Resumen
Method and device for determining the electrical charge in a drop. The present invention is directed to a method and device for determining the electrical charge in a drop. The invention is characterized by the use of a polarizable substrate as well as a fluidic sheet with an apolar fluid to keep the drop on which it is desired to determine the electric charge suspended on the surface of the fluidic sheet. By means of an energy source, the polarizable substrate is excited to establish a charge that generates an electric field that extends horizontally in the fluidic sheet, dragging the drop since it has a charge. The measurement of the speed of the drop dragged by the electric field allows to determine its charge. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1.- Método para la determinación de la carga eléctrica (Q) en una gota (4) que comprende al menos un fluido excipiente polar, donde el método comprende los siguientes medios: a) un sustrato (1) polarizable bajo excitación energética (2.1) donde dicho sustrato (1) comprende una primera cara (1.1) adaptada para ser cargada negativamente y una segunda cara (1.2), dispuesta opuesta a la primera cara (1.1), adaptada para ser cargada positivamente, cuando el sustrato (1) polarizable es excitado; b) una lámina fluídica (3) de fluido apolar dispuesta sobre el sustrato (1) polarizable donde el fluido apolar está seleccionado de tal modo que la gota (4) sobre la que se quiere determinar la carga eléctrica (Q) se mantiene suspendida en la superficie de dicha lámina fluídica (3), porque: la densidad de la gota (4) es menor que la densidad del fluido apolar causando la flotación de la gota (4), la tensión superficial de la gota (4) con el fluido apolar mantiene la gota (4) unida a la superficie libre de la lámina fluídica (2) del fluido apolar, o por ambas; c) una fuente energética (2) adaptada para, en modo operativo, excitar al menos un punto (P) del sustrato (1) polarizable; d) unos medios de medida de la velocidad de la gota (4) ; e) una unidad central de proceso (U) en comunicación con los medios de medida de la velocidad de la gota (5) adaptada para recibir la medida de la velocidad v de movimiento de una gota (4) situada en la región de observación (R); donde el método comprende las siguientes etapas: 1. situar la gota (4) sobre la que se quiere determinar la carga eléctrica (Q) en la superficie de la lámina fluídica (3); 2. activar la fuente energética (2) causando la excitación del sustrato (1) polarizable y el movimiento de la gota (4) sometida a un campo eléctrico resultado de la excitación energética (2.1) de dicho sustrato (1) polarizable; 3. medir la velocidad v de movimiento de la gota (4) en al menos un punto de la región de observación (R); 4. calcular la carga eléctrica (Q) de la gota (4) como Q=K1*(v-vref) donde K1 es una constante preestablecida, vref es una velocidad de referencia medida en la etapa 3) para una segunda gota (4) con el mismo radio, pero con distintas condiciones o bien de carga eléctrica (Q) o bien del campo eléctrico generado por la excitación energética. 2. - Método según la reivindicación 1, donde - la velocidad de movimiento v de la gota (4) es determinada con una primera (1.1)/segunda (1.2) cara del sustrato (1) polarizable; - vref es determinada con una segunda (1.2)/primera (1.1) cara del sustrato (1) polarizable para la misma gota (4); - K1=3nnrg/Epv donde n es el cociente entre el perímetro de una circunferencia y su diámetro, n es la viscosidad dinámica del fluido apolar, rg es el diámetro de la gota (4) y Epv el módulo del campo eléctrico proyectado en la dirección horizontal (H) actuando en la posición de la gota (4). 3. - Método según la reivindicación 1, donde - la velocidad de movimiento v de la gota (4) es determinada con una de las caras (1.1,1.2) del sustrato (1) polarizable; - vref es determinada con la misma cara (1.1,1.2) del sustrato (1) polarizable para una segunda gota (4), del mismo radio rg que la gota (4) sobre la que se quiere determinar la carga eléctrica (Q), pero sin carga; - K1=6nnrg/Epv donde n es el cociente entre el perímetro de una circunferencia y su diámetro, n es la viscosidad dinámica del fluido apolar, rg es el diámetro de la gota (4) y Epv el módulo del campo eléctrico proyectado en la dirección horizontal (H) actuando en la posición de la gota (4). 