液滴微流控芯片的表面改性技術(shù)
液滴微流控平臺作為近年來快速發(fā)展的分析技術(shù),由于其試劑用量少、分析速度快、單分散性良好等特點(diǎn),已逐漸在生物醫(yī)學(xué)等方面展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。由于制備條件簡單、易實(shí)現(xiàn)等原因,目前大多數(shù)研究仍以被動法產(chǎn)生液滴為主。與主動法相比,被動法制備液滴往往具有速度快,通量高和操作簡單等優(yōu)勢。但是,同樣存在難以精確操作和可控性較差等缺陷。主動法通過光、電、聲或氣等方法可以有效地產(chǎn)生微液滴并實(shí)現(xiàn)對液滴較為精確的下游操控,但是往往由于制備工藝復(fù)雜,外部設(shè)備要求高等原因不適宜于大多數(shù)研究。
在微流控芯片上產(chǎn)生液滴,是一相流體在另一相不互溶或部分互溶流體中分散的過程,兩種互不相溶的液體,以其中的一種作為連續(xù)相,另一種作為分散相,分散相以微小體積單元的形式分散于連續(xù)相中,形成液滴。目前形成液滴的方法可以分為被動法和主動法兩類。被動法是指通過控制微管道結(jié)構(gòu)和兩相流速比來控制液滴的生成,而主動法一般通過外加力來驅(qū)動和控制液滴的生成。
被動法主要包括T型通道法、流動聚焦法和共軸流聚焦法,T型通道法和流動聚焦法如圖2所示。T型通道法是產(chǎn)生微流控液滴最常用的方法之一,在T型通道法中,兩相不相溶的流體在垂直的T型管道交叉口處相遇,在壓力和剪切力的作用之下,流動相截?cái)喾稚⑾?,從而形成液滴?/span>
在流動聚焦法中,三條流路聚焦一個管道中,分散相和流動相匯合于十字交叉管處,上下對稱的流動相同時擠壓分散相使其斷裂,從而形成液滴。而在共軸流聚焦法中,孔道中心軸內(nèi)插入尖嘴的毛細(xì)管,分散相和連續(xù)相處在管道內(nèi)平行流動,分散相在進(jìn)入連續(xù)相管道時,在連續(xù)相流體的剪切力作用下,被擠壓斷裂形成液滴。
液滴微流控芯片不僅能減少試劑的消耗量,加快混合速度,同時也能避免樣品的擴(kuò)散和交叉污染等問題,廣泛應(yīng)用于蛋白結(jié)晶條件的篩選;細(xì)胞分析、研究;藥物傳輸;疾病防護(hù)、醫(yī)療診斷(如腫瘤檢測);化學(xué)檢測分析;功能材料合成等領(lǐng)域。
親水和疏水是表面改性的關(guān)鍵。真空加工的方法能滿足表面的改性的需求。
● 低溫法,不改變原有材料性能
● 能對微通道進(jìn)行表面改性,使微通道具有超低的表面能。
● 附著力好、長效疏水
● 改性后在一定比例油水條件下,穩(wěn)定生成油包水微滴,微滴均一性好。
● 成本低,可批量生產(chǎn)
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