CN108745430A - 一种以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置及定向输运方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置及定向输运方法，属于微流控技术领域。该装置包括芯片基底、芯片盖板、4个弹簧封闭装置、4个线圈Ⅰ、4个线圈Ⅱ，芯片基底顶端设置有环形槽道Ⅰ、长直槽道Ⅰ、短直槽道Ⅰ，芯片盖板底端设置有环形槽道Ⅱ、长直槽道Ⅱ、短直槽道Ⅱ，芯片基底与芯片盖板贴合形成芯片，环形槽道Ⅱ的底面与环形槽道Ⅰ的顶面贴合形成环形槽，长直槽道Ⅱ的底面与长直槽道Ⅰ的顶面贴合形成长直槽，短直槽道Ⅱ的底面与短直槽道Ⅰ的顶面贴合形成短直槽；弹簧封闭装置设置在短直槽内，长直槽内的末端设置微流控芯片；线圈Ⅱ镶嵌在芯片内部且位于相邻短直槽的角平分线上，线圈Ⅰ的中心轴与长直槽的中心轴在同一直线上。
Description
技术领域
本发明涉及一种以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置及定向输运方法，属于微流控技术领域。
背景技术
自20世纪90年代，A.Manz等人提出微全分析***以来，微流控芯片已经在全世界范围内被广泛研究。由于微流控芯片具有体积小、质量轻、价格低、便于携带、试样消耗少、反应速率快和使用方便等诸多优点，使其在化学、生物学、医学等领域成为研究热点。在各种微流控的应用中，微液滴生成后，实现对液滴精准控制、输运是微流控液滴技术是应用的关键。
在生物及化学分析的试验中，功能化的液滴可作为输送试剂或样品的载体。目前国内外众多研究者已针对滴液的操纵和输运做了一些工作，主要操控液滴的方法主要有：电润湿、介电泳法、热毛细管法和磁泳法，这些方法的主要特点是通过施加外力场在液滴周围建立局部能量梯度从而实现对液滴运动的人为控制，从而实现液滴的分离、融合和输运。然而，从现有的文献看，对液滴的定向输运还处于初步研究阶段。
为了快速高效对不同的液滴实施各种功能不同的应用，需要设计一种定向输运液滴的装置，以便滴液到达不同的应用区域，并且不能采用高温或强电场，因为高温或强电场均会破坏生物样品的活性。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置及定向输运方法；本发明采用磁场作为操控液滴的驱动力，不会破坏生物样品的活性，本发明采用磁场作为操控液滴的驱动力，其磁力的大小不受表面电荷、pH值、离子强度或温度的影响，可以实现非接触操控磁性液滴，极大程度上避免了交叉污染。在梯度磁场中，磁性液滴在梯度磁场中，受磁体积力的作用将沿着磁场最强的方向运动，以磁性液滴作为媒介推动被输运的液滴运动，从而实现对液滴的输运。
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：
一种以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，包括芯片基底1、芯片盖板2、4个弹簧封闭装置12、4个线圈Ⅰ3、4个线圈Ⅱ5，
芯片基底1顶端设置有环形槽道Ⅰ9、4条长直槽道Ⅰ4、4条短直槽道Ⅰ11，环形槽道Ⅰ9设置在芯片基底1顶端中心，环形槽道Ⅰ9的截面为顶端开口的半圆，4条长直槽道Ⅰ4均匀分布在环形槽道Ⅰ9的外沿且长直槽道Ⅰ4与环形槽道Ⅰ9内连通，4条长直槽道Ⅰ4的连线相交于环形槽道Ⅰ9的圆心且相邻长直槽道Ⅰ4之间的夹角为90°，长直槽道Ⅰ4的截面为顶端开口的半圆，4条短直槽道Ⅰ11均匀分布在环形槽道Ⅰ9的内沿且短直槽道Ⅰ11位于长直槽道Ⅰ4的一侧，短直槽道Ⅰ11与环形槽道Ⅰ9连通，4条短直槽道Ⅰ11的连线相交于环形槽道Ⅰ9的圆心且相邻短直槽道Ⅰ11之间的夹角为90°，短直槽道Ⅰ11的截面为顶端开口的半圆；
芯片盖板2底端设置有环形槽道Ⅱ、4条长直槽道Ⅱ、4条短直槽道Ⅱ，环形槽道Ⅱ设置在芯片盖板2底端中心，环形槽道Ⅱ的截面为底端开口的半圆，4条长直槽道Ⅱ均匀分布在环形槽道Ⅱ的外沿且长直槽道Ⅱ与环形槽道Ⅱ内连通，4条长直槽道Ⅱ的连线相交于环形槽道Ⅱ的圆心且相邻长直槽道Ⅱ之间的夹角为90°，长直槽道Ⅱ的截面为底端开口的半圆；4条短直槽道Ⅱ均匀分布在环形槽道Ⅱ的内沿且短直槽道Ⅱ位于长直槽道Ⅱ的一侧，短直槽道Ⅱ与环形槽道Ⅱ连通，4条短直槽道Ⅱ的连线相交于环形槽道Ⅱ的圆心且相邻短直槽道Ⅱ之间的夹角为90°，短直槽道Ⅱ的截面为底端开口的半圆；芯片盖板2顶部开设有斜孔7，斜孔7与环形槽道Ⅱ连通；
芯片基底1与芯片盖板2贴合形成芯片，环形槽道Ⅱ的底面与环形槽道Ⅰ9的顶面贴合形成环形槽，4条长直槽道Ⅱ的底面分别与4条长直槽道Ⅰ4的顶面贴合形成4条长直槽（长直槽A、长直槽B、长直槽C、长直槽D），4条短直槽道Ⅱ的底面分别与4条短直槽道Ⅰ11的顶面贴合形成4条短直槽（短直槽A、短直槽B、短直槽C、短直槽D）；环形槽、长直槽、短直槽的中心轴位于同一水平面上；
4个弹簧封闭装置12分别设置在短直槽内（短直槽A内的为弹簧封闭装置12-A、短直槽B内的为弹簧封闭装置12-B、短直槽C内的为弹簧封闭装置12-C、短直槽D内的为弹簧封闭装置12-D）；
4条长直槽内的末端设置有不同的微流控芯片；
4个线圈Ⅱ5镶嵌在芯片内部且线圈Ⅱ5位于环形槽的外侧，4个线圈Ⅱ5分别设置在相邻短直槽的角平分线上且线圈Ⅱ5的磁极指向环形槽的圆心（线圈Ⅱ5-A位于短直槽A与短直槽B的角平分线上，线圈Ⅱ5-B位于短直槽B与短直槽C的角平分线上，线圈Ⅱ5-C位于短直槽C与短直槽D的角平分线上，线圈Ⅱ5-D位于短直槽A与短直槽D的角平分线上），线圈Ⅱ5中性面与环形槽中性面位于在同一水平面上，4个线圈Ⅱ5分别外接稳压电源Ⅰ；
