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    重庆时时彩网上诈骗: 一种半接触式的油下液滴连续点样和加液方法.pdf

    关 键 词:
    一种 接触 油下液滴 连续 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410161574.7

    申请日:

    2014.04.21

    公开号:

    CN103954786A

    公开日:

    2014.07.30

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 35/10申请日:20140421|||公开
    IPC分类号: G01N35/10 主分类号: G01N35/10
    申请人: 浙江大学
    发明人: 祝莹; 方群; 张云霞; 朱丽娜
    地址: 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号
    优先权:
    专利代理机构: 杭州天勤知识产权代理有限公司 33224 代理人: 马士林
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410161574.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.07.08|||2014.08.27|||2014.07.30

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了一种适用于顺序操作液滴阵列系统的一种半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,该方法通过精确控制毛细管点样针的尖端与微孔下表面(或已生成液滴)的距离,利用液滴与表面(或已生成液滴)的亲和或界面张力作用,实现快速可靠的液滴连续点样或连续液体加入,并有效地避免了点样过程中的交叉污染问题。该方法适用于高通量药物筛选、蛋白质结晶条件筛选、酶动力学研究、药物毒性测定等生化分析筛选研究中。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,包括毛细管(1)、带有微孔(3)的微孔阵列芯片(2)、以及用于驱动毛细管(1)滴液的液体驱动系统,其特征在于:包括如下步骤: 
    步骤1:在毛细管(1)中充满待点样的样品溶液(5)或者试剂溶液(7),并在微孔阵列芯片(2)上覆盖一层油相(4); 
    步骤2:利用毛细管(1)在微孔阵列芯片(2)上形成样品液滴(6)或者试剂液滴(8)的阵列; 
    步骤3:在毛细管(1)中充满待点样的试剂溶液(7)或者样品溶液(5); 
    步骤4:控制毛细管(1)尖端基本对准待加入液滴所在的微孔(3)的中心,并与微孔(3)中的样品液滴(6)或者试剂液滴(8)的上表面保持距离d2; 
    步骤5:启动液体驱动系统,将预设体积的试剂溶液(7)或者样品溶液(5)从毛细管(1)的尖端推出,与微孔(3)中的已有的样品液滴(6)或试剂液滴(8)接触融合; 
    步骤6:控制毛细管脱离微孔(3),被推出的试剂液滴(8)或者样品液滴(6)与微孔中已有的样品液滴(6)或者试剂液滴(8)完全融合,形成存放于微孔(3)中的液滴反应器(9); 
    重复步骤3至步骤6,在微孔阵列芯片(2)上形成液滴反应器(9)阵列。 

    2.  根据权利要求1所述的半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,其特征在于:所述步骤2的具体步骤为: 
    步骤2-1:控制毛细管(1)的尖端基本对准微孔阵列芯片(2)上的某一微孔(3)的中心,并与该微孔(3)的下表面保持距离d1; 
    步骤2-2:启动液体驱动系统,将预设体积的样品溶液(5)或者试剂溶液(7)从毛细管(1)的尖端推出,与微孔(3)的下表面接触; 
    步骤2-3:控制毛细管(1)尖端脱离微孔(3),形成存放于微孔(3) 中的样品液滴(6)或者试剂液滴(8); 
    重复步骤2-1至步骤2-3,在微孔阵列芯片(2)上形成样品液滴(6)或者试剂液滴(8)的阵列。 

    3.  根据权利要求2所述的半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,其特征在于:所述步骤2-2中毛细管(1)推出的为体积不同的样品液滴(6);所述步骤5中毛细管(1)推出的为不同体积的试剂溶液(7);所述液滴反应器(9)的总体积相同。 

    4.  根据权利要求2或3所述的半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,其特征在于:步骤2-1中根据点样所生成液滴的体积,对毛细管(1)的尖端与微孔(3)的下表面之间的距离d1进行调整,调整范围是1微米至5毫米,保证点样所生成的液滴与微孔(3)的下表面接触。 

