激光反射信号实时监控和表征微液滴取得重要进展

2012-10-09 08:57

　　近期，微流控领域国际著名刊物“Lab on a chip“发表了先进光子学材料和物理实验室陈险峰教授博士研究生沈振华和邹芸题为“Characterization of microdroplets using optofluidic signals“的研究论文(Lab Chip 12 (19), 3816-3820 (2012))。Lab on a chip《芯片实验室》集中反映以微流控系统为代表的这一新兴交叉学科的发展及其在生命科学领域的最新研究成果，内容涵盖化学、物理、工程、生物学和医学等多个领域，深受国际范围研究学者的关注。光流体(optofluidics) 通过操控光和流体在微纳尺度上的相互作用来制作高集成多样性的器件和系统，是现代光学、光电子学与微流控技术相结合而形成的新型交叉前沿学科与技术。近年来，由于光流体的独特优势例如液体折射率和表面形状的易调节性，光滑的液-液交界面，较少的液体消耗以及易于集成，光流体激光器、干涉仪及传感器等引起了广泛的研究热潮，并逐渐应用在化学、生物、医学、物理等各个领域。

　　液滴微流体是在微流控芯片上发展起来的一种全新的操纵微小体积液体的技术，主要作为微反应器，研究微尺寸上的反应极其过程。然而，由于微液滴在微流控芯片上的形成速度较快，一般只能在高速摄像机下进行观察，受到高速摄像机高昂的价格以及有限的存储空间的限制。为了解决这一问题，陈险峰课题组在微流控芯片中引入微流体细胞计数器的设计，改变水相液体和油相液体的流速在T型通道交界处产生不一样大小的微液滴。通过入射激光，利用液体和PDMS交界面的光信号推导出了液滴的大小成分等特性，从而摆脱了只有在高速摄像机下才能进行实时探测液滴性质的束缚，使得长时间稳定的记录液滴的产生极其特性成为可能。这种探测方法和现有的光流体器件相结合，在液滴微流控领域以及微全分析系统中有着广泛的应用前景。

微流控系统