[发明专利]电火花加工微细亲水探针操作微液滴方法及装置

说明书

本发明公开了一种电火花加工微细亲水探针操作微液滴方法及装置，其中，该方法包括：将微细金属探针插入待操作液体中，通过控制微细金属探针的水平方向运动，利用微细金属探针侧壁表面的亲水特性自动吸取待操作液体中的微液滴到微细金属探针的侧壁上；通过操作将微细金属探针和微液滴移动到需要点液的位置；通过沿微细金属探针的轴向方向吹出带有压力的气体，将微液滴释放到需要点液的基片上。该方法利用微细金属探针的亲水表面能自动吸取和操作微液滴，具有节能、操作便捷、系统成本低等优点。

技术领域

本发明涉及特种加工技术领域，特别涉及一种电火花加工微细亲水探针操作微液滴方法及装置。

背景技术

微液滴具有体积小、比表面积大、内部稳定等特性，使其在当前化学和生物领域中作用也来越重要。试验中应用微液滴技术可降低特种试剂用量、降低实验成本，还可避免对超微量样品的稀释，实现常规剂量难以完成的化学分析要求。微液滴技术在药物控释、病毒检测、颗粒材料合成、催化剂等领域具有重要作用。但微液滴应用的前提是能够对微液滴进行精确的提取和操作。

液滴的形成机理是当某处施加的力大于其液面界面张力时，该处微量液体会突破界面张力形成液滴。基于毛细力的微液滴提取和操作方法简单、成本低，在化学、生物等相关试验中被广泛应用，其主要形式为蘸取式、毛细式和浸润式。生物和化学试验中，最常用的微液滴操作方法是通过吸管手工对单个微液滴提取、移动和点样操作，其微液滴大小可控性较差，难以实现特别微小定量液滴的准确、快捷操作，而且吸管由橡胶、玻璃等制成，具有一定的使用寿命，难于满足大批量化高效微液滴操作需求。

为实现高效提取和快速自动化操作微液滴，机械式微液滴操作方法及系统逐渐被开发和应用。一种采用夹子式狭缝毛细力提取微液滴、利用被点样基片表面能吸附来释放微液滴的机器人系统，可实现直径200μm微液滴的点样操作。一种利用探针端部表面亲和性和侧壁表面不具有亲和性的探针拾取微液滴方法，可实现平面上皮升以下微量液滴精确提取操作。一种利用液体腔储液给液、压电喷嘴喷射点样的微液滴操作方法和装置，可实现体积为1nL的微液滴连续点样操作。

但现有的微液滴操作方法及系统还有微液滴机构较为复杂、液滴提取需要外加驱动能量、操作环境适应性较差、液滴试剂对橡胶等材料腐蚀等一些不足。目前尚缺乏一种耐腐蚀、长寿命、自动化、低成本的微液滴操作方法及系统。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电火花加工微细亲水探针操作微液滴方法，该方法利用微细金属探针的亲水表面能自动吸取和操作微液滴，具有节能、操作便捷、系统成本低等优点。

本发明的另一个目的在于提出一种电火花加工微细亲水探针操作微液滴装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电火花加工微细亲水探针操作微液滴方法，包括：将微细金属探针插入待操作液体中，通过控制所述微细金属探针的水平方向运动，利用所述微细金属探针侧壁表面的亲水特性自动吸取所述待操作液体中的微液滴到所述微细金属探针的侧壁上；通过操作将所述微细金属探针和所述微液滴移动到需要点液的位置；通过沿所述微细金属探针的轴向方向吹出带有压力的气体，将所述微液滴释放到需要点液的基片上。

本发明实施例的电火花加工微细亲水探针操作微液滴方法，通过利用探针直径和表面亲水特性来调控提取液滴大小，操作便捷、易于定量调控，采用金属材料作为微细探针，可制作出细长甚至尖端的探针，不仅具有刚度高、耐腐蚀、长工作寿命的优点，而且可以应用于穿刺提取，比如细胞的穿刺提取样液等。

另外，根据本发明上述实施例的电火花加工微细亲水探针操作微液滴方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，通过改变微细电火花加工制备过程中的电参数和工作液条件，调控所述微细金属探针表面的微观形貌，获得具有亲水特性的单根或多根或阵列的所述微细金属探针。