中国科大成功研制具有纳升级精度的▓手持式数字移液器。

  中国科学技术大学奥门威尼斯APP微纳米工程研究室的▓李保庆副教授与美国加州大学戴维斯分校的▓潘挺睿教授合作,提出并实现了一种具有纳升级精度的▓液体移取技术。该技术结合普通移液器技术与微流控打印技术,利用微流控芯片可控产生纳升体积的▓液滴,以单个液滴为最小单元,实现了纳升级精度液体的▓汲取与分配。该成果以“High-Precision Digital Droplet Pipetting Enabled by A Plug-and-Play Microfluidic Pipetting Chip”为题,发表在工程技术1区著名期刊《Lab on a Chip》(2018,18, 2720-2729),并入选当期封面 (Front Cover)

  在生物、化学应用中,对液体试剂的▓操控是□□其中最基本的▓一项操作。而移液器是□□当前使用最为广泛的▓一种便携式液体操控仪器。它基于气动活塞式原理进行吸液和分液。对于这种工作方式,在进行微量液体移取,如液体体积小于1微升时,误差急剧上升,移取精度难以保证。该论文提出一种完全不同于现有工作原理的▓新型数字液滴式移液法,将当前移液器的▓分辨率提高两个数量级以上,对亚微升体系液体操控的▓误差可以减小两个数量级。

数字液滴移液器用于微小体积液体操纵。

文中,编辑利用微流控冲击打印的▓方式产生具有高度一致性的▓纳升量级液滴。区别于芯片内液滴微流控的▓方法,液滴打印的▓位置可以随意选取,并且关键的▓一点是□□可以按所需求的▓液滴数目来进行打印。单个纳升量级的▓液滴作为最基本的▓单元即最小分辨率,以数字化的▓方式通过累积单个液滴单元的▓数目来实现不同剂量的▓液体分发。在这款纳升级精度的▓移液器中,通过一个小型的▓打印装置对存有液体的▓微流控芯片进行敲击,在敲击的▓过程中实现微液滴的▓产生。结合了传统移液器和新型的▓微流控冲击打印技术,该种新型的▓移液器不仅具有了传统移液器所不具备的▓高分辨率和高精度,并且在其汲取和分发液体的▓操作性上同传统的▓手持式移液器一样方便易用。该设备可广泛应用于各种高精度液体操控的▓实验。例如,利用该设备可以直接稀释获取不同浓度试剂,取代以往的▓连续稀释产生浓度梯度的▓方法。前者不仅操作简单,节省昂贵试剂,更重要的▓是□□避免连续稀释过程中巨大的▓误差累积。

左图:数字移液器组成。右图:数字移液器可手持操作(右上),采用一次新芯片避免试剂交叉污染(右下)。

  近年来,课题组围绕微流控打印新技术,研究利用微液滴阵列进行高通量生化反应的▓新方法,取得一系列丰硕成果,文章先后发表于《Lab on a chip》(2017, 17, 2198Back Cover),《Biomicrofluidics》(2015, 9, 054101; 2018, 12, 034107)。

奥门威尼斯APP博士生毛宇昕为本论文的▓第一编辑,李保庆副教授和美国加州大学戴维斯分校的▓潘挺睿教授为该论文的▓共同通讯编辑。这项工作得到了国家自然科学基金,海外及港澳合作基金支撑。

文章链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/LC/C8LC00505B




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