    5.  根据权利要求2或3所述的半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,其特征在于:步骤4中,根据加液的体积和微孔(3)中已生成的液滴的体积,对毛细管(1)尖端与微孔(3)中已生成的液滴上表面之间的距离d2进行调整,调整范围是1微米至5毫米,保证加液生成的液滴与微孔(3)中液滴上表面接触。 

    6.  根据权利要求2或3所述的半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,其特征在于:所述毛细管(1)的内径在1微米至5毫米范围内。 

    7.  根据权利要求2或3所述的半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,其特征在于:所述微孔阵列芯片(2)上的微孔(3)的深度范围是1微米至5毫米,容纳液体体积范围是1飞升至100微升。 

    8.  根据权利要求2或3所述的半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,其特征在于:所述毛细管(1)的尖端进行拉尖处理,并对毛细管(1)的内外壁进行疏水化表面处理。 

    9.  根据权利要求2或3所述的半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,其特征在于:对微孔阵列芯片(2)的表面进行疏水化处理。 

    10.  根据权利要求2或3所述的半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,其特征在于:对微孔(3)内表面进行亲水化处理,对微孔(3)以外的微孔阵列芯片(2)的其余表面进行疏水化处理。 

    说明书

    说明书一种半接触式的油下液滴连续点样和加液方法
    技术领域
    本发明涉及的领域为液滴分析领域,特别涉及一种半接触式的油下液滴连续点样和加液方法。
    背景技术
    基于液滴的微流控技术(Droplet-based microfluidics)取得了快速的发展和广泛的应用。液滴微流控技术的主要优点包括:1)液滴反应器体积可在飞升级至纳升级灵活调节,因而样品和试剂消耗量可降至极低的水平;2)可在短时间内生成大量的液滴反应器,从而显著地提高分析筛选通量;3)在液滴内可实现组分的快速传质、传热与混合,有效提高了生化反应效率;4)油相的包裹,有效降低了微量生化反应的蒸发、扩散以及交叉污染问题;5)油相中生物兼容性表面活性剂分子的自组装效应,可以给液滴中的生化反应提供一个温和均一的微环境,有利于提高分析筛选的准确性。
    目前,大部分的液滴分析系统采用T型接口或者十字聚焦接口方法生成液滴。然而,这类方法生成的液滴一般具有相同的化学组成和浓度,因此限制了其在大规模不同样品分析筛选中的应用。近年来,为了在液滴系统中实现大量不同化学组成液滴的生成,浙江大学方群等人发展了一种高密度液滴阵列筛选方法(方群,杜文斌,孙蒙,基于液滴顺序组装技术的微流控液滴生成系统及使用方法,中国发明专利申请,申请号:201010250945.0;方群,祝莹,张云霞,一种具有皮升级精度的自动化微液滴阵列筛选系统的使用方法,中国发明专利申请,申请号:201210589055.1)。该方法的主要原理是,首先利用三维机械系统完成自动化的样品管和试剂管的快速切换,将微量的试样抽取至毛细管取样探针中形成液滴。然后将毛细管探针移动至微流控芯片的微孔上方,将液滴逐个点样至芯片微孔中进行长时间静态反应和下一步检测。该方法借鉴了微阵 列生物芯片液体点样技术的优点,即可在数平方厘米的芯片上实现大批量不同样品的分析筛选,试样试剂消耗也显著降低。并且,与微阵列生物芯片筛选方法相比,其优点在于,在液滴点样和孵育反应的过程中,由于不互溶的油相包裹和?;ぷ饔?,液滴中的生化反应是在温和的均相环境中进行,更接近于其在自然界的状态。因此,其筛选结果更为准确可靠。
