本技术介绍了一种采用界面悬浮技术的微流控芯片系统及其防贴壁使用方法。该系统由上基板、下基板构成,并包含内相流道、剪切相流道、液滴运输流道、液滴悬浮辅助流道以及阶梯结构,旨在实现液滴的高效运输和悬浮,防止液滴贴壁现象,提升微流控芯片的稳定性和可靠性。
背景技术
微流控技术在生物医学、化学分析和环境监测等领域具有重要应用,其核心设备——微流控芯片通过精密加工技术在微米尺度上制造,能够实现液体在微小通道内的精确操控。微球生成技术是微流控芯片的一项重要应用,被广泛用于药物传递、细胞培养、传感器制造等领域。然而,当流道放置方向与重力方向形成一定夹角时,重力的作用会使微球在流道中向壁面偏移,微球接触壁面时间过长会润湿壁面并出现挂壁现象。在微球生成过程中,表面润湿和挂壁现象会导致微球附着在芯片的流道壁上,从而影响微球的形态、尺寸均一性和收集效率,因此芯片流道壁的预处理一直是微流控领域的重要问题。为了应对液滴在流道内发生表面润湿现象,通常在流道内加工一层类似于荷叶表面的疏水微结构,或者在流道表面附着疏水材料。虽然这两种方式都能有效改善液滴润湿,但都有一定的局限性。首先,加工微结构的难度较大,且这类芯片使用后的清洗工作也十分不易,可能会有溶液残留在微结构中,影响后续使用;其次,采用对流道表面进行疏水处理的方法。这种方法通过在芯片表面涂覆一层疏水材料,使表面能量降低,从而减少液滴与流道壁之间的粘附。然而,疏水涂层在流道内的附着效果较差,这种疏水涂层在长时间使用过程中容易脱落,导致效果下降,液滴长时间的冲刷和刮蹭会破坏涂层,也难以长久使用。
实现思路