4个线圈Ⅰ3均匀分布在芯片外侧，4个线圈Ⅰ3的中心轴分别与长直槽的中心轴在同一直线上（线圈Ⅰ3-A的中心轴与长直槽A的中心轴在同一直线上，线圈Ⅰ3-B的中心轴与长直槽B的中心轴在同一直线上，线圈Ⅰ3-C的中心轴与长直槽C的中心轴在同一直线上，线圈Ⅰ3-D的中心轴与长直槽D的中心轴在同一直线上），线圈Ⅰ3的磁极指向环形槽的圆心，线圈Ⅰ3中性面与环形槽中性面位于在同一水平面上，4个线圈Ⅰ3分别外接稳压电源Ⅱ；
所述芯片基底1与芯片盖板2的材质均为透明硅片，通过键合方法贴合；
进一步地，所述芯片基底1与芯片盖板2为尺寸相同的正方形结构，环形槽的截面半径为1~3mm，长直槽的截面半径为1~3mm，短直槽的半径比环形槽的截面半径大0.5~1mm；
优选的，所述芯片基底1与芯片盖板2的边长为120mm，厚度为4~6mm；
所述弹簧封闭装置12包括实心圆柱体6、圆形金属片7、弹簧8，实心圆柱体6的一端为曲面且曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体6的另一端为圆形平面，实心圆柱体6的圆形平面与圆形金属片7固定连接，圆形金属片7通过弹簧8固定在短直槽的圆形底面中心（靠近环形槽的圆心一端为短直槽的圆形底面），实心圆柱体6的外壁与短直槽的内壁契合且实心圆柱体6可在短直槽内滑动；
所述实心圆柱体6的长度大于环形槽的直径，弹簧8的拉伸长度大于实心圆柱体6的曲面滑移至环形槽外沿壁的距离；
所述线圈Ⅰ3的半径为线圈Ⅱ5半径的3~5倍；
所述稳压电源Ⅰ、稳压电源Ⅱ均为可编程稳压电源；
所述线圈Ⅰ3的规格相同，线圈Ⅱ5的规格相同；线圈Ⅰ3、线圈Ⅱ5的中性面位于同一水平面上；
所述斜孔7与环形槽水平面的夹角为45°；
所述实心圆柱体6的曲面与环形槽的外沿壁严密贴合可严密地堵住环形槽，避免环形槽内的液滴穿过实心圆柱体6流向另一段环形槽；
所述圆形金属片10半径与实心圆柱体6的半径相同；
所述斜孔7的半径与环形槽的截面半径相同；
所述环形槽外沿壁为环形槽远离环形槽圆心的内壁；
线圈Ⅰ3由稳压电源Ⅰ（可编程稳压电源）交替供电，即每一时刻只有一个线圈Ⅰ3处于通电状态，当输运的液滴要被输运至环形槽的A出口（长直槽A与环形槽连通出口）时，即只对线圈Ⅰ3-A通电；当输运的液滴要被输运至环形槽的B出口（长直槽B与环形槽连通出口）时，即只对线圈Ⅰ3-B通电；当输运的液滴要被输运至环形槽的C出口（长直槽C与环形槽连通出口）时，即只对线圈Ⅰ3-C通电；当输运的液滴要被输运至环形槽的D出口（长直槽D与环形槽连通出口）时，即只对线圈Ⅰ3-D通电；对稳压电源进行编程，实现线圈Ⅰ3-A、线圈Ⅰ3-B、线圈Ⅰ3-C或线圈Ⅰ3-D处在通电状态时，电流逐渐增大，从而实现磁场强度的逐渐增强使短直槽A、短直槽B、短直槽C或短直槽D内弹簧封闭装置12-A、弹簧封闭装置12-B、弹簧封闭装置12-C或弹簧封闭装置12-D中的弹簧拉长，实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，严密堵住环形槽的液体通道，从而使输运的液滴进入长直槽A、长直槽B、长直槽C或长直槽D，然后到达目的地；
线圈Ⅱ5由稳压电源Ⅱ（可编程稳压电源）交替供电，即每一时刻只有一个线圈Ⅱ5处于通电状态，通电的线圈顺序按逆时针变化，每个线圈通电时间可以设定相同的时间，从而使磁性液滴推着被输运液滴在环形通道内做逆时针运动，当被输运液滴到达被弹簧封闭装置堵住的环形槽道处时，立即切断电源，使磁性液滴只受到线圈Ⅰ3中的一个线圈的磁场影响；对稳压电源进行编程，实现每个线圈处在通电状态时，电流逐渐增大；
本发明的原理：磁性液体是由纳米磁性颗粒、基载液和表面活性剂三部分组成的胶体悬浮液，是兼有磁性和流动性的功能性流体；磁性液体在磁场环境中，将沿磁场梯度大的方向运动；用磁性液滴作为媒介，设置可控的磁场，推动不互溶的非磁性液体运动，就能实现输运液体的功能。
本发明以磁性液滴为媒介定向输运液滴的方法，采用以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，具体步骤如下：
将磁性液滴通过斜孔7送至环形槽内，打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ（可编程稳压电源）对线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D四个线圈进行逆时针交替通电，线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D通电时线圈内的电流逐渐增大，线圈产生的磁场也逐渐增大；磁性液滴受到通电线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C或线圈Ⅱ5-D的磁场影响，向通电线圈运动，在交替通电的情况下，磁性液滴做逆时针的圆周运动；将被输运液滴通过斜孔7送至环形槽内，磁性液滴逐渐向被输运液滴靠拢（见图2），然后连在一起，磁性液滴推动输运液滴（见图3）在环形槽内做逆时针圆周运动；
