數(shù)字微流控芯片是指對不連續(xù)液滴的控制，核心技術(shù)在于利用電子電路控制液體表面張力，從而控制液滴的產(chǎn)生、移動(dòng)、分裂、合并等操作。數(shù)字微流控技術(shù)的關(guān)鍵是對液流實(shí)現(xiàn)離散化。在這種基于液滴的微流控中，液滴充當(dāng)單獨(dú)的反應(yīng)容器，通過特殊的介質(zhì)上的電潤濕現(xiàn)象(electro-wetting on dielectric ，簡稱EWOD)來單獨(dú)控制這些液滴。
利用介電潤濕(EWOD)原理，數(shù)字微流控可以實(shí)現(xiàn)對液滴的搬運(yùn)、分離、混合等操作，從而完成對被測生物樣本的預(yù)處理過程。通常樣本以液滴形式存在于雙層夾板結(jié)構(gòu)的芯片之中，采用編程控制電壓改變固液界面表面張力使液滴形變，從而驅(qū)動(dòng)液滴按預(yù)設(shè)好的路徑和方法移動(dòng)、分離、混合。該技術(shù)可以驅(qū)動(dòng)各種水相樣本試劑(如：裂解液、洗脫液、蛋白酶、雜交液等)運(yùn)行于不同功能區(qū)間。根據(jù)不同的試劑體系，結(jié)合磁控、溫控等控制模塊，可以在單芯片上實(shí)現(xiàn)核酸的裂解、提取、清洗、洗脫、擴(kuò)增、雜交、檢測等分析操作。
數(shù)字微流控技術(shù)的應(yīng)用：
裝置通常使用磁性顆粒、光學(xué)鑷子、液液萃取或流體動(dòng)力效應(yīng)，用于分離和提取所需分析物。
例如，液滴可以穿過裝置上的電極陣列到磁性電極，其中的磁性顆粒被功能化，使它們可以與目標(biāo)分析物結(jié)合。
下一步，液滴在磁體上移動(dòng)，磁場消除，磁性顆粒得以懸浮在液滴中。然后磁場被恢復(fù)以固定顆粒，同時(shí)使液滴移動(dòng)。重復(fù)上述過程并伴隨洗滌和洗脫緩沖區(qū)以生成純分析物。
該步驟已經(jīng)使用抗人血清血蛋白抗體進(jìn)行試驗(yàn)，證明了數(shù)字微流控技術(shù)在免疫學(xué)方面的潛力。
由于該技術(shù)使用的樣品體積較小，對生物原理的提取通常較為困難。然而，該控技術(shù)與宏觀流體系統(tǒng)的組合則可以繞過這一障礙。
數(shù)字微流控技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用于創(chuàng)建免疫測定裝置，在異質(zhì)免疫測定情況下，通過自動(dòng)遞送、混合、培養(yǎng)和洗滌芯片上的分析物，簡化并擴(kuò)展了復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)程序。一些實(shí)例包括檢測人胰島素、肌鈣蛋白I、TSH(促甲狀腺激素)和17-β雌二醇。
此外，還可以與質(zhì)譜聯(lián)用以減少對溶劑和試劑的使用，同時(shí)降低分析所需時(shí)間。
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