液滴微流控 二：液滴制備系統(tǒng)

   成功制備穩(wěn)定、均一的液滴需同時(shí)具備三大關(guān)鍵要素：穩(wěn)定的壓力輸出，精確的流量控制和合適的芯片設(shè)計(jì)。本文以十字型液滴芯片為例，介紹一種可靠的液滴制備系統(tǒng)，其示意圖見(jiàn)下。

液滴制備系統(tǒng)概覽

此液滴制備系統(tǒng)組成部分有：2個(gè)FLOW EZ壓力泵，2個(gè)儲(chǔ)液池，2個(gè)過(guò)濾器，2個(gè)流量傳感器，1個(gè)芯片夾具，1個(gè)十字型液滴芯片和1個(gè)回收池組成。下圖為液滴制備系統(tǒng)實(shí)物連接圖。

此系統(tǒng)工作時(shí)，2個(gè)FLOW EZ壓力泵分別將油相與水相從儲(chǔ)液池中泵出，首先經(jīng)過(guò)過(guò)濾器，濾除試劑中的雜質(zhì)（防止因雜質(zhì)造成芯片堵塞），然后經(jīng)過(guò)流量傳感器（通過(guò)反饋控制，進(jìn)一步提高流量控制精度），再經(jīng)過(guò)固定在芯片夾具（芯片夾具具有一定重量，防止芯片發(fā)生位移）中的十字型液滴芯片，終，油相與水相在液滴芯片中形成液滴后，于回收池中完成收集。

為什么選擇壓力泵？

注射泵、蠕動(dòng)泵因其工作原理屬于機(jī)械驅(qū)動(dòng)，每“行進(jìn)”一步之間存在一定的時(shí)間間隙，因此會(huì)存在一定的脈沖效應(yīng)，造成輸出壓力存在脈沖現(xiàn)象，流量穩(wěn)定性欠佳，而壓力泵工作原理為壓力驅(qū)動(dòng)，不存在脈沖效應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)十分穩(wěn)定的壓力輸出，從而獲得十分穩(wěn)定的流量控制，是作為液滴制備驅(qū)動(dòng)源的*，再搭配其配套的流量傳感器，短時(shí)間之內(nèi)便可實(shí)現(xiàn)流量的精確穩(wěn)定控制。

合適的芯片設(shè)計(jì)

合適的芯片設(shè)計(jì)是成功制備液滴的關(guān)鍵，我們應(yīng)根據(jù)自身所要制備液滴的實(shí)際情況，在不同通道寬度，通道親水或疏水，不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，頂部進(jìn)樣或側(cè)邊進(jìn)樣等多種液滴芯片中做出選擇，下圖展示了三種液滴芯片。

液滴生成展示

通過(guò)調(diào)節(jié)壓力泵的輸出壓力，改變油相與水相的流量，便可實(shí)現(xiàn)不同大小、頻率的液滴制備，下圖分別展示了本文所用系統(tǒng)在4種不同壓力下的液滴生成情況。

搭建液滴制備系統(tǒng)，須嚴(yán)格滿(mǎn)足三大要素：穩(wěn)定的壓力輸出，精確的流量控制和合適的芯片設(shè)計(jì)。