原创 微流控芯片微液滴操控系统的优势

微流控是指对微尺度流体，特别是亚微米结构进行精确控制和操控的一种技术，传统的单相微流控芯片技术发展出了微液滴芯片，三入口T型微液滴芯片设计Z早由芝加哥大学Rustem F. Ismagilov教授首先提出并在之后的几年中得到广泛关注和应用。微流控是一个包含了微加工和生物工程，物理学，化学，工程学的交叉学科。微表明了如下特性：（1）装置本身占用体积小（2）能量消耗低（3）体积微小（4）容量微小。

优势

微流控芯片微液滴操控系统具有一系列潜在优势:

(1)较好的重复性

如今，聚二甲基硅氧烷( PDMS)作为制作微流控芯片的材料被广泛的应用，其对气体有一定的通透性，其会在一定程度上影响以PDMS为芯片材料,且对实验环境要求苛刻的分析研究。然而互不相溶的惰性连续相包将微液滴埋其中,这使得微液滴内活性组分的抗干扰性大大增强了。除此之外，,每个微液滴均为一个独立的分析单元,所以使得检测的重复性相应地提高了。

(2)精确操控容易

以介质的电润湿法为基础，对于个微液滴的操控的灵活性已显示出了强大。通道内微液滴的传输、混合和分离能够通过电脑编程控制可精确地实现。与此同时通过深入研究相关理论以及对芯片通道的设计不断优化，发展出了越来越成熟的多相流法同时对大量微液滴的jing准操控技术。

(3)简单的装置操作

由于微流控连续流系统通道内样品溶液相互贯，因此在检测分析时，有着很高的微芯片整体的密封性要求。死体积不能有。泄露之处更不能有。有时还需要有很多阀门集成。因此整体装置有着较为复杂的制作工艺。而离散化微液滴操控系统由于微液滴是其分析单元作为一个完整分析单元的微液滴之间并没有直接关联，因此使得芯片制作的要求在一定程度上降低了。与此同时，微液滴间的混合以及微液滴内组分含量能够通过对流体流速比的调节就能被改变。若采取多相流法,仅仅需要一套检测系统与几个微量注射泵就能够使得在微流控芯片上对微量物质的合成和检测得以实现。

(4) 需要的样品少

在检出限范围满足要求后，能够按照实验需求将分析样品由连续流分割为分散流(微液滴) ,从而使得因连续流充满整个通道而造成的试剂浪费得以避免。除此以外，微液滴体积为纳米级，从而使得分析时对样品和试剂用量的需求减少。这一点对于分析医药中间体等珍贵样品显得特别重要。

(5)较快的混合速度

很多时候，对物质的混合反在分析样品的时候均会涉及。当流体通道尺寸减小到微米级时,因为雷诺系数太小(0. 01～100) ,微通道内流体成稳定的层流状态,因此快速均匀的混合很难实现。然而只需数秒甚至数微秒，微液滴就能够使得快速均匀的混合在蜿蜒的通道内得以实现。

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