圖1、高壓交流電場的驅(qū)動下定向噴射出的“衛(wèi)星液滴”

澳門大學(xué)微電子研究院的團隊研發(fā)出一種于微晶片上加樣的新型技術(shù)，不但優(yōu)化了芯片上配液的操作，還極大的提高了配液效率，將有望用于可攜式生化實驗分析設(shè)備的開發(fā)，實現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化，助力大灣區(qū)科技創(chuàng)新建設(shè)。此項研究成果已獲國際知名期刊《lab on a chip》刊登，并被選為當(dāng)期內(nèi)封面文章。

微流控技術(shù)因其微型化、集成化、消耗小等優(yōu)勢，一直被認為在生物醫(yī)學(xué)研究中具有巨大的發(fā)展?jié)摿颓熬埃环Q為“晶片實驗室”。然而經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，微流控技術(shù)并沒有如預(yù)期般在日常科學(xué)研究中廣泛運用。微流控平臺普遍不為傳統(tǒng)實驗人員所采用的一個原因就是，相比傳統(tǒng)生化實驗中用移液器配液的方法，微流控技術(shù)中的非常規(guī)的樣品操作復(fù)雜且固化。在微流控晶片上，一般通過在特定結(jié)構(gòu)中混合不同流體或者控制兩個液滴的融合以實現(xiàn)樣品配液，這使得配液濃度控制復(fù)雜而困難。澳大此項研究通過在玻璃微晶片上設(shè)計特殊的電極結(jié)構(gòu)，使樣品液滴在高壓交流電場的驅(qū)動下定向噴射出“衛(wèi)星液滴”并被拾取至其他樣品液滴中，以此實現(xiàn)樣品在晶片上的轉(zhuǎn)移和分配。通過外部電信號控制，可以便捷地在5pL~20nL范圍內(nèi)對樣品遞送體積進行靈活精確控制，極大程度地接近傳統(tǒng)移液器的配液方式，避免了復(fù)雜繁瑣的操作程式。

研究團隊表示，這一技術(shù)為科研人員提供了簡便靈活的片上配液方法，搭建了傳統(tǒng)實驗平臺和微流控技術(shù)之間的橋梁，有助于真正實現(xiàn)“晶片實驗室”。同時為高通量可攜式平臺的搭建提供了強而有力的工具，結(jié)合團隊在核酸檢測、藥物篩選等領(lǐng)域積累的經(jīng)驗和成果，此項技術(shù)將有望用于可攜式生化實驗分析設(shè)備的開發(fā)，實現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化，助力大灣區(qū)科技創(chuàng)新建設(shè)。

澳大微電子研究院助理教授賈艷偉為文章的通訊作者，博士研究生李浩然為第一作者，博士生沈韌、澳大教授馬許愿和麥沛然也為該研究做出了重要貢獻。該項研究由澳門特別行政區(qū)科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金資助（檔案編號：0053/2019/A1, 110/2016/A3 及 SKL-AMSV(UM)-2020-2022）和澳門大學(xué)資助（檔案編號：MYRG2017-00022-AMSV 及 MYRG2018-00114-AMSV）。相關(guān)研究“打開／關(guān)閉衛(wèi)星液滴噴射以在數(shù)位微流系統(tǒng)上靈活地傳送樣品”可瀏覽：

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關(guān)鍵詞：satellite droplet，digital microfluidics