微流控芯片通道壁面润湿性对微滴生成的影响
2021-09-13郑艳萍
科学技术与工程 2021年23期
李 洋,郑艳萍,梁 帅,徐 刚
(1.郑州大学机械与动力工程学院,郑州 450001;2.广东顺德创新设计研究院,佛山 528311)
近年来,核酸绝对定量技术d-PCR(digital polymerase chain reaction)发展愈趋成熟,基于泊松分布,其具有超高准确性、可拓展性和实用性,可实现靶位点绝对定量研究,广泛应用于生化分析、体外诊断[1-2]。2020年新冠肺炎爆发以来,d-PCR技术更是在核酸检测中扮演重要角色,而液滴微流控技术是实现d-PCR不可或缺的工程技术之一,它具有高通量、试剂消耗少、反应时间短等特性[3]。目前有T形流[4]、Y形流[5]、聚焦流[6]及共轴流[7]等,聚焦流由于其稳定、易控制、可调度高成为微滴生成主流方式。
对于聚焦流的流动行为研究,Liu等[8]利用玻尔兹曼多相流模型系统地研究了不同毛细数、流量比、黏度比和连续相黏度对液滴形成的影响。Peng等[9]报道了根据界面张力的作用控制液滴行为的一种方法,该方法对建立直径可控的液滴生成系统,改进乳化技术具有重要意义。通道结构方面,宋祺等[10]研究离散相入口、通道下游孔道以及两者共同存在时通道结构变化对液滴生成规律的影响。在d-PCR技术应用中需要尺寸固定的、均一的、数量固定的微液滴,并且在实际应用中对固定检测项目所提供试剂的物性参数往往是变化不大的,这就需要特定表面特性的芯片去适应不同的参数范围。Roberts等[11]研究了一种具有亲水和疏水两种表面的微流控装置,可以同时生成油包水或水包油微滴,便于在同一几何形状下对黏度比在0.05~96和流速比在0.01~2进行大参数研究。……
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