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液滴微流控 二：液滴制备系统
阅读：746 发布时间：2020-5-26
成功制备稳定、均一的液滴需同时具备三大关键要素：稳定的压力输出，精确的流量控制和合适的芯片设计。本文以十字型液滴芯片为例，介绍一种可靠的液滴制备系统，其示意图见下。
液滴制备系统概览
此液滴制备系统组成部分有：2个FLOW EZ压力泵，2个储液池，2个过滤器，2个流量传感器，1个芯片夹具，1个十字型液滴芯片和1个回收池组成。下图为液滴制备系统实物连接图。
此系统工作时，2个FLOW EZ压力泵分别将油相与水相从储液池中泵出，首先经过过滤器，滤除试剂中的杂质（防止因杂质造成芯片堵塞），然后经过流量传感器（通过反馈控制，进一步提高流量控制精度），再经过固定在芯片夹具（芯片夹具具有一定重量，防止芯片发生位移）中的十字型液滴芯片，终，油相与水相在液滴芯片中形成液滴后，于回收池中完成收集。
为什么选择压力泵？
注射泵、蠕动泵因其工作原理属于机械驱动，每“行进”一步之间存在一定的时间间隙，因此会存在一定的脉冲效应，造成输出压力存在脉冲现象，流量稳定性欠佳，而压力泵工作原理为压力驱动，不存在脉冲效应，可实现十分稳定的压力输出，从而获得十分稳定的流量控制，是作为液滴制备驱动源的*，再搭配其配套的流量传感器，短时间之内便可实现流量的精确稳定控制。
合适的芯片设计
合适的芯片设计是成功制备液滴的关键，我们应根据自身所要制备液滴的实际情况，在不同通道宽度，通道亲水或疏水，不同结构设计，顶部进样或侧边进样等多种液滴芯片中做出选择，下图展示了三种液滴芯片。
液滴生成展示
通过调节压力泵的输出压力，改变油相与水相的流量，便可实现不同大小、频率的液滴制备，下图分别展示了本文所用系统在4种不同压力下的液滴生成情况。
搭建液滴制备系统，须严格满足三大要素：稳定的压力输出，精确的流量控制和合适的芯片设计。