一种微液滴及微阵列的分离制备方法与流程

本发明属于材料界面浸润技术领域，特别涉及分离单个液滴制备微液滴及微阵列的方法。

背景技术：
微液滴制备在生物分析及检测、化学反应、药物研发、表面图案化领域具有广泛的应用前景。目前微液滴制备方法主要包括物理限域(参考文献：R.J.Jackman,D.C.Duffy,E.Ostuni,N.D.Willmore,G.M.Whitesides,Anal.Chem.1998,70,2280-2287；E.Ostuni,C.S.Chen,D.E.Ingber,G.M.Whitesides,Langmuir2001,17,2828-2834.)、T型孔道微流控制备(相关专利号：CN104084247A、CN104107734A、CN104130932A)、打印制备(相关专利号：CN104004652A、CN103974547A)等。但是，目前所采用的方法存在很多缺陷，包括所需样品量大，所需设备昂贵或复杂，制备的微液滴处于油相包围之中难以分离，以及制备的微液滴体积大。对于样品非常昂贵或量及其少的情况，利用当前技术很难实现大量微液滴的分离及微阵列的简易制备。

技术实现要素：
为解决上述现有技术中的问题，本发明提供一种利用表面张力差异实现液滴切割制备微液滴及微阵列的方法。本发明提出的切割液滴制备微液滴及微阵列的技术方案为：将液滴在图案化的亲水性/疏水性基底上，通过控制液滴与基底之间的接触力，以及液滴与基底之间的相对滑移速度，可将液滴的体积进行精确控制分离得到微液滴及微阵列。本发明所述的微液滴分离方法为：1)、在基底表面构筑图案化的亲水性区域和疏水性区域；2)、以0-650μN的压力和1-20mm/s的速度在基底表面拖动液滴。所述的疏水性区域接触角大于100°，优选140-180°；所述的亲水性区域接触角小于60°，优选0-20°。所述的液滴为极性28-80mN/m之间的液体，所述液滴的体积大于图案的分辨率。所述液滴选自水、乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甲基亚砜中的一种或几种，或者选自无机盐溶液、纳米粒子溶液、细胞溶液、蛋白质溶液、DNA溶液、血浆。所述的亲水性区域由亲水性材料或者亲水性基底构成，或者经亲水性修饰得到；所述的疏水性区域由疏水性材料或疏水性基底构成，或者经疏水性修饰得到。所述的亲水性基底选自亲水性金属、亲水性金属氧化物、玻璃、硅片、亲水性聚合物膜、亲水性木材、纸、亲水性纤维织物中的一种或几种。所述的疏水性基底选自疏水性金属、疏水性金属氧化物、疏水性聚合物膜中的一种或几种。所述的亲水性材料选自亲水性纳米粒子、亲水性微米粒子、亲水性聚合物、亲水性分子中的一种或几种。所述的疏水性材料选自聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚全氟丙烯、疏水性纳米粒子、硅烷、氟硅烷、氯硅烷、氟硅氧烷、氯硅氧烷、聚氯乙烯、中的一种或几种。所述的亲水性修饰方法为紫外曝光、离子束刻蚀、等离子体处理、食人鱼洗液处理、旋涂法、喷涂法、电纺、打印、电化学腐蚀中的一种或几种。所述的疏水性修饰方法为气相修饰法、液相修饰法、旋涂法、喷涂法、电纺、打印、电化学腐蚀中的一种或几种。上述制备得到的微液滴中的溶剂挥发后，剩下的溶质形成微阵列。上述微液滴分离方法在生物分析及检测、化学反应、药物研发、样品分离领域的应用。本发明所采用的微液滴分离及微阵列制备方法，能够利用一滴样品溶液制备大量的微小液滴，具有分离的微液滴体积小，对样品溶液要求低，所需样品少，分离效率高，设备简单，操作简便，制备成本低，应用范围更广等一系列优点。本发明所述的液滴分离及微阵列制备方法在表面图案化、生物分析及检测、化学反应、药物研发领域具有广泛的应用前景。附图说明图1.本发明中液滴分离制备微液滴阵列所用的自制设备示意图；图2.本发明所述的液滴分离制备的微液滴阵列的示意图；附图标记：1-X-Y移动控制器，2-万分之一天平，3-具有亲水性图案区域的疏水性基底，4-用于液滴切割制备微液滴的原始滑动液滴，5-液滴切割制备的微液滴。具体实施方式实施例1利用一滴乙二醇溶液制备乙二醇微液滴阵列。将硅片进行清洁处理，具体步骤如下：用丙酮和乙醇溶液分别对硅片超声三次，用去离子水冲洗干净。然后将硅片浸入体积分数为1％的十八烷基三氯硅烷的甲苯溶液中，浸泡10分钟，取出后用氮气吹干。整个过程都在洁净间中进行，防止空气中粉尘等污染硅片。此时硅片的接触角为106°。然后进行亲水性区域的制备。将硅片置于光掩膜版下，...