应用案例

实验名称：功率放大器基于微流控技术的液滴微颗粒分选中的应用

实验目的：针对生物分子的检测，需对微液滴进行筛选，从大量液滴中筛选出满足目标的液滴，从而极大地提高了检测效率和准确度。  

实验设备：微流控芯片，信号发生器，微量注射泵，荧光检测系统，ATA-2161高压放大器。

实验内容：   

设计并通过软光刻法制备了一种可用于生物样品分析检测的芯片。在海藻酸钠溶液环境中进行实验,且用不同的微颗粒代替生物分子模拟其在环境中的作用。

实验过程：

（1）芯片的设计与制备；

使用二甲基硅氧烷作为制备流控芯片的基本材料，将其与玻璃键合即可形成微流控芯片。

 

微颗粒分选芯片

（2）实验平台的搭建；

注射样品溶液的注射泵和注射器、用于观察液滴及相关信号分析的荧光检测系统（高速摄影仪器、荧光激发光源等)和用于液滴分选模块(直流高压电源、信号发生器和ATA—2161功率放大器等)。

 

微颗粒分选系统

（3）液滴分选过程；

当液滴经过减速后即可对其进行更加精确的分选，荧光颗粒在激发光照射下激发出荧光，从而信号发生器被触发，再经信号放大器从而产生一个矩形脉冲电压（电压700 V，脉宽220 ms)。如图为荧光颗粒液滴分选过程，当内含荧光目标颗粒的液滴被系统检测到时，液滴在静电力的作用下流入下侧的流道﹔而空液滴或包裹普通颗粒的液滴则将不受静电力的影响，维持在与主流道一致的方向从流道中流出，从而将荧光颗粒从样品溶液中筛选出来。对荧光颗粒流道出口处收集到的颗粒进行观察并统计。

 

减速区中的荧光颗粒

 

 

荧光颗粒分选过程

实验结果：

通过设计制作了一款集微颗粒聚焦、颗粒包裹、液滴减速及液滴分选功能的颗粒分选芯片，成功地将包含有荧光颗粒的液滴从包裹普通颗粒的液滴及空液滴中分离出来，分选成功率可达87%。使用海藻酸钠溶液作为分散相，采用电场力分选具备不同特征的液滴，将其从大量包含不同目标物的液滴中挑选出来，为医疗分析提供一种较为出色的样品处理方案，便于后续的检测。

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