被输运液滴达到预设出口（A出口、B出口、C出口或D出口）时，打开连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，使对应预设出口（A出口、B出口、C出口或D出口）的线圈Ⅰ3-A、线圈Ⅰ3-B、线圈Ⅰ3-C或线圈Ⅰ3-D处在通电状态，通电线圈中的电流逐渐增大，磁场逐渐增强，使对应预设出口的短直槽A、短直槽B、短直槽C或短直槽D内弹簧封闭装置12-A、弹簧封闭装置12-B、弹簧封闭装置12-C或弹簧封闭装置12-D中的圆形金属片受到磁场作用向前运动，相应的弹簧被拉长，相应的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道，磁性液滴和被输运液滴在对应预设出口的通电线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C或线圈Ⅱ5-D的磁场作用下，到达被堵的环形槽的预设出口处（A出口、B出口、C出口或D出口处）（见图5），关掉与线圈Ⅱ5相连的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴将只受线圈Ⅰ3-A、线圈Ⅰ3-B、线圈Ⅰ3-C或线圈Ⅰ3-D的影响，磁性液滴挤压被输运液滴向环形槽的预设出口（A出口、B出口、C出口或D出口处）的长直槽A、长直槽B、长直槽C或长直槽D内运动，因为表面张力的作用，被输运液滴并不会分散成多个小液滴，被输运液滴将会整体被挤到长直槽A、长直槽B、长直槽C或长直槽D内，磁性液滴继续推动被输运液滴向前运动；
当被输运液滴到达预设的长直槽A、长直槽B、长直槽C或长直槽D末端时，切换连接线圈Ⅰ3-A、线圈Ⅰ3-B、线圈Ⅰ3-C或线圈Ⅰ3-D的稳压电源Ⅰ开关，使线圈Ⅰ3-A、线圈Ⅰ3-B、线圈Ⅰ3-C或线圈Ⅰ3-D对面的线圈Ⅰ3-C、线圈Ⅰ3-D、线圈Ⅰ3-A或线圈Ⅰ3-B一直处于通电状态，邻近A出口、B出口、C出口或D出口的弹簧封闭装置12-A、弹簧封闭装置12-B、弹簧封闭装置12-C或弹簧封闭装置12-D在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，磁性液滴只受对面的线圈Ⅰ3-C、线圈Ⅰ3-D、线圈Ⅰ3-A或线圈Ⅰ3-B的磁场影响，随着电流的逐渐增大，磁性液滴将向环形槽方向运动，实现磁性液滴和被输运液滴在磁场的作用下分离，同时弹簧封闭装置12-C、弹簧封闭装置12-D、弹簧封闭装置12-A或弹簧封闭装置12-B的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道；磁性液滴回到环形槽时，关闭连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，弹簧封闭装置12-C、弹簧封闭装置12-D、弹簧封闭装置12-A或弹簧封闭装置12-B在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，再打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴回到环形槽内做圆周运动，从斜孔7处再送进被输运液滴，可实现被输运液滴的定向输运。
本发明的有益效果：
（1）本发明利用磁性液体在磁场环境中沿着磁场梯度大的方向运动，采用磁性液滴做媒介推动被输运液滴运动，实现被输运液滴的定向输运；
（2）本发明以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置中液滴的输运过程简单、高效、可控；
（3）本发明以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置对被输送液滴大小、种类、PH、离子、表面电荷等物理参数无特殊要求，可避免交叉污染；
（4）本发明以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置中被输运液滴到达目的地后，可用磁场实现被输运液滴与磁性液滴的分离。
附图说明
图1为以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置的结构示意图；
图2为磁性液滴在环形槽道内做逆时针圆周运动示意图；
图3为磁性液滴推动被输运液滴运动示意图；
图4为弹簧封闭装置示意图；
图5为弹簧封闭装置封闭环形槽示意图；
图6为磁性液滴推动被输运液滴到目的出口的运动示意图；
图7为磁磁性液滴返回环形槽道的运动示意图；
图8为磁性液滴回到环形槽道做逆时针圆周运动的示意图；
图9为长直槽道末端的微流控芯片示意图；
图中：1-芯片基底，2-芯片盖板，3-大线圈组，4-长直槽道，5-小线圈组，6-实心圆柱体，7-斜孔，8-弹簧，9-环形槽道，10-圆形金属片，11-短直槽道，12-弹簧封闭装置。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1~9所示，一种以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，包括芯片基底1、芯片盖板2、4个弹簧封闭装置12、4个线圈Ⅰ3、4个线圈Ⅱ5，
芯片基底1顶端设置有环形槽道Ⅰ9、4条长直槽道Ⅰ4、4条短直槽道Ⅰ11，环形槽道Ⅰ9设置在芯片基底1顶端中心，环形槽道Ⅰ9的截面为顶端开口的半圆，4条长直槽道Ⅰ4均匀分布在环形槽道Ⅰ9的外沿且长直槽道Ⅰ4与环形槽道Ⅰ9内连通，4条长直槽道Ⅰ4的连线相交于环形槽道Ⅰ9的圆心且相邻长直槽道Ⅰ4之间的夹角为90°，长直槽道Ⅰ4的截面为顶端开口的半圆，4条短直槽道Ⅰ11均匀分布在环形槽道Ⅰ9的内沿且短直槽道Ⅰ11位于长直槽道Ⅰ4的一侧，短直槽道Ⅰ11与环形槽道Ⅰ9连通，4条短直槽道Ⅰ11的连线相交于环形槽道Ⅰ9的圆心且相邻短直槽道Ⅰ11之间的夹角为90°，短直槽道Ⅰ11的截面为顶端开口的半圆；
芯片盖板2底端设置有环形槽道Ⅱ、4条长直槽道Ⅱ、4条短直槽道Ⅱ，环形槽道Ⅱ设置在芯片盖板2底端中心，环形槽道Ⅱ的截面为底端开口的半圆，4条长直槽道Ⅱ均匀分布在环形槽道Ⅱ的外沿且长直槽道Ⅱ与环形槽道Ⅱ内连通，4条长直槽道Ⅱ的连线相交于环形槽道Ⅱ的圆心且相邻长直槽道Ⅱ之间的夹角为90°，长直槽道Ⅱ的截面为底端开口的半圆；4条短直槽道Ⅱ均匀分布在环形槽道Ⅱ的内沿且短直槽道Ⅱ位于长直槽道Ⅱ的一侧，短直槽道Ⅱ与环形槽道Ⅱ连通，4条短直槽道Ⅱ的连线相交于环形槽道Ⅱ的圆心且相邻短直槽道Ⅱ之间的夹角为90°，短直槽道Ⅱ的截面为底端开口的半圆；芯片盖板2顶部开设有斜孔7，斜孔7与环形槽道Ⅱ连通；
