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基于毛细管接头的微液滴发生器
( 2015-05-18 )

  

  微流体技术,又称微流控技术,是流体力学在生物医学检测、材料制备等领域的新应用,比如组织工程的三维骨架材料、三维打印、分子甚至基因的筛选、探测等。成功应用该技术的关键点在于稳定、高速地产生直径为微米级别液滴或者气泡;为此,需要在特殊条件下利用光刻技术制备高精度的微流体芯片,以有效控制流体运动。显然,这种苛刻的制备条件不利于更多非专业人员尝试微流体技术;而且长时间使用亦会发现,专业人员的个人经验对于微芯片质量也有很大影响,即微芯片也具有一定的不可重复性。为此,需要寻找微芯片的替代技术。 

  近日,2011级博士生吴平等报道了一种高精度生物检测用微米级毛细管微液滴发生器,实现了在毛细管十字接头处使互不相容流体相遇并产生均匀液滴。同时,研究还发现该装置承压能力远远高于现有微流体芯片,即其生产液滴的频率会很高。此外,毛细管是标准化,它能与现有检测设备连接,便于采用现有高精度设备进行检测。更重要的是,由于轴对称性,连续相很容易将离散相与管壁隔离,杜绝了管壁物理性质对于液滴生成的干扰,液滴的断裂单纯地取决于表面张力和动量力;同一个装置,既可以水包油,也可以油包水,而微流体芯片则很难做到。这种毛细管尺寸与微芯片通道尺寸很接近,而其生产过程要比微芯片制备有更严格的质量控制,能保证所有毛细管具有很好的一致性,以满足高精度生物医学检测的要求,其成本亦会因此相对低廉。 

   

  该工作以A 3D easily-assembled Micro-Cross for droplet generation为题发表在国际权威期刊Lab on a Chip上。


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