微流控芯片中微滴的形成及其在生物医学分析中应用.pdf

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1、第4期化学世界微流控芯片中微滴的形成及其在生物医学分析中应用孙淑丽，刘宝红。，杨艽原，吴会灵(1．福建中医药大学。福建福州305108；2．复旦大学化学系，上海200433；3．第二军医大学，上海200433)摘要：微流控芯片微滴技术具有可形成粒径均匀可控的微滴，能实现试剂快速混合、反应通量高、样品组分间无交叉污染等优点。综述微流控芯片中微滴的形成方法及微滴技术在生物分析及化学领域的应用研究进展。关键词：微流控芯片；微滴；微量分析；生物化学分析中图分类号：文献标志码：A文章编号：0367-6358(2

2、012)04—0243—05GenerationandApplicationsofMicrodropletinMicrofluidicsSUNShu—li，LIUBao—hong，YANGPeng—yuan。，WUHui—ling。(1．FujianUniversityofTraditionalChineseMedicine，FianFuzhou305108，China；2．DeptofChemistry，FudanUniversity，Shanghai200433，China；3．TheSecond

3、MilitaryMedicalUniversity，Shanghai200433，China)Abstract：Usingmicrofluidicsforgenerationofuniformandsizecontrollablemicro—dropletsisanupdateandrobusttechnique．Micro—dropletmicrofluidicshasadvantagessuchasrapidmixing，highthroughputandnointercrousepollutio

4、nbetweensamples．Itreviewsmicro—dropletsgenerationinmicrofluidicsandrecentprogressesinthefieldsofsamplepretreatment，chemicalanalysis，chemicalsynthesisandbiomedicalandbiochemicalanalysis．Keywords：microfluidics；microdroplet；microanalysis；biochemicalanalysi

5、s微流控芯片(microfluidics)，又称芯片实验展迅速。在微流控芯片中，将两种互不相溶的液体，室(1ab—on-a-chip)，它是在几平方厘米的单晶硅以其中的一种作为连续相(也称为流动相)，另一种片、石英、玻璃或有机聚合物等材料上刻制微通道，作为分散相。在水包油的情况下，水相是连续相，油并在微通道中实现化学反应、分离和检测的“微型实相是分散相；在油包水的情况下则相反、油相是连续验室”[1]。它已经成为微量分析，特别是微量生物化相，水相是分散相。分散相在微流控芯片的微通道学分析的一个重要的新技

6、术。微流控芯片技术发展中形成微小体积(10一10L)单元的液滴，分散于迅速，应用研究领域不断拓宽，涉及化学、生物学、工连续相中，形成微滴流。微流控芯片技术所形成的程学、光谱学和物理学等诸多学科，学科交叉性微滴单分散性好(分散性<1—3)l_3]，微滴间无强[2]。迄今已举办了15届国际微全分析学术会议，交叉污染[4_6]，微滴可连续产生，易于实现高通量分6届全国微全分析(MicroTotalAnalysis，wTAS)析。本文综述在微流控芯片中形成微滴的方法及其学术会议，2012年第七届全国会议即将在

7、杭州在生化领域和化学领域的应用，展望其发展前景。举行。1微流控芯片中微滴的产生微流控芯片微滴技术是在芯片中产生微滴，发两种互不相溶的液体或者气一液体系在微流控收稿日期：2011—12—30作者简介：孙淑丽(1985一)，女，福建福州人。硕士生。E-mail：sunsishuli@163．tom，*E—mail：hlwu@fudan．edu．el。化学世界芯片的微通道中形成微滴。两种液流分别在外力1．2流动聚焦(flow—focusing)型通道芯片(如通常用蠕动泵)的驱动下在微通道中流动，液流通道的设

8、计使两束液流以类似于光束聚焦的方在交会处被剪切(cutting)而分散成液滴。随通道式会聚(图4)，中间的分散相液流被剪切，形成微形状、结构的不同，液流流速、温度等条件的不同，产滴。会聚的交角可设计为90度或其它角度。聚焦生尺寸大小不同的微滴。目前用于产生微滴最常见型通道芯片有三个液流，可分别导入三种(也可两的芯片通道有：T形通道交会剪切，流动汇聚交会剪种)液体，进行三种反应物的生化反应研究。切及同轴流交会剪切。1．1T型(T—junction)微通道芯