芯片基底1与芯片盖板2贴合形成芯片，环形槽道Ⅱ的底面与环形槽道Ⅰ9的顶面贴合形成环形槽，4条长直槽道Ⅱ的底面分别与4条长直槽道Ⅰ4的顶面贴合形成4条长直槽（长直槽A、长直槽B、长直槽C、长直槽D），4条短直槽道Ⅱ的底面分别与4条短直槽道Ⅰ11的顶面贴合形成4条短直槽（短直槽A、短直槽B、短直槽C、短直槽D）；环形槽、长直槽、短直槽的中心轴位于同一水平面上；
4个弹簧封闭装置12分别设置在短直槽内（短直槽A内的为弹簧封闭装置12-A、短直槽B内的为弹簧封闭装置12-B、短直槽C内的为弹簧封闭装置12-C、短直槽D内的为弹簧封闭装置12-D）；
4条长直槽内的末端设置有不同的微流控芯片；
4个线圈Ⅱ5镶嵌在芯片内部且线圈Ⅱ5位于环形槽的外侧，4个线圈Ⅱ5分别设置在相邻短直槽的角平分线上且线圈Ⅱ5的磁极指向环形槽的圆心（线圈Ⅱ5-A位于短直槽A与短直槽B的角平分线上，线圈Ⅱ5-B位于短直槽B与短直槽C的角平分线上，线圈Ⅱ5-C位于短直槽C与短直槽D的角平分线上，线圈Ⅱ5-D位于短直槽A与短直槽D的角平分线上），线圈Ⅱ5中性面与环形槽中性面位于在同一水平面上，4个线圈Ⅱ5分别外接稳压电源Ⅰ；
4个线圈Ⅰ3均匀分布在芯片外侧，4个线圈Ⅰ3的中心轴分别与长直槽的中心轴在同一直线上（线圈Ⅰ3-A的中心轴与长直槽A的中心轴在同一直线上，线圈Ⅰ3-B的中心轴与长直槽B的中心轴在同一直线上，线圈Ⅰ3-C的中心轴与长直槽C的中心轴在同一直线上，线圈Ⅰ3-D的中心轴与长直槽D的中心轴在同一直线上），线圈Ⅰ3的磁极指向环形槽的圆心，线圈Ⅰ3中性面与环形槽中性面位于在同一水平面上，4个线圈Ⅰ3分别外接稳压电源Ⅱ；
本实施例中芯片基底1与芯片盖板2的材质均为透明硅片，通过键合方法贴合；
本实施例中芯片基底1与芯片盖板2为尺寸相同的正方形结构，环形槽的截面半径为2mm，环形槽的截面圆心距环形槽的圆心距离为15mm，长直槽的截面半径为2mm，长直槽的长度为28mm，短直槽的半径比环形槽的截面半径大0.5mm，短直槽的长度为13mm；
本实施例中芯片基底1与芯片盖板2的边长为120mm，厚度为5mm；
本实施例中弹簧封闭装置12包括实心圆柱体6、圆形金属片7、弹簧8，实心圆柱体6的一端为曲面且曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体6的另一端为圆形平面，实心圆柱体6的圆形平面与圆形金属片7固定连接，圆形金属片7通过弹簧8固定在短直槽的圆形底面中心（靠近环形槽的圆心一端为短直槽的圆形底面），实心圆柱体6的外壁与短直槽的内壁契合且实心圆柱体6可在短直槽内滑动；
本实施例中实心圆柱体6采用3D打印制成，实心圆柱体6的长度为6mm，大于环形槽的直径，实心圆柱体6的半径为2mm，弹簧8的拉伸长度大于实心圆柱体6的曲面滑移至环形槽外沿壁的距离；
本实施例中线圈Ⅰ3的半径为线圈Ⅱ5半径的3.75倍；
本实施例中稳压电源Ⅰ、稳压电源Ⅱ均为可编程稳压电源；稳压电源Ⅰ可为线圈Ⅰ3提供0~3A的电流，稳压电源Ⅱ可为线圈Ⅱ5提供0~5A的电流；
本实施例中线圈Ⅰ3的规格相同，均为匝数为10000匝，内径为30mm，外径为60mm，高度为85mm，漆包线直径为0.31mm；线圈Ⅱ5的规格相同，均为匝数为5000匝，内径为8mm，外径为16mm，高度为30mm，漆包线直径为0.31mm；线圈Ⅰ3、线圈Ⅱ5的中性面位于同一水平面上；
本实施例中斜孔7与环形槽水平面的夹角为45°；
本实施例中实心圆柱体6的曲面与环形槽的外沿壁严密贴合可严密地堵住环形槽，避免环形槽内的液滴穿过实心圆柱体6流向另一段环形槽；
本实施例中圆形金属片10采用坡莫合金，圆形金属片10的半径与实心圆柱体6的半径相同，圆形金属片10的厚度为4mm；圆柱体6与圆形金属片片2采用强胶粘合，圆形金属片10与弹簧8采用焊接，弹簧8与短直槽的圆形底面中心采用强胶粘合；
本实施例中斜孔7的半径与环形槽的截面半径相同；
本实施例中环形槽外沿壁为环形槽远离环形槽圆心的内壁；
线圈Ⅰ3由稳压电源Ⅰ（可编程稳压电源）交替供电，即每一时刻只有一个线圈Ⅰ3处于通电状态，当输运的液滴要被输运至环形槽的A出口（长直槽A与环形槽连通出口）时，即只对线圈Ⅰ3-A通电；当输运的液滴要被输运至环形槽的B出口（长直槽B与环形槽连通出口）时，即只对线圈Ⅰ3-B通电；当输运的液滴要被输运至环形槽的C出口（长直槽C与环形槽连通出口）时，即只对线圈Ⅰ3-C通电；当输运的液滴要被输运至环形槽的D出口（长直槽D与环形槽连通出口）时，即只对线圈Ⅰ3-D通电；对稳压电源进行编程，实现线圈Ⅰ3-A、线圈Ⅰ3-B、线圈Ⅰ3-C或线圈Ⅰ3-D处在通电状态时，电流逐渐增大，从而实现磁场强度的逐渐增强使短直槽A、短直槽B、短直槽C或短直槽D内弹簧封闭装置12-A、弹簧封闭装置12-B、弹簧封闭装置12-C或弹簧封闭装置12-D中的弹簧拉长，实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，严密堵住环形槽的液体通道，从而使输运的液滴进入长直槽A、长直槽B、长直槽C或长直槽D，然后到达目的地；
线圈Ⅱ5由稳压电源Ⅱ（可编程稳压电源）交替供电，即每一时刻只有一个线圈Ⅱ5处于通电状态，通电的线圈顺序按逆时针变化，每个线圈通电时间可以设定相同的时间，从而使磁性液滴推着被输运液滴在环形通道内做逆时针运动，当被输运液滴到达被弹簧封闭装置堵住的环形槽道处时，立即切断电源，使磁性液滴只受到线圈Ⅰ3中的一个线圈的磁场影响；对稳压电源进行编程，实现每个线圈处在通电状态时，电流逐渐增大；
