液滴微流控芯片前景如何？如何单纯利用设计通道完成液滴分选？

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题主211生物专业本科在读，跟着一个TOP2博士毕业的导师做一个液滴微流控芯片的项目，项目可能在大牛眼里都很水，就是用液滴微流控芯片分选细菌，没错，是细菌，几微米大的细菌，准确点就是耐高温枯草芽孢杆菌。
查了很多关于液滴微流控芯片的文献，里面有很多设计芯片通道的（我会说我是拿AI设计的么），我也仿照着设计了一些掩膜。煞有其事地熬了好几天弄出来一条芽孢杆菌的生长曲线，差不多摸准了对数期时间，算好了稀释倍数。但看文献上都说按照模拟的液滴体积计算细胞密度的话，依照泊松分布，最后只能得到30%的单个包裹成功率！总觉得如果最后项目结题单个细菌成功率只有30%有点太说不过去了。
然后问题来了，按照导师说的，实验室的微流控芯片就是个流式细胞仪的进化版，平常其他研究生本科生都是用来走走质谱用的，还没到单个细胞分选的阶段，相当于没有经验可循，只能从文献上找。也不会有诸如电控之类的高端产品，实验室的唯一设备就是微流控泵，恩，就是那种往里打液滴的泵。PDMS芯片还要专门去别的地方找人做（中科院半导体所好像可以，清华好像也可以，不过化学楼爆炸之后好像不行了）。所以现在我很在意单个包裹成功率的事情，能否通过单纯设计通道来完成？好像目前芯片通道的精度也就能到十几微米？再加上我一直用的AI软件，更拿不准了。。
另外还有，答主是准备毕业出国留学的，如果继续从事这方面的工作，不知道前景如何？（PS：价值观有相当一部分在钱上）如果真的做到了成功率较高的单个分选，能不能发篇SCI？感觉这个对我出国拿到OFFER还是挺大帮助的。
求生物领域的大牛帮忙解答！
原文地址：https://www.zhihu.com/question/39423831

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1. 油包水包气型（G/W/O）复合液滴介绍
油包水包气型（G/W/O）复合液滴制备芯片，是采用玻璃毛细管以管套管方式组装成的3D共轴液滴芯片，含1个油相入口、1个水相入口、1个气相入口和1个清洗口和1个收集口，通过精确调节油、水、气三相流体的流速，可以实现不同大小、不同结构G/W/O复合液滴的精确生成。


2. 油包水包气型（G/W/O）复合液滴的技术优势
采用3D共轴玻璃毛细管组装的油包水包气型（G/W/O）复合液滴与传统方法相比，在液滴外壳厚度、粒径大小及均匀性等方面可以实现精确控制。
目前，该技术已测得的复合液滴生成速率高达7000个/秒。
该技术组装的芯片使用方便，芯片易清洗
该技术易实现不同大小、不同壳厚、不同表面粗糙度、以及不同机械性能的空心微球精确高效合成，在轻质复合材料填充体、浮选发提纯、污水处理等方面具有一定的实用价值。


3. 油包水包气型（G/W/O）复合液滴技术应用领域
a. 轻质材料：
中空颗粒的轻质特性使其成为轻质材料的理想选择，如用于航空航天、汽车等领域的轻质复合材料。如：通过在水相溶液中添加适当浓度的 SiO2纳米粒子和可光固化聚合物，在高强度 UV 照射条件下，实现了以复合液滴为模板的空心微球引导合成；最后，利用煅烧方法去除空心微球壳状结构中的聚合物，并且使壳状结构中的SiO2纳米粒子通过高温熔融的方法烧结在一起达到机械性能增强的目的。
b. 充气食品：
在食品工业中，中空颗粒可以作为充气剂，用于制作口感更好、更健康的充气食品。
c. 废水处理：
中空颗粒的高比表面积和可压缩性使其在水处理过程中具有出色的吸附性能，可用于去除废水中的污染物。
d. 超声造影剂：
在医学领域，中空颗粒可以作为超声造影剂，提高超声成像的清晰度和准确性。
e. 储能材料：
中空颗粒的轻质和高比表面积使其成为储能材料的理想选择，如用于电池、超级电容器等。
f. 催化载体：
中空颗粒的高比表面积使其能够承载更多的催化剂，提高催化反应的效率和选择性。
g. 药物运输载体：
中空颗粒可以封装药物，实现药物的缓释和靶向输送，提高药物的疗效和降低副作用。
h. 金属离子提取与回收：
通过引入惰性气体，中空颗粒可以在金属离子提取和回收过程中发挥重要作用，实现金属离子的高效提取和回收。