    在我们的深入研究中发现,由于整个液滴点样过程是在油相中进行,常规的微量点样技术,如接触式点样和非接触式点样技术(Rose,D.Drug Discov.Today1999,4,411-419),均难以实现可靠的油相中液滴点样。这是由于,采用接触式点样技术在油相中生成液滴,容易生成大量体积不可控的小体积液滴。而采用非接触式点样技术在油相中生成液滴,存在液滴难以脱离点样针的问题。此外,为了提高生化筛选过程中含有样品和试剂的液滴反应器生成通量,浙江大学方群等人发展了一种基于毛细管尖端插入液滴的方法来将样品或者试剂连续注入芯片上的液滴中(方群,祝莹,张云霞,一种具有皮升级精度的自动化微液滴阵列筛选系统的使用方法,中国发明专利申请,申请号:201210589055.1)。然而,由于毛细管尖端频繁地与不同样品的液滴接触,容易引起交叉污染,导致假阳性的筛选结果。
    发明内容
    本发明的目的是提供一种适用于顺序操作液滴阵列系统的半接触式油下液滴连续点样和加液方法。该方法通过精确控制毛细管点样针的尖端与微孔下表面(或已生成液滴)的距离,利用液滴与表面(或已生成液滴)的亲和或界面张力作用,实现快速可靠的液滴连续点样或连续液体加入,并有效地避免了点样过程中的交叉污染问题。该方法适用于高通量药物筛选、蛋白质结晶条件筛选、酶动力学研究、药物毒性测定等生化分析筛选研究中。
    本发明的具体技术方案如下:
    一种半接触式的油下液滴连续点样和加液方法,包括毛细管、带有微孔的微孔阵列芯片、用于驱动毛细管滴液的液体驱动系统,包括如下步骤:
    步骤1:在毛细管中充满待点样的样品溶液或者试剂溶液,并在微孔 阵列芯片上覆盖一层油相;
    步骤2:利用毛细管在微孔阵列芯片上形成样品液滴或者试剂液滴的阵列;
    步骤3:将毛细管中充满待加入的试剂溶液或者样品溶液;
    步骤4:控制毛细管尖端基本对准待加入液滴所在的微孔的中心,并与微孔中的样品液滴或者试剂液滴的上表面保持距离d2;
    步骤5:启动液体驱动系统,将预设体积的试剂溶液或者样品溶液从毛细管的尖端推出,与微孔中的已有的样品液滴或试剂液滴接触融合;
    步骤6:控制毛细管脱离微孔,被推出的试剂液滴或者样品液滴与微孔中已有的样品液滴或者试剂液滴完全融合,形成存放于微孔中的液滴反应器;
    重复步骤3至步骤6,在微孔阵列芯片上形成液滴反应器阵列。
    所述步骤2可采用现有的其他方法形成样品液滴或者试剂液滴的阵列,作为优选,所述步骤2的具体步骤为:
    步骤2-1:控制毛细管(1)的尖端基本对准微孔阵列芯片(2)上的某一微孔(3)的中心,并与该微孔(3)的下表面保持距离d1;
    步骤2-2:启动液体驱动系统,将预设体积的样品溶液(5)或者试剂溶液(7)从毛细管(1)的尖端推出,与微孔(3)的下表面接触;
    步骤2-3:控制毛细管(1)尖端脱离微孔(3),形成存放于微孔(3)中的样品液滴(6)或者试剂液滴(8);
    重复步骤2-1至步骤2-3,在微孔阵列芯片(2)上形成样品液滴(6)或者试剂液滴(8)的阵列。
