對于大多數微流體應用而言，控制流速至關重要。將宏實驗縮減為微米級可以提高其靈敏度和分辨率，但也更容易受到外部因素的影響。流速是要控制的關鍵參數之一。注射泵，蠕動泵或壓力驅動泵是最常用的系統，可在微流體規模上輸送流量并提供對流體的最佳控制。

1.蠕動泵

蠕動泵輸送脈動流量。所使用的流體管是柔性的，并且盤繞在泵轉子上。泵轉子上的滾子通過定期壓縮管道來移動流體。用戶設置流速或rpm，該流速或轉速對應于儀器傳遞的脈動流量的平均值。脈動的幅度和頻率取決于流體管的內徑，輥子的數量及其轉速。這種儀器的流量范圍從2μL / min到大于10L / min。

蠕動泵廣泛用于再循環以及分配大容量。

圖1：蠕動泵

蠕動泵優點：

價格：這種流體輸送方法相對便宜。

易于使用：蠕動泵易于使用和連接。

高流量范圍：對于大流量，高流量以及流體再循環，這是一個很好的選擇。

可逆：它可以在兩個旋轉方向上工作。該優點允許流體的再循環，這對于某些生物學應用可能是有用的。

吞吐量：根據轉子設計，最多可以并行灌注24個樣品。 

密封：滾子在轉子上的旋轉作用導致整個管的密封壓力發生位移，從而最大程度地減少了泄漏或回流。

蠕動泵缺點：

脈動流量：蠕動泵輸送的流量由于管路壓縮而脈動（如圖1所示）。這不適用于流速必須恒定的大多數微流體應用。例如，某些細胞可能對剪切應力高度敏感，這種急性搏動可以激活炎癥反應。

沒有可用的復雜流量曲線：由于流量多變，因此無法實現復雜的流量模式，例如斜坡，脈沖或正弦波。

無壓力控制：  蠕動泵上唯一可訪問且可設置的參數是儀器輸送的平均流量。無法控制施加到流體上的壓力，這對于需要控制細胞壓力的微生物學研究可能是個問題。

響應時間：由于脈動的流動，很難確定該設備的響應時間。

2.注射泵

注射泵廣泛用于微流體（生物醫學領域）和微流體應用。一旦在注射器中注入了所關注的液體，就將其置于基于運動活塞的注射器泵上，該活塞由電動機推動（或拉動）（圖3）。電機的螺桿旋轉作用在注射器活塞上的力對應于流速。市場上存在各種質量和價格，其流速范圍為0.012 nL / min至300 mL / min。

注射泵優點：

穩定性：注射泵旨在提供穩定，恒定的流量。根據注射泵的質量，可以減少由電動機和螺桿驅動器的旋轉引起的振蕩。

易于使用：直觀的用戶界面使其非常易于使用。

準確性：使用正確的注射器體積（2mL）和類型（玻璃）并使用高質量的注射器泵，可以將容量降至納升以下。

吞吐量：對于某些型號，一個推桿可以并行灌注多達10個樣品。

注射泵缺點：

體積限制：注射器泵受注射器體積的限制。

沒有壓力控制：沒有控制施加在流體上的壓力，這會給生物應用帶來麻煩。高壓會在細胞上引起機械應力。

溶液均勻性：   注射泵不是將溶液中的細胞混合的最佳工具。由于注射器不移動，懸浮液中的細胞會沉淀。

3.壓力驅動泵（壓力控制器）

壓力控制器通過向密封的儲液罐施加壓力來控制流量。液體表面上方的空氣所施加的壓力將液體通過微流體管從儲罐中推出。壓力或流速均可通過此設備控制。可以通過在流體管線中添加流量計來記錄流速。流量計可以通過調節壓力的反饋回路來設置流量。

壓力驅動泵優點：

反應性：壓力控制器具有非常快的響應時間。

壓力控制：壓力控制器是唯一可用于測量和控制施加到系統的壓力的設備。這與生理條件（即血壓，眼壓等）更加一致。此外，使用壓力控制器和流量計是唯一可以訪問微流體回路電阻的組合。在微流體回路中，流速和壓降之間的關系如下：（ΔP= Q * R）控制壓力并記錄流速可以測量系統的電阻。

流量曲線范圍：由于基于壓力的流量控制器的響應時間長，因此可以生成復雜的流量模式。這對于重現復雜的流動模式（例如主動脈壓）很有用。

穩定性：由于氣壓控制器的出色調節，可以實現從納升/分鐘到毫升/分鐘的高穩定性流速。例如，可以忠實地再現毛細血管中的層流。穩定的流動對于維持對切應力高度敏感的內皮細胞的生理表型至關重要。

多功能系統：將壓力控制器與流量傳感器耦合，可以在實驗過程中監控流量和壓力。可以設置流速或壓力，并且可以記錄相應的壓力或流速變化的結果。這對于評估實驗過程中流體系統的阻力變化特別有用。壓力和流速與線性方程相關：P = Q x R（P：壓力，Q流速，系統的R阻力）。維持恒定流速所需的壓力調節與阻力的變化直接相關。

氣體成分：壓力控制器可與任何壓縮空氣源連接。因此，用戶可以選擇對液體加壓的氣體的成分。這對于通常用5％CO2緩沖細胞培養基的細胞生物學家特別有用。

儲液器：   壓力控制器與從毫升到升大小的各種儲液罐兼容。與注射泵相比，這是一個主要優勢。

流體功能的組合： 壓力控制器可以輕松地與開關閥接口，以組合流體功能（進樣，采樣，再循環）和全自動方案。

壓力驅動泵缺點：

納米體積進樣：由于流量傳感器的測量誤差，該技術并不是最有效的進樣量小于1μL的樣品。

流量傳感器：要控制或監視流量，應在微流體回路中添加流量傳感器。需要額外的連接，以增加流路的總內部容積。

壓力源： 使用壓力控制器需要壓縮空氣源。

4.每種類型的微流控進樣泵優點/缺點

原英文鏈接：

https://www.fluigent.com/microfluidic-expertise/what-is-microfluidic/system-comparison-for-microfluidic-applications/