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MISS cell culture omics

高通量微升级液滴培养组学系统（single cell microliter-droplet culture omics system, MISS cell omics system）是基于液滴微流控技术开发的微型化高通量单细胞培养及分选装备，可以实现对环境菌群在单细胞水平上进行分离培养，并分选保存至多孔板中，形成双重备份。单次运行实现可以处理约5000个液滴（500个单克隆），液滴生成后存储于高透气性管路中进行孵育（0-8天），最后通过光学信号（OD、荧光、化学发光等）进行检测分选，分选后的液滴进入多孔板中并且可以形成双重备份。

长长的路

一、基本组件：
1、PDMS芯片：上层PDMS通道层，下层可以为PDMS或者玻璃；
2、不锈钢接头：一字型或者L型；
3、流体导管：太空管Tygon管、PTFE导管或PE导管；
4、注射器：普通注射器或者螺纹口注射器（带平口针头或普通注射针头）
5、成品PDMS芯片（PDMS流道层打孔）。
二、使用方法：
先将不锈钢接头和导管连接，再将不锈钢接头垂直、顺进出口方向插入芯片，然后在导管末端连接注射器或其他进样装置使用。
三、操作步骤：
第1步：将不锈钢接头插入导管。
注意：建议先将不锈钢接头和导管连接，建议用切管器或者刀片把导管口切平，方便连接。



                                                                                   图1
第2步：将不锈钢接头的另外一端尽量垂直插入PDMS芯片的进出样口。
注意：
1）芯片表面有灰尘时，可以用透明胶带粘去。
2）不锈钢接头是经过端口去毛刺加工过的，可以顺利插入芯片，但仍然注意要垂直插入。
3）请小心地将不锈钢接头插入芯片上，插入过程不要左右晃动不锈钢接头，一次成型，不要上下拔动不锈钢接头；如需拔下不锈钢接头，请用镊子按住芯片上进出口处（不锈钢接头的外围区域），再拔下不锈钢接头，以防损坏芯片上下粘合层，导致漏液。
4）一般芯片，通道承受最大压强300 kPa（实测值）；请尽量避免直接用注射器灌注使用（用力过大会导致漏液）。



                                                                                 图2
第3步：将平口针头插入导管。


                                                                                        图3
第4步：将平口针头的另一端旋入螺纹口注射器（备注：若是普通的注射器，直接把针头插入即可），连接完成。



                                                                                 图4
四、配件参数：


注：加工芯片需要使用的相关仪器：光刻机、匀胶机、烘胶台、真空脱泡搅拌机、恒温干燥箱、显微镜、等离子处理机、真空热压键合机；耗材：PDMS预聚物（RTV615或184）、进口MicroChem SU-8光刻胶、国产SU-8光刻胶、硅片、接头、导管、注射器等；加工工具：切割刀、打孔器等

同花顺

1. 30%的包覆率已经说的过去了
2. 可以通过管道设计的方式提高包覆率。孔道设计水平的高低，和你用什么软件设计的好像没啥关系吧。。。
3. 实验室加工不了，拿到外面光刻加工孔道，我觉得是个不错的选择，我听说几微的也能达到，虽然我没加工过那么小的。自己加工的话还需要摸索，里面小技巧挺多的。。。现在外包服务挺成熟
4. 可以关注一下国外大牛的droplet研究
另，不知楼主目前进展如何，欢迎私聊！

长长的路

谢谢楼主邀请，之前做过环境微生物降解石油产甲烷相关，确实了解过一点微流控技术，不过侧重点不太一样，我们生物的没太关心技术上的问题，相对而言结果更加重要。楼主做过相关的研究，那微流控的原理也应该知道，这方面的技术目前还不太成熟，所以其前景还是很大的，起码你说的发sci没问题的。之前实验室的师弟就讲解过一篇比较好的杂志上的文章，具体不记得是哪一个杂志上的，大概就是分了一株具有产某种抗生素的能力菌株，不过微流控在环境微生物用以分菌方面贡献还是很大的。
如果说作为科研项目来研究的话还是很有潜力的，毕竟我知道的国内来说做微流控的还不多，之前课题组和中科院的有合作，然后老板申请了一个自然基金，可见作为科研还是很受欢迎的，但是具体的单向通道问题，这个还是很抱，我还不能回答楼主这个问题。