[发明专利]试剂预定义的液滴阵列生成器及制作方法和液滴生成方法

说明书

试剂预定义的液滴阵列生成器及制作方法和液滴生成方法，生成器是在超疏水基底的上表面上通过喷墨打印形成有由多数亲水结构构成的亲水结构阵列。制作方法：制备具有超疏水表面的超疏水基底；配制2种以上的用于向液滴内释放不同试剂的溶液；将载有不同试剂的溶液注入喷墨打印机的不同墨盒内；采用喷墨打印方法在基底上加工出亲水结构阵列。液滴生成方法：在试剂预定义的液滴阵列生成器的每一个亲水结构上形成待反应溶液的液滴；将形成有待反应溶液液滴的试剂预定义的液滴阵列生成器放在底面为水平面的容器的底面上；将油相液体缓缓注入容器内，覆盖形成待反应溶液液滴的试剂预定义的液滴阵列生成器。本发明能够大量产生体积一致性好的液滴，且液滴相互不接触。

技术领域

本发明涉及一种液滴生成器。特别是涉及一种能够向独立液滴内定量释放试剂的试剂预定义的液滴阵列生成器及制作方法和液滴生成方法。

背景技术

液滴微流体技术是指将原本在宏观尺度下进行的生物、化学反应放到微米尺度的液滴中进行。它具有诸多优点：高通量、混合速度快、试剂消耗少、重复性好、可绝对定量、检测限低。在液滴微流体中，微液滴生成器件是其核心，直接决定了所生成液滴的尺寸和一致性。

然而目前已报道的液滴生成器件通常采用封闭式的结构，液滴在产生后积聚在一个反应室内，液滴与液滴之间相互接触，有报道表明此种情况可能造成待测物或指示剂在相邻液滴间转移，造成液滴间的交叉污染，使反应结果不准确。

此外，由于目前已报道的液滴生成器件包含了复杂的细微结构，通常需要如光刻、微铣削等精密微加工技术，因此单个液滴生成器件制造成本很高。

更为重要的是，由于目前已报道的液滴微流体器件都采取先混合，后生成液滴的方法，液滴内所含试剂成分固定，难以使用单个液滴生成器件产生含有多种不同试剂或具有梯度浓度试剂的液滴，然而不同试剂环境和梯度浓度环境对于研究和优化反应条件是非常重要的。另一方面，由于现有液滴生成器在液滴生成后很难再次人为对液滴内容物进行操作，因此难以通过向液滴内添加试剂的方式控制液滴内反应进行。举例来说，液滴数字式重组酶-聚合酶扩增反应(ddRPA)需要用镁离子触发。如果在生成液滴前加入镁离子，则反应会在液滴生成之前提前开始，导致最终测试结果不准确。现已报道的液滴数字式重组酶-聚合酶扩增反应采用预冷却的方法抑制液滴生成前的反应，但仍然无法完全避免反应的提前开始。如果可以先生成液滴再向液滴内加入镁离子，则可完全避免反应的提前开始，从而获得准确的结果。

因此，消除液滴间的交叉污染，降低液滴生成器件制造成本，实现液滴内容物的精确控制就成为该技术领域急需解决的几个技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够大量产生体积一致性较好液滴的试剂预定义的液滴阵列生成器及制作方法和液滴生成方法。

本发明所采用的技术方案是：一种试剂预定义的液滴阵列生成器，包括超疏水基底，所述超疏水基底的上表面上通过喷墨打印形成有由多数个用于生成试剂预定义的液滴的亲水结构构成的亲水结构阵列。

所述的亲水结构的形状为矩形或三角形或圆形。

所述的亲水结构包括有2层以上的含有不同试剂的亲水层，所述含有不同试剂的亲水层中的最底层的亲水层的底端渗透进入到所述超疏水基底内。

一种试剂预定义的液滴阵列生成器的制作方法，包括如下步骤：

1)制备具有超疏水表面的超疏水基底，所述超疏水表面是，具有疏水材料微纳结构的表面；

2)配制2种以上的用于向液滴内释放不同试剂的溶液；

3)将载有不同试剂的溶液注入喷墨打印机的不同墨盒内；

4)采用喷墨打印方法在基底上加工出亲水结构阵列。