    步骤2-1中,d1设定时,需要至少满足步骤2-2中毛细管推出的样品溶液或者试剂溶液形成完成的液滴前与微孔内表面接触,以保证形成的液滴能够顺利的进入到微孔内。为提高液滴与微孔内表面的接触面积,保证液滴迅速进入到微孔内,提高点样效率,作为进一步优?。篸1设定时,需要满足,步骤2-2中毛细管推出的样品溶液或者试剂溶液体积为预设体积的一半时,开始与微孔内表面接触。
    步骤2-1、步骤2-3、步骤4和步骤6中,可通过移动微孔阵列芯片或 者通过移动毛细管对毛细管和微孔的相对位置进行控制;一般情况下优选通过移动承载微孔阵列芯片的移动台对两者的相对位置进行自动控制。
    步骤2-2、步骤5中,液体驱动系统一般采用注液泵或者加液泵,通过计算机等实现自动控制。样品溶液或者试剂溶液的体积一般根据实际需要确定。
    步骤2-3、步骤6中,毛细管尖端脱离微孔后,在微孔内表面对微孔的吸附作用下,液滴与毛细管尖端分离,在微孔中形成独立的样品液滴,完成一次完整的样品液滴生成操作过程。
    本发明中更换步骤1、步骤4中毛细管中充满的待点样的样品溶液或者试剂溶液的种类,可生成不同种类的样品液滴或者试剂液滴,以满足各种场合检测的需求。根据实验目的不同,可选择先注入试剂溶液、或者先注入样品溶液;然后再注入另外的样品溶液或者试剂溶液;步骤1和步骤4中毛细管中充入的溶液只能是试剂溶液和样品溶液的一种,且互不相同。
    步骤4中,d2设定时,需要至少满足步骤5中毛细管推出的试剂溶液或者样品溶液形成完成的液滴前与已经形成的样品液滴或者试剂液滴外表面接触,以保证从毛细管的尖端推出形成的试剂液滴或样品液滴顺利与微孔中的已有的样品液滴或试剂液滴接触发生融合。
    本发明的点样和加液方法能够应用于多样品体系,即利用步骤1至步骤2的方法分别对不同样品进行点样;然后用步骤4至步骤6的方法分别对不同实际进行点样。其具体操作步骤为:
    1)在微孔阵列芯片上的不同微孔内,形成具有相同体积的不同样品的样品液滴,构成样品液滴阵列;
    2)利用毛细管在每个样品液滴上方推出相同体积的试剂溶液,形成试剂液滴,并与芯片上的样品液滴融合形成液滴反应器,构成反应器液滴阵列。
    当需要进行具有多种浓度的样品或者试剂的实验时,也可采用本发明的方法,此时所述步骤2-2中毛细管推出的为体积不同、相同样品的样品液滴;所述步骤5中毛细管推出的为不同体积的试剂溶液;所述液滴反应器的总体积相同。其具体操作步骤为:
    1)在微孔阵列芯片上的不同微孔内,形成具有不同体积的相同样品液滴或者试剂液滴;例如体积逐渐增加或者逐渐减??;
    2)利用毛细管在每个液滴上方推出不同体积的试剂溶液或者样品溶液,并与微孔阵列芯片上的样品液滴或者试剂液滴融合,形成液滴反应器。通过控制微孔中所形成的液滴的体积和后续加入溶液的体积,使融合后的液滴反应器的总体积相同,且液滴反应器中样品或试剂的浓度或者样品与试剂的浓度配比呈一定的规律分布。
    步骤2-1中根据点样所生成液滴的体积,对毛细管的尖端与微孔的下表面之间的距离d1进行调整,调整范围是1微米至5毫米,保证点样所生成的液滴与微孔的下表面接触。
    步骤4中,根据加液的体积和微孔中已生成的液滴的体积,对毛细管尖端与微孔中已生成的液滴上表面之间的距离d2进行调整,调整范围是1微米至5毫米,保证加液生成的液滴与微孔中液滴上表面接触。
    所述毛细管的材质为石英、或者玻璃、或者金属、或者高分子聚合物;毛细管内径在1微米至5毫米范围内;毛细管管壁厚度在1微米至5毫米范围内;毛细管长度在1毫米至10米范围内。