本实施例的原理：磁性液体是由纳米磁性颗粒、基载液和表面活性剂三部分组成的胶体悬浮液，是兼有磁性和流动性的功能性流体；磁性液体在磁场环境中，将沿磁场梯度大的方向运动；用磁性液滴作为媒介，设置可控的磁场，推动不互溶的非磁性液体运动，就能实现输运液体的功能；
本实施例的使用方法（将被输运液滴送至长直槽B末端的微流控芯片）：
将20ul磁性液滴通过斜孔7送至环形槽内，打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ（可编程稳压电源）对线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D四个线圈进行逆时针交替通电，线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D通电时线圈内的电流逐渐增大，线圈产生的磁场也逐渐增大；磁性液滴受到通电线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C或线圈Ⅱ5-D的磁场影响，向通电线圈运动，在交替通电的情况下，磁性液滴做逆时针的圆周运动；将30ul被输运液滴通过斜孔7送至环形槽内，磁性液滴逐渐向被输运液滴靠拢（见图2），然后连在一起，磁性液滴推动输运液滴（见图3）在环形槽内做逆时针圆周运动；磁性液滴与被输运液滴不互溶；
被输运液滴达到预设出口（B出口）时，打开连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，使对应B出口的线圈Ⅰ3-B处在通电状态，通电线圈中的电流逐渐增大，磁场逐渐增强，使短直槽B内弹簧封闭装置12-B中的圆形金属片受到磁场作用向前运动，相应的弹簧被拉长，相应的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道，磁性液滴和被输运液滴在通电线圈Ⅱ5-B的磁场作用下，到达被堵的环形槽的B出口处（见图5），关掉与线圈Ⅱ5相连的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴将只受线圈Ⅰ3-B、的影响，磁性液滴挤压被输运液滴向环形槽的B出口处的长直槽B内运动，因为表面张力的作用，被输运液滴并不会分散成多个小液滴，被输运液滴将会整体被挤到长直槽B内，磁性液滴继续推动被输运液滴向前运动；
当被输运液滴到达长直槽B末端时，切换连接线圈Ⅰ3-B的稳压电源Ⅰ开关，使线圈Ⅰ3-B对面的线圈Ⅰ3-D一直处于通电状态，邻近B出口的弹簧封闭装置12-B在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，磁性液滴只受对面的线圈Ⅰ3-D的磁场影响，随着电流的逐渐增大，磁性液滴将向环形槽方向运动，实现磁性液滴和被输运液滴在磁场的作用下分离，同时弹簧封闭装置12-D的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道；磁性液滴回到环形槽时，关闭连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，弹簧封闭装置12-D在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，再打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴回到环形槽内做圆周运动，从斜孔7处再送进被输运液滴，可实现被输运液滴的定向输运。
实施例2：本实施例的以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置与实施例1的以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置结构基本一致，不同之处在于：环形槽的截面半径为1mm，环形槽的截面圆心距环形槽的圆心距离为16mm，长直槽的截面半径为1mm，长直槽的长度为30mm，短直槽的半径比环形槽的截面半径大0.5mm，短直槽的长度为14mm；芯片基底1与芯片盖板2的边长为120mm，厚度为4mm；
本实施例的使用方法（将被输运液滴送至长直槽A末端的微流控芯片）：
将20ul磁性液滴通过斜孔7送至环形槽内，打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ（可编程稳压电源）对线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D四个线圈进行逆时针交替通电，线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D通电时线圈内的电流逐渐增大，线圈产生的磁场也逐渐增大；磁性液滴受到通电线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C或线圈Ⅱ5-D的磁场影响，向通电线圈运动，在交替通电的情况下，磁性液滴做逆时针的圆周运动；将50ul被输运液滴通过斜孔7送至环形槽内，磁性液滴逐渐向被输运液滴靠拢（见图2），然后连在一起，磁性液滴推动输运液滴（见图3）在环形槽内做逆时针圆周运动；磁性液滴与被输运液滴不互溶；
