液滴微流控芯片的表面改性技术

微流控芯片

液滴微流控平台作为近年来快速发展的分析技术，由于其试剂用量少、分析速度快、单分散性良好等特点，已逐渐在生物医学等方面展现出独特的优势。由于制备条件简单、易实现等原因，目前大多数研究仍以被动法产生液滴为主。与主动法相比，被动法制备液滴往往具有速度快，通量高和操作简单等优势。但是，同样存在难以精确操作和可控性较差等缺陷。主动法通过光、电、声或气等方法可以有效地产生微液滴并实现对液滴较为精确的下游操控，但是往往由于制备工艺复杂，外部设备要求高等原因不适宜于大多数研究。

在微流控芯片上产生液滴，是一相流体在另一相不互溶或部分互溶流体中分散的过程，两种互不相溶的液体，以其中的一种作为连续相，另一种作为分散相，分散相以微小体积单元的形式分散于连续相中，形成液滴。目前形成液滴的方法可以分为被动法和主动法两类。被动法是指通过控制微管道结构和两相流速比来控制液滴的生成，而主动法一般通过外加力来驱动和控制液滴的生成。

被动法主要包括T型通道法、流动聚焦法和共轴流聚焦法，T型通道法和流动聚焦法如图2所示。T型通道法是产生微流控液滴最常用的方法之一，在T型通道法中，两相不相溶的流体在垂直的T型管道交叉口处相遇，在压力和剪切力的作用之下，流动相截断分散相，从而形成液滴。

在流动聚焦法中，三条流路聚焦一个管道中，分散相和流动相汇合于十字交叉管处，上下对称的流动相同时挤压分散相使其断裂，从而形成液滴。而在共轴流聚焦法中，孔道中心轴内插入尖嘴的毛细管，分散相和连续相处在管道内平行流动，分散相在进入连续相管道时，在连续相流体的剪切力作用下，被挤压断裂形成液滴。

液滴微流控芯片不仅能减少试剂的消耗量，加快混合速度，同时也能避免样品的扩散和交叉污染等问题，广泛应用于蛋白结晶条件的筛选；细胞分析、研究；药物传输；疾病防护、医疗诊断(如肿瘤检测);化学检测分析;功能材料合成等领域。

亲水和疏水是表面改性的关键。真空加工的方法能满足表面的改性的需求。

● 低温法，不改变原有材料性能

● 能对微通道进行表面改性，使微通道具有超低的表面能。

● 附着力好、长效疏水

● 改性后在一定比例油水条件下，稳定生成油包水微滴，微滴均一性好。

● 成本低，可批量生产

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