    所述微孔阵列芯片上的微孔的深度范围是1微米至5毫米,容纳液体体积范围是1飞升至100微升。
    为保证液滴顺利进入到微孔内,所述微孔内表面与液滴之间的作用力应该大于或者等于毛细管尖端与液滴之间的作用力。为进一步保证液滴迅速形成同时迅速脱离毛细管,作为优?。核雒腹艿募舛私欣獯?,并对毛细管的内外壁进行疏水化表面处理;进一步降低液滴与毛细管之间的作用力。另外,也可选择对微孔阵列芯片的表面进行疏水化处理。为避免液滴沿微孔阵列芯片表面漂移,作为另一种优选,可对微孔阵列芯片进行选择性疏水和亲水化处理,使微孔内表面保持亲水性,微孔以外的芯片表面保持疏水性。即,对微孔内表面进行亲水化处理,对微孔以外的微孔阵列芯片的其余表面进行疏水化处理。所述疏水化处理,包括硅烷化、或氟烷化、或聚合物涂层等方法。
    与现有技术相比,本发明的优点主要在于:
    (1)半接触式的油下液滴点样和加液方法,可有效地提高微孔阵列芯片上液滴点样的可靠性和均一性;
    (2)采用连续式液滴点样和加液方法,显著地提高了液滴生成的速度,利于分析和筛选通量的提高;
    (3)点样和加液过程中,毛细管尖端不与芯片或者已有的液滴接触,避免了交叉污染;
    (4)利用变体积液滴点样和加液方法,可在芯片上快速生成具有浓度梯度的样品或者试剂液滴阵列。
    附图说明
    图1是采用半接触式油下液滴连续点样和加液方法进行样品液滴生成和试剂加入操作的原理示意图。
    图2是采用半接触式油下液滴连续点样和加液方法进行试剂液滴生成和样品加入操作的原理示意图。
    图3是利用液滴连续点样方法生成的荧光素液滴阵列图片,以及利用连续加液方法对荧光素液滴阵列进行等体积稀释得到的液滴阵列图片。
    图4是利用变体积液滴连续点样和加液方法生成具有浓度梯度的液滴阵列的原理示意图。
    图5是利用变体积液滴点样和加液方法生成的具有浓度梯度的荧光素液滴阵列图片。
    图6是液滴内荧光素浓度对应荧光强度的线性曲线图。
    图中:1-毛细管,2-微孔阵列芯片,3-微孔,4-油相,5-样品溶液,6-样品液滴,7-试剂溶液,8-试剂液滴,9-液滴反应器。
    具体实施方式
    下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明:
    参照附图,以下将详细描述根据本发明的优选实施例。
    实施例1
    图1是采用半接触式油下液滴连续点样和加液方法进行样品液滴生成 和试剂加入操作的原理示意图。液滴连续点样生成样品液滴6的具体操作过程(图1(1)-(4))如下:对毛细管1的取样端进行拉尖处理来降低取样过程中的交叉污染,并对毛细管1的内壁进行疏水化表面处理来防止样品和试剂在其表面的吸附。在微孔阵列芯片2的上方覆盖一层与水不互溶的油相4。在毛细管1中吸入一定体积待点样的样品溶液5,移动平移台,使毛细管1置于微孔阵列芯片2的微孔3中心的正上方。根据点样液滴的体积大小,调整毛细管1的尖端与微孔3下表面的间距d1,使点出的样品液滴6可与微孔3下表面接触。启动液体驱动系统,从毛细管1中推出一定体积的样品溶液5,首先在毛细管尖端形成样品液滴6,然后该样品液滴6与微孔3的下表面接触,在微孔3中形成样品液滴6。移动平移台,使毛细管1离开微孔3。由于微孔3下表面对样品液滴6的吸附作用,样品液滴6与毛细管1尖端分离,在微孔3中形成独立的样品液滴6。至此,完成一次完整的样品液滴生成操作过程。重复上述操作,可在微孔阵列芯片2上形成由多个样品液滴6构成的样品液滴阵列。