被输运液滴达到预设出口（A出口）时，打开连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，使对应A出口的线圈Ⅰ3-A处在通电状态，通电线圈中的电流逐渐增大，磁场逐渐增强，使短直槽A内弹簧封闭装置12-A中的圆形金属片受到磁场作用向前运动，相应的弹簧被拉长，相应的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道，磁性液滴和被输运液滴在通电线圈Ⅱ5-A的磁场作用下，到达被堵的环形槽的A出口处（见图5），关掉与线圈Ⅱ5相连的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴将只受线圈Ⅰ3-A、的影响，磁性液滴挤压被输运液滴向环形槽的A出口处的长直槽A内运动，因为表面张力的作用，被输运液滴并不会分散成多个小液滴，被输运液滴将会整体被挤到长直槽A内，磁性液滴继续推动被输运液滴向前运动；
当被输运液滴到达长直槽A末端时，切换连接线圈Ⅰ3-A的稳压电源Ⅰ开关，使线圈Ⅰ3-A对面的线圈Ⅰ3-C一直处于通电状态，邻近A出口的弹簧封闭装置12-A在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，磁性液滴只受对面的线圈Ⅰ3-C的磁场影响，随着电流的逐渐增大，磁性液滴将向环形槽方向运动，实现磁性液滴和被输运液滴在磁场的作用下分离，同时弹簧封闭装置12-C的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道；磁性液滴回到环形槽时，关闭连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，弹簧封闭装置12-C在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，再打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴回到环形槽内做圆周运动，从斜孔7处再送进被输运液滴，可实现被输运液滴的定向输运。
实施例3：本实施例的以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置与实施例1的以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置结构基本一致，不同之处在于：环形槽的截面半径为1mm，环形槽的截面圆心距环形槽的圆心距离为15mm，长直槽的截面半径为3mm，长直槽的长度为35mm，短直槽的半径比环形槽的截面半径大0.8mm，短直槽的长度为13mm；芯片基底1与芯片盖板2的边长为120mm，厚度为6mm；
本实施例的使用方法（将被输运液滴a，b两种互不相容的液体送至长直槽C末端的微流控芯片）：
将20ul磁性液滴通过斜孔7送至环形槽内，打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ（可编程稳压电源）对线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D四个线圈进行逆时针交替通电，线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D通电时线圈内的电流逐渐增大，线圈产生的磁场也逐渐增大；磁性液滴受到通电线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C或线圈Ⅱ5-D的磁场影响，向通电线圈运动，在交替通电的情况下，磁性液滴做逆时针的圆周运动；将50ul被输运液滴a和20ul被输运液滴b通过斜孔7送至环形槽内，磁性液滴逐渐向被输运液滴靠拢（见图2），然后连在一起，磁性液滴推动输运液滴（见图3）在环形槽内做逆时针圆周运动；磁性液滴与被输运液滴a、被输运液滴b均不互溶；
被输运液滴达到预设出口（C出口）时，打开连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，使对应C出口的线圈Ⅰ3-C处在通电状态，通电线圈中的电流逐渐增大，磁场逐渐增强，使短直槽C内弹簧封闭装置12-C中的圆形金属片受到磁场作用向前运动，相应的弹簧被拉长，相应的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道，磁性液滴和被输运液滴在通电线圈Ⅱ5-C的磁场作用下，到达被堵的环形槽的C出口处（见图5），关掉与线圈Ⅱ5相连的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴将只受线圈Ⅰ3-C、的影响，磁性液滴挤压被输运液滴向环形槽的C出口处的长直槽C内运动，因为表面张力的作用，被输运液滴并不会分散成多个小液滴，被输运液滴将会整体被挤到长直槽C内，磁性液滴继续推动被输运液滴向前运动；
当被输运液滴到达长直槽C末端时，切换连接线圈Ⅰ3-C的稳压电源Ⅰ开关，使线圈Ⅰ3-C对面的线圈Ⅰ3-A一直处于通电状态，邻近C出口的弹簧封闭装置12-C在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，磁性液滴只受对面的线圈Ⅰ3-A的磁场影响，随着电流的逐渐增大，磁性液滴将向环形槽方向运动，实现磁性液滴和被输运液滴在磁场的作用下分离，同时弹簧封闭装置12-A的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道；磁性液滴回到环形槽时，关闭连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，弹簧封闭装置12-A在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，再打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴回到环形槽内做圆周运动，从斜孔7处再送进被输运液滴，可实现被输运液滴的定向输运。
