泵。

如果注射器的直徑已知，則儀器按照以下公式將其線速度調(diào)整為所需流量：

Q = vS（其中Q是流量，v是活塞的速度，S是其截面。）

注射泵的技術(shù)特性概述

注射泵的一個主要優(yōu)點在于用戶可以通過改變注射器的直徑來輕松調(diào)整儀器的工作范圍。小的注射器直徑能夠在低流量下更好地控制。相反，較大的直徑使得體積較大，但在低流量下性能降低。注射泵的另一個主要優(yōu)點是能夠輕松知道流量。

市場上充滿了提供基本性能并且適用于廣泛應(yīng)用的基本儀器。一些公司如哈佛儀器公司，Cellix等公司已經(jīng)開發(fā)出了由微流體專家批準(zhǔn)的高性能微流體注射泵。

像其他注射系統(tǒng)一樣，注射泵可以主要表征是響應(yīng)時間和穩(wěn)定性。注射泵的響應(yīng)時間不僅取決于其力學(xué)性能，而且更重要的還取決于實驗裝置的流體阻力和流體順暢性。芯片通道的彈性和高流體阻力是注射器在大多數(shù)微流體系統(tǒng)中獲得穩(wěn)定流速的重要參數(shù)。

當(dāng)改變流量時，活塞推動注射器，流體系統(tǒng)中的壓力增加并使其變形而不是使液體運動。根據(jù)系統(tǒng)的流體阻力和彈性，響應(yīng)時間可以從具有低阻力的剛性流體系統(tǒng)中的百分之一毫秒變化到具有非常高流體阻力的柔性流體系統(tǒng)的幾小時。

為了獲得注射泵的最佳響應(yīng)性，必須避免流體系統(tǒng)中的彈性，并且應(yīng)盡量減少芯片的流體阻力。盡管如此，也可以使用附加工具提高注射泵的響應(yīng)速度。

在處理微流體和注射泵以獲得對實驗條件下流速的響應(yīng)性至關(guān)重要，因為微流體裝置中實際流速的不確定性是實驗失敗的主要原因之一。

注射泵的流量穩(wěn)定性取決于其電機(jī)的最小運動。由于活塞的位移和注射量是相關(guān)的，所以這個最小的運動導(dǎo)致最小的注射量。因此，看起來像振蕩或脈沖的離散現(xiàn)象由于電機(jī)步進(jìn)而以低流速出現(xiàn)。 請注意，最小注射量與注射器直徑成正比。這就是為什么較小的注射器直徑改善了低流量時流動的穩(wěn)定性的原因。

但是，使用較小的注射器會限制您可以達(dá)到的流量范圍，并且當(dāng)預(yù)期穩(wěn)定性達(dá)到0.1μL/ min的數(shù)量級時，注射器的質(zhì)量就會變得非常重要。同時請記住，系統(tǒng)中的彈性可以實現(xiàn)更平穩(wěn)的流速并增強(qiáng)其穩(wěn)定性，但會降低響應(yīng)速度。使用附加工具也可以提高注射泵的穩(wěn)定性。

總而言之，注射泵的性能取決于其發(fā)動機(jī)質(zhì)量和其運動部件的機(jī)械精度。該工具通常提供可靠的性能。我們已經(jīng)看到，在低流量下會發(fā)生一些不穩(wěn)定性。這可以通過增加系統(tǒng)的RC常數(shù)來提高，例如通過增加系統(tǒng)的彈性，但這會降低流速的響應(yīng)性。在處理注射泵和微流體時，用戶必須在穩(wěn)定性和響應(yīng)性之間找到適當(dāng)?shù)钠胶恻c。