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液滴微流控（二）：液滴制備系統
閱讀：534 發布時間：2020-2-7
成功制備穩定、均一的液滴需同時具備三大關鍵要素：穩定的壓力輸出，精確的流量控制和合適的芯片設計。本文以十字型液滴芯片為例，介紹一種可靠的液滴制備系統，其示意圖見下。
液滴制備系統概覽
此液滴制備系統組成部分有：2個FLOW EZ壓力泵，2個儲液池，2個過濾器，2個流量傳感器，1個芯片夾具，1個十字型液滴芯片和1個回收池組成。下圖為液滴制備系統實物連接圖。
此系統工作時，2個FLOW EZ壓力泵分別將油相與水相從儲液池中泵出，首先經過過濾器，濾除試劑中的雜質（防止因雜質造成芯片堵塞），然后經過流量傳感器（通過反饋控制，進一步提高流量控制精度），再經過固定在芯片夾具（芯片夾具具有一定重量，防止芯片發生位移）中的十字型液滴芯片，終，油相與水相在液滴芯片中形成液滴后，于回收池中完成收集。
為什么選擇壓力泵？
注射泵、蠕動泵因其工作原理屬于機械驅動，每“行進”一步之間存在一定的時間間隙，因此會存在一定的脈沖效應，造成輸出壓力存在脈沖現象，流量穩定性欠佳，而壓力泵工作原理為壓力驅動，不存在脈沖效應，可實現十分穩定的壓力輸出，從而獲得十分穩定的流量控制，是作為液滴制備驅動源的*，再搭配其配套的流量傳感器，短時間之內便可實現流量的精確穩定控制。
合適的芯片設計
合適的芯片設計是成功制備液滴的關鍵，我們應根據自身所要制備液滴的實際情況，在不同通道寬度，通道親水或疏水，不同結構設計，頂部進樣或側邊進樣等多種液滴芯片中做出選擇，下圖展示了三種液滴芯片。
液滴生成展示
通過調節壓力泵的輸出壓力，改變油相與水相的流量，便可實現不同大小、頻率的液滴制備，下圖分別展示了本文所用系統在4種不同壓力下的液滴生成情況。
搭建液滴制備系統，須嚴格滿足三大要素：穩定的壓力輸出，精確的流量控制和合適的芯片設計。