數字微流控芯片是一種先進(jìn)的微流控技術(shù),它利用數字信號對微流體進(jìn)行精確操控。其核心技術(shù)在于利用電子電路控制液體表面張力,從而實(shí)現對液滴的產(chǎn)生、移動(dòng)、分裂、合并等操作。這種技術(shù)通?;陔姖櫇裥‥WOD),即通過(guò)調整施加在液體-固體電極之間的電勢來(lái)改變液體和固體之間的表面張力,從而改變兩者之間的接觸角。
1、精確操控微量液體:能夠實(shí)現對微升甚至納升級別液滴體積的精確控制,這種離散液滴的控制方式具有更強的靈活性。通過(guò)特殊的介質(zhì)上的電潤濕現象(EWOD)來(lái)單獨控制這些液滴,從而能夠處理小體積試劑和樣品、分離干擾物質(zhì)并避免液滴內分析物的損失。
2、減少試劑消耗:由于數字微流控芯片可以實(shí)現微升甚至納升級別液滴體積的精確控制,因此大大降低了試劑的消耗,提高了試劑和樣本的利用率。這對于需要大量試劑的實(shí)驗來(lái)說(shuō),可以顯著(zhù)降低實(shí)驗成本。
3、提高診斷速度:可以控制亞微升大小的液滴,從而實(shí)現快速反應。這些液滴在全自動(dòng)系統中快速操作,快速出結果,提高了分析和檢測的效率。
4、并行執行多項測試:數字微流控技術(shù)可以進(jìn)行自動(dòng)化和程序化控制,液體的可編程控制允許在同一個(gè)芯片上同時(shí)進(jìn)行多個(gè)分析,在一定程度上減少了人力的消耗和人為操作誤差的影響。
5、高度集成化和自動(dòng)化:不依賴(lài)于微泵、微閥或微混合器等元件,甚至無(wú)需復雜的流體通道,具有結構簡(jiǎn)單、高封閉性的優(yōu)點(diǎn),避免了交叉污染和高度自動(dòng)化。這使得數字微流控芯片在生物、化學(xué)、醫學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。
6、促進(jìn)多學(xué)科交叉研究:是生物、化學(xué)、醫學(xué)、流體、電子、材料、機械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域。它的發(fā)展依賴(lài)于多學(xué)科交叉的發(fā)展,同時(shí)也為各學(xué)科的研究提供了新的工具和方法。
7、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展:隨著(zhù)數字微流控技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng )新,它在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程上也取得了長(cháng)足進(jìn)步。國際上眾多基于該技術(shù)的公司都取得了商業(yè)上的成功,同時(shí)為新醫療時(shí)代帶來(lái)了新的產(chǎn)業(yè)化熱潮。