实施例4：本实施例的以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置与实施例1的以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置结构基本一致，不同之处在于：环形槽的截面半径为1mm，环形槽的截面圆心距环形槽的圆心距离为16mm，长直槽的截面半径为3mm，长直槽的长度为30mm，短直槽的半径比环形槽的截面半径大1.0mm，短直槽的长度为12mm；芯片基底1与芯片盖板2的边长为120mm，厚度为6mm；
本实施例的使用方法（将被输运液滴a，b两种相容的液体，被输运液滴a和被输运液滴b为反应原料，被输运液滴a和被输运液滴b反应生成反应物r，反应物r送至长直槽D末端的微流控芯片）：
将20ul磁性液滴通过斜孔7送至环形槽内，打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ（可编程稳压电源）对线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D四个线圈进行逆时针交替通电，线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C、线圈Ⅱ5-D通电时线圈内的电流逐渐增大，线圈产生的磁场也逐渐增大；磁性液滴受到通电线圈Ⅱ5-A、线圈Ⅱ5-B、线圈Ⅱ5-C或线圈Ⅱ5-D的磁场影响，向通电线圈运动，在交替通电的情况下，磁性液滴做逆时针的圆周运动；将20ul被输运液滴a和20ul被输运液滴b通过斜孔7送至环形槽内，磁性液滴逐渐向被输运液滴靠拢（见图2），然后连在一起，磁性液滴推动输运液滴（见图3）在环形槽内做逆时针圆周运动；磁性液滴与被输运液滴a、被输运液滴b均不互溶；被输运液滴a、被输运液滴b在环形槽内充分反应；磁性液滴与反应物r不互溶；
被输运液滴（反应物r）达到预设出口（D出口）时，打开连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，使对应D出口的线圈Ⅰ3-D处在通电状态，通电线圈中的电流逐渐增大，磁场逐渐增强，使短直槽D内弹簧封闭装置12-D中的圆形金属片受到磁场作用向前运动，相应的弹簧被拉长，相应的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道，磁性液滴和被输运液滴（反应物r）在通电线圈Ⅱ5-D的磁场作用下，到达被堵的环形槽的D出口处（见图5），关掉与线圈Ⅱ5相连的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴将只受线圈Ⅰ3-D、的影响，磁性液滴挤压被输运液滴（反应物r）向环形槽的D出口处的长直槽D内运动，因为表面张力的作用，被输运液滴（反应物r）并不会分散成多个小液滴，被输运液滴（反应物r）将会整体被挤到长直槽D内，磁性液滴继续推动被输运液滴（反应物r）向前运动；
当被输运液滴（反应物r）到达长直槽D末端时，切换连接线圈Ⅰ3-D的稳压电源Ⅰ开关，使线圈Ⅰ3-D对面的线圈Ⅰ3-B一直处于通电状态，邻近D出口的弹簧封闭装置12-D在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，磁性液滴只受对面的线圈Ⅰ3-B的磁场影响，随着电流的逐渐增大，磁性液滴将向环形槽方向运动，实现磁性液滴和被输运液滴（反应物r）在磁场的作用下分离，同时弹簧封闭装置12-B的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道；磁性液滴回到环形槽时，关闭连接线圈Ⅰ3的稳压电源Ⅰ的开关，弹簧封闭装置12-B在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，再打开连接线圈Ⅱ5的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴回到环形槽内做圆周运动，从斜孔7处再送进被输运液滴（反应物r），可实现被输运液滴（反应物r）的定向输运。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，其特征在于：包括芯片基底（1）、芯片盖板（2）、4个弹簧封闭装置（12）、4个线圈Ⅰ（3）、4个线圈Ⅱ（5），
芯片基底（1）顶端设置有环形槽道Ⅰ（9）、4条长直槽道Ⅰ（4）、4条短直槽道Ⅰ（11），环形槽道Ⅰ（9）设置在芯片基底（1）顶端中心，环形槽道Ⅰ（9）的截面为顶端开口的半圆，4条长直槽道Ⅰ（4）均匀分布在环形槽道Ⅰ（9）的外沿且长直槽道Ⅰ（4）与环形槽道Ⅰ（9）内连通，4条长直槽道Ⅰ（4）的连线相交于环形槽道Ⅰ（9）的圆心且相邻长直槽道Ⅰ（4）之间的夹角为90°，长直槽道Ⅰ（4）顶端开口，4条短直槽道Ⅰ（11）均匀分布在环形槽道Ⅰ（9）的内沿且短直槽道Ⅰ（11）位于长直槽道Ⅰ（4）的一侧，短直槽道Ⅰ（11）与环形槽道Ⅰ（9）连通，4条短直槽道Ⅰ（11）的连线相交于环形槽道Ⅰ（9）的圆心且相邻短直槽道Ⅰ（11）之间的夹角为90°，短直槽道Ⅰ（11）顶端开口；
芯片盖板（2）底端设置有环形槽道Ⅱ、4条长直槽道Ⅱ、4条短直槽道Ⅱ，环形槽道Ⅱ设置在芯片盖板（2）底端中心，环形槽道Ⅱ的截面为底端开口的半圆，4条长直槽道Ⅱ均匀分布在环形槽道Ⅱ的外沿且长直槽道Ⅱ与环形槽道Ⅱ内连通，4条长直槽道Ⅱ的连线相交于环形槽道Ⅱ的圆心且相邻长直槽道Ⅱ之间的夹角为90°，长直槽道Ⅱ的截面为底端开口的半圆；4条短直槽道Ⅱ均匀分布在环形槽道Ⅱ的内沿且短直槽道Ⅱ位于长直槽道Ⅱ的一侧，短直槽道Ⅱ与环形槽道Ⅱ连通，4条短直槽道Ⅱ的连线相交于环形槽道Ⅱ的圆心且相邻短直槽道Ⅱ之间的夹角为90°，短直槽道Ⅱ的截面为底端开口的半圆；芯片盖板（2）顶部开设有斜孔（7），斜孔（7）与环形槽道Ⅱ连通；
