[发明专利]写入式二维微流控液滴阵列化装置、用途及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及微流控芯片分析领域，特别涉及写入式二维微流控液滴阵列化装置、用途及其使用方法。

背景技术

微流控芯片分析以分析化学和分析生物化学为基础，以微机电加工技术为依托，以微管道网络为结构特征，把试样的采集、预处理、分离、反应、检测等部分集成在几平方厘米的面积内，从而快速、高效地实现试样的分离、分析及检测。自九十年代初提出微全分析系统以来，微流控芯片分析(Microfluidic Analysis)一直处于最活跃的发展前沿，代表着二十一世纪分析仪器微型化、集成化的发展方向。

液滴生成是微流控中一种非常重要的技术，广泛应用于生物界和材料界，通过两相液流之间通过一定角度互相挤压，使其中一相连续液流断裂形成液滴。使液滴的制备主要有2种方式：正交结构(T-junction)、流式聚焦(Flow-focusing)。T正交(T-junction)液滴生成依靠分散相(通常为水相)垂直地引入到不相溶的连续相(通常为油或气体)中，在两相的界面处分散相被连续相“切割”生成液滴。Thorsen等(T.Thorsen,R.W.Roberts,F.H.Arnold,Phys Rev Lett,2001,86:4163)首次使用正交结构芯片并以水为分散相、油为连续相制备液滴。不同于“T”型芯片的正交构型，流动聚焦是把3条流路聚焦于一个孔道中外围流路中注入连续相，而分散相从两条连续相中央的孔道引入外围两连续相流路，通过施加压力和黏滞力把中间的分散相切分为液滴。Anna等(S.L.Anna,N.Bontoux,H.A.Stone,Appl Phys Lett,2003,82:364)使用流式聚焦芯片首次对液-液体系液滴的生成进行了研究，并使用该构型的芯片制备了单分散和多分散的液滴乳液。

液滴阵列是液滴按一定规则排布在固定位置的一种形式，具有非常重要的研究意义和实际应用价值：(1)动态连续监测的需要，如晶体生长，细胞生长，组织发育。(2)大批量筛选和条件优化的需要，通过调节液滴组成和比例， 以及引入大批量试剂进行基于液滴的筛选，对于这些筛选反应的条件跟踪，需要一个空间定位的阵列化存储系统。(3)选择性提取的需要，对于大规模液滴筛选和反应优化实验，往往要求能够对优选条件进行提取分析，阵列化的液滴相对于无序存储的液滴有利于实现定位提取。(4)大批量检测的需要，在将液滴筛选分析与质谱，色谱，电泳等仪器联用的过程中，阵列化的液滴有利于实现自动化的大批量液滴检测分析。

将液滴做成阵列的形式，可以方便的对液滴进行无干扰的检测和定位。在阵列化的液滴序列中，液滴按阵列排列，可以很方便的定位某一个具体的液滴并对其做出检测与分析。