    向已生成的液滴连续加液方法的具体操作过程(如图1(5)-(7))如下:在毛细管1中吸入一定体积待加入的试剂溶液7,并移动平移台,使毛细管1置于微孔3中已生成样品液滴6的正上方。调整毛细管1尖端与样品液滴6的上表面的距离d2,使点出的试剂液滴8可与样品液滴6上表面接触。启动液体驱动系统,从毛细管1中推出一定体积的试剂溶液7,首先在毛细管1尖端形成试剂液滴8,再与微孔3中的样品液滴6接触,发生融合。移动平移台,使毛细管1离开微孔3,试剂液滴8与微孔3中的样品液滴6完全融合形成液滴反应器9。至此,完成一次完整的样品液滴生成操作过程。重复上述操作,可在已生成的样品液滴阵列中的每个样品液滴6内,加入一定量的试剂溶液7,构成液滴反应器9阵列。
    实施例2
    图2是采用半接触式油下液滴连续点样和加液方法进行试剂液滴生成和样品加入操作的原理示意图。液滴连续点样生成试剂液滴8的具体操作过程(图2(1)-(4))如下:对毛细管1的取样端进行拉尖处理来降低 取样过程中的交叉污染,并对毛细管1的内壁进行疏水化表面处理来防止样品和试剂在其表面的吸附。在微孔阵列芯片2的上方覆盖一层与水不互溶的油相4。在毛细管1中吸入一定体积待点样的试剂溶液7,移动平移台,使毛细管1置于微孔阵列芯片2的微孔3中心的正上方。根据点样液滴的体积大小,调整毛细管1的尖端与微孔3下表面的间距d1,使点出的试剂液滴8可与微孔3下表面接触。启动液体驱动系统,从毛细管1中推出一定体积的试剂溶液7,首先在毛细管尖端形成试剂液滴8,然后该试剂液滴8与微孔3的下表面接触,在微孔3中形成试剂液滴8。移动平移台,使毛细管1离开微孔3。由于微孔3下表面对试剂液滴8的吸附作用,试剂液滴8与毛细管1尖端分离,在微孔3中形成独立的试剂液滴8。至此,完成一次完整的试剂液滴生成操作过程。重复上述操作,可在微孔阵列芯片2上形成由多个试剂液滴8构成的试剂液滴阵列。
    向已生成的试剂液滴连续加液方法的具体操作过程(如图2(5)-(7))如下:在毛细管1中吸入一定体积待加入的样品溶液5,并移动平移台,使毛细管1置于微孔3中已生成试剂液滴8的正上方。调整毛细管1尖端与试剂液滴8的上表面的距离d2,使点出的样品液滴6可与试剂液滴8上表面接触。启动液体驱动系统,从毛细管1中推出一定体积的样品溶液5,首先在毛细管1尖端形成样品液滴6,再与微孔3中的试剂液滴6接触,发生融合。移动平移台,使毛细管1离开微孔3,试剂液滴8与微孔3中的样品液滴6完全融合形成液滴反应器9。至此,完成一次完整的样品液滴生成操作过程。重复上述操作,可在已生成的试剂液滴阵列中的每个试剂液滴8内,加入一定量的样品溶液5,构成液滴反应器9阵列。
    实施例3
    图3利用液滴连续点样方法生成的荧光素液滴阵列图片,以及利用连续加液方法对荧光素液滴阵列进行等体积稀释得到的液滴阵列图片。实验选取毛细管的内径为150微米,外径为200微米。对其取样端进行拉尖处理,尖端的尺寸约为30微米。采用十八烷基三氯硅烷对毛细管的内壁和尖端进行疏水化处理。以装有1微升注射器的注射泵为液体驱动系统,并 将注射器与毛细管相连。采用光刻和湿法刻蚀的方法在玻璃基片上加工微孔阵列,每个微孔的尺寸为直径260微米,深60微米,微孔之间的圆心距为400微米。同样采用十八烷基三氯硅烷对微孔阵列芯片的表面进行疏水化表面处理。将微孔阵列芯片装载至三维平移台上,并在其表面覆盖一层厚度为2毫米的矿物油。