4. - Dispositivo adecuado para la determinación de la carga eléctrica (Q) en una gota (4) que comprende al menos un fluido excipiente polar, que comprende: a) un sustrato (1) polarizable bajo excitación energética (2.1) donde dicho sustrato (1) comprende una primera cara (1.1) adaptada para ser cargada negativamente y una segunda cara (1.2), dispuesta opuesta a la primera cara (1.1), adaptada para ser cargada positivamente, cuando en modo operativo el sustrato (1) es excitado; b) una lámina fluídica (3) de fluido apolar dispuesta sobre el sustrato (1) polarizable donde el fluido apolar está seleccionado de tal modo que la gota (4) sobre la que se quiere determinar la carga eléctrica (Q) se mantiene suspendida en la superficie de dicha lámina fluídica (3), porque: la densidad de la gota (4) es menor que la densidad del fluido causando la flotación de la gota (4), la tensión superficial de la gota (4) con el fluido apolar mantiene la gota (4) unida a la superficie libre de la lámina fluídica (3) del fluido apolar, o por ambas; c) una fuente energética (2) adaptada para, en modo operativo, excitar al menos un punto (P) del sustrato (1) polarizable; d) unos medios de medida de la velocidad (5) de la gota (4); e) una unidad central de proceso (U) en comunicación con los medios de medida de la velocidad de la gota (5) adaptada para recibir la medida de la velocidad v de movimiento de una gota (4) situada en la región de observación (R); donde la unidad central de proceso (U) está además adaptada para llevar a cabo las etapas 2) a 4) del método una vez situada la gota (4) en la lámina fluídica (3). 5. - Dispositivo según la reivindicación anterior, en donde el fluido apolar (3) se encuentra contenido en una cámara (6). 6. - Método según las reivindicaciones 1 a 3 y dispositivo según la reivindicación 4 o 5, donde la excitación energética es una excitación lumínica y/o térmica, y la fuente energética es: - o bien una fuente lumínica (2); - o bien una fuente térmica; - o bien una combinación de ambas. 7. - Método y dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los medios de medida de la velocidad de la gota (5) son medios ópticos. 8. - Método y dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los medios de medida de la velocidad de la gota (5) comprende unos medios de captura de imagen y están configurados para capturar dos o más imágenes. 9. - Método y dispositivo según la reivindicación anterior, donde la unidad central de proceso (U) está adaptada para establecer un seguimiento de la gota (4) a lo largo de un recorrido identificado en la pluralidad de imágenes capturadas para determinar en un punto del mismo su velocidad de movimiento v. 10. - Método y dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde los medios de medida de la velocidad de la gota (5) están basados en técnicas de interferometría. 11. - Método y dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el sustrato (1) polarizable es un sustrato ferroeléctrico. 12. - Método y dispositivo según la reivindicación anterior, donde el sustrato (1) polarizable es LiNbO 3:Fe. 13. - Método y dispositivo según la reivindicación anterior, donde la luz de la fuente lumínica (2) se encuentra en el rango de longitud de onda situado entre la luz UV y el rojo, más preferentemente en el rango azul-verde. 14. - Método y dispositivo según la reivindicación 11, donde el sustrato (1) polarizable es o bien LiNbO3:Cu o bien LiNbO 3 no dopado o bien LiTaO 3 no dopado. 15. - Método y dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el fluido apolar se encuentra entre los siguientes: - aceite de parafina; - aceite de silicona; - ácido oleico; - aceite vegetal; - una combinación de dos o más anteriores. 16. - Método y dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el sustrato (1) polarizable tiene una configuración de placa plana. 17. - Método y dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la gota (4) es una suspensión de nanopartículas, para la determinación de la carga eléctrica (Q) de dichas nanopartículas. 18. - Método y dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la gota (4) es una disolución o una suspensión comprendiendo una sustancia con carga eléctrica. 19.- Método y dispositivo según la reivindicación anterior, donde la sustancia con carga eléctrica está formada por espermatozoides. 20.- Método y dispositivo según las reivindicaciones 18 o 19, donde la sustancia con carga eléctrica está formada por ADN o material biológico.