芯片基底（1）与芯片盖板（2）贴合形成芯片，环形槽道Ⅱ的底面与环形槽道Ⅰ（9）的顶面贴合形成环形槽，4条长直槽道Ⅱ的底面分别与4条长直槽道Ⅰ（4）的顶面贴合形成4条长直槽，4条短直槽道Ⅱ的底面分别与4条短直槽道Ⅰ（11）的顶面贴合形成4条短直槽；环形槽、长直槽、短直槽的中心轴位于同一水平面上；
4个弹簧封闭装置（12）分别设置在短直槽内；
4条长直槽内的末端设置有不同的微流控芯片；
4个线圈Ⅱ（5）镶嵌在芯片内部且线圈Ⅱ（5）位于环形槽的外侧，4个线圈Ⅱ（5）分别设置在相邻短直槽的角平分线上且线圈Ⅱ（5）的磁极指向环形槽的圆心，线圈Ⅱ（5）中性面与环形槽中性面位于在同一水平面上，4个线圈Ⅱ（5）分别外接稳压电源Ⅰ；
4个线圈Ⅰ（3）均匀分布在芯片外侧，4个线圈Ⅰ（3）的中心轴分别与长直槽的中心轴在同一直线上，线圈Ⅰ（3）的磁极指向环形槽的圆心，线圈Ⅰ（3）中性面与环形槽中性面位于在同一水平面上，4个线圈Ⅰ（3）分别外接稳压电源Ⅱ。
2.根据权利要求1所述以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，其特征在于：芯片基底（1）与芯片盖板（2）的材质均为透明硅片，通过键合方法贴合。
3.根据权利要求1所述以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，其特征在于：芯片基底（1）与芯片盖板（2）为尺寸相同的正方形结构，环形槽的截面半径为1~3mm，长直槽的截面半径为1~3mm，短直槽的半径比环形槽的截面半径大0.5~1mm。
4.根据权利要求1所述以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，其特征在于：弹簧封闭装置（12）包括实心圆柱体（6）、圆形金属片（7）、弹簧（8），实心圆柱体（6）的一端为曲面且曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体（6）的另一端为圆形平面，实心圆柱体（6）的圆形平面与圆形金属片（7）固定连接，圆形金属片（7）通过弹簧（8）固定在短直槽的圆形底面中心，实心圆柱体（6）的外壁与短直槽的内壁契合且实心圆柱体（6）可在短直槽内滑动。
5.根据权利要求4所述以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，其特征在于：实心圆柱体（6）的长度大于环形槽的直径，弹簧（8）的拉伸长度大于实心圆柱体（6）的曲面滑移至环形槽外沿壁的距离。
6.根据权利要求1所述以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，其特征在于：线圈Ⅰ（3）的半径为线圈Ⅱ（5）半径的3~5倍。
7.根据权利要求1所述以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，其特征在于：稳压电源Ⅰ、稳压电源Ⅱ均为可编程稳压电源。
8.根据权利要求1所述以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，其特征在于：斜孔（7）与环形槽水平面的夹角为45°。
9.一种以磁性液滴为媒介定向输运液滴的方法，其特征在于，采用以磁性液滴为媒介定向输运液滴的装置，具体步骤如下：
（1）将磁性液滴通过斜孔送至环形槽内，打开连接线圈Ⅱ的稳压电源Ⅱ对线圈Ⅱ的四个线圈进行逆时针交替通电，线圈Ⅱ通电时线圈内的电流逐渐增大，线圈产生的磁场随之逐渐增大；磁性液滴受到通电线圈Ⅱ的磁场影响，向通电线圈运动，线圈Ⅱ交替通电，磁性液滴做逆时针的圆周运动；
（2）将与磁性液滴不互溶的被输运液滴通过斜孔送至环形槽内，磁性液滴逐渐向被输运液滴靠拢并连在一起，磁性液滴推动输运液滴在环形槽内做逆时针圆周运动；
（3）被输运液滴达到预设出口时，打开连接线圈Ⅰ的稳压电源Ⅰ的开关，使对应预设出口的线圈Ⅰ处在通电状态，通电线圈中的电流逐渐增大，磁场随之逐渐增强，使对应预设出口的短直槽内弹簧封闭装置中的圆形金属片受到磁场作用向前运动，相应的弹簧被拉长，相应的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道，磁性液滴和被输运液滴在通电线圈Ⅱ的磁场作用下，到达被堵的环形槽的预设出口处，关掉与线圈Ⅱ相连的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴只受线圈Ⅰ的影响而使磁性液滴挤压被输运液滴向环形槽的预设出口处的预设长直槽内运动，被输运液滴被挤到预设长直槽内，磁性液滴继续推动被输运液滴向前运动；
（4）当被输运液滴到达预设长直槽末端时，切换连接预设出口的线圈Ⅰ的稳压电源Ⅰ开关，使预设出口的线圈Ⅰ对面的线圈Ⅰ一直处于通电状态，邻近预设出口的弹簧封闭装置在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，磁性液滴只受对面的线圈Ⅰ的磁场影响，随着电流的逐渐增大，磁性液滴将向环形槽方向运动，实现磁性液滴和被输运液滴在磁场的作用下分离，同时预设出口的线圈Ⅰ对面的弹簧封闭装置的实心圆柱体的曲面与环形槽外沿壁契合，实心圆柱体堵住环形槽的液滴通道；磁性液滴回到环形槽时，关闭连接线圈Ⅰ的稳压电源Ⅰ的开关，预设出口的线圈Ⅰ对面的弹簧封闭装置在弹簧自然回弹的作用力下回到初始位置，再打开连接线圈Ⅱ的稳压电源Ⅱ的开关，磁性液滴回到环形槽内做圆周运动，从斜孔处再送进被输运液滴，实现被输运液滴的定向输运。
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