首先在毛细管中吸取100纳升的荧光素钠溶液(10mM),按照图1所述的液滴连续点样方法,分别移动平移台,保持毛细管尖端与微孔下表面的距离为100微米,在每个微孔中点入1.98纳升的荧光素钠溶液,形成含有50个1.98纳升的荧光素钠液滴的液滴阵列。然后,推出毛细管中多余的荧光素钠溶液至废液管中,并对毛细管进行清洗。最后,在毛细管中充满100纳升的缓冲液(50mM硼砂),按照图1所述的液滴连续加液方法,分别移动平移台,保持毛细管尖端与微孔下表面的距离为150微米,在每个荧光素钠液滴上方从毛细管内推出1.98纳升的缓冲液液滴,并与微孔中的样品液滴融合,得到50个由体积为3.96纳升的稀释液滴构成的液滴阵列。分别对两种液滴阵列进行荧光拍照,并计算液滴直径的相对标准偏差RSD。荧光素钠液滴阵列和稀释液滴阵列的液滴直径RSD分别为1.11%和1.00%,表明液滴连续点样技术和连续加液技术具有较高的液体处理精度。
    实施例4
    图4是利用变体积液滴连续点样和加液方法生成具有浓度梯度的液滴阵列的原理示意图。变体积液滴连续点样的具体操作过程如下:首先在毛细管1中吸入一定体积待点样的样品溶液5,然后按照图1所述的液滴连续点样方法,分别移动平移台,在每个微孔3中点出体积不同的样品溶液5,形成样品液滴6。样品液滴6的体积V样品按照一定的规律逐渐增大。在点样的过程中,根据样品液滴6体积V样品对毛细管1尖端与微孔3下表面的距离进行动态调整,使点出的样品液滴6可与微孔3的下表面接触。变体积液滴连续加液方法的具体操作过程如下:在毛细管1中吸入一定体积待加入的试剂溶液7,并移动平移台,使毛细管1置于样品液滴6的上方。分别在每个样品液滴6的上方从毛细管内推出不同体积的试剂液滴8, 并调整毛细管1尖端与微孔3下表面的距离,使试剂液滴8与样品液滴6接触发生融合,形成液滴反应器9。试剂液滴8的体积V试剂根据样品液滴的体积V样品进行动态调整,使液滴反应器9的体积V总=V试剂+V样品保持不变,从而得到具有不同样品/试剂浓度和配比的液滴反应器阵列。
    实施例5
    图5是利用变体积液滴点样和加液方法生成的具有浓度梯度的荧光素液滴阵列图片。采用10μM荧光素钠作为样品溶液。按照实施例4所述的变体积液滴连续点样操作步骤,首先在微孔阵列中生成不同体积的荧光素钠液滴阵列,液滴体积从左到右分别为0.42纳升、0.84纳升、1.26纳升、1.68纳升、2.10纳升、2.52纳升、2.94纳升、3.36纳升和3.78纳升,每个体积重复三个液滴。在液滴点样的过程中,毛细管尖端与微孔下表面的距离根据液滴大小进行动态调节,从左到由分别为50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米、110微米、120微米和130微米。然后按照实施例4所述的变体积液滴连续加液的操作步骤,分别在每个荧光素钠液滴中加入不同体积的硼砂缓冲液液滴,并与荧光素钠样品液滴融合。在每个荧光素钠液滴中加入的硼砂液滴体积从左到右分别为3.78纳升、3.36纳升、2.94纳升、2.52纳升、2.10纳升、1.68纳升、1.26纳升、0.84纳升和0.42纳升?;旌虾蟮囊旱巫芴寤?.20纳升,从而使混合后液滴内荧光素钠浓度按照1μM、2μM、3μM、4μM、5μM、6μM、7μM、8μM、和9μM的梯度递增,形成浓度梯度液滴阵列。如图6所示,对液滴阵列进行荧光成像,并取液滴的荧光强度值,得到浓度对应荧光强度的线性曲线。线性相关系数为99.96%,证明了利用变体积液滴点样和加液方法具有较高的液体操控精度。

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