一种数字微流控液滴的稀释方法

1.本发明涉及数字微流控的技术领域，尤其涉及一种数字微流控液滴的稀释方法。


背景技术：

2.现有对数字微流控技术进行溶液稀释，先测量已有溶液内的化学物质或固体颗粒浓度，再根据需求添加溶剂混合进行稀释，可手动或机器自动操作。当实际需要溶液体积较小时，此时溶液配比的操作难度会增加，误差可能会比较大；或者当需要将固体颗粒稀释到每取一定体积液体里有固定数量的固体颗粒时，则需要反复取样并每次观察，直到能取到满足需求的液滴。当需要进行大量的样品进行稀释时，手动操作则需要花费大量的时间，操作繁琐，效率低下。
3.故有必要设计一种新的数字微流控液滴的稀释方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可对稀有样品或需求量很少的样品进行稀释、液滴移动速度快和减少耗费时间的数字微流控液滴的稀释方法。
5.本发明提供一种数字微流控液滴的稀释方法，数字微流控液滴位于数字微流控平台构建一个的驱动电极单元阵列内，包括如下步骤：
6.s1：分别从样品池和空白溶剂池中分离出特定大小的样品液滴和溶剂液滴，所述样品液滴和溶剂液滴均为第一液滴；
7.s2：所述样品液滴和溶剂液滴移动到同一个电极位置进行混合并形成混合液滴；
8.s3：混合液滴均匀混合；
9.s4：将所述混合液滴拆分成两个液滴，该两个液滴均为第二液滴。
10.进一步地，所述样品池和空白溶剂池均匀混合的位置以及所述样品池和空白溶剂池的拆分位置位于驱动电极单元阵列的任意单元内。
11.进一步地，步骤s3中，混合液滴均匀混合的具体方法为：混合液滴在多个驱动电极单元之间做往复运动使得所述混合液滴混合均匀。
12.进一步地，液滴的混合与分离区位于驱动电极单元阵列的中心区域。
13.进一步地，步骤s4包括步骤s41，保留所述两个液滴中的一个液滴，另一液滴移动到废液池或所述两个液滴都保留。
14.进一步地，步骤s4包括步骤s42，从样品池或空白溶剂池中再分离出新的液滴，新的液滴为第三液滴，所述第三液滴和其中一个第二液滴均匀混合得到第四液滴。
15.进一步地，步骤s4包括步骤s43中，从数字微流控平台的其他液滴与第二液滴混合均匀后再拆分为两个第四液滴。
16.进一步地，根据实际需求，重复步骤s4。
17.进一步地，如果检测的是固体颗粒数，则每次稀释后将液滴移动到微型荧光显微镜下拍照并自动处理照片识别出颗粒数，如果颗粒数不满足所要求的，则重复稀释步骤直
至满足要求。
18.进一步地，待稀释的样品池位于驱动电极单元阵列的左侧区；用于收集稀释后液滴的样品收集池位于驱动电极单元阵列的右侧上方区；废液池位于驱动电极单元阵列的右侧下方区；空白溶剂池位于驱动电极单元阵列的上方区域。
19.本发明可以操控液滴体积小，可对稀有样品或需求量很少的样品进行稀释；液滴移动速度快，可大大减少耗费时间；同时操控大量液滴，可实现高通量稀释。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明的实施例的数字微流控平台构建一个驱动电极单元阵列的结构示意图；
22.图2是本发明的实施例的多种不同液滴的混合稀释的示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.如图1所示为数字微流控平台构建一个驱动电极单元阵列，每个驱动电极单元由上位机上的操作软件来控制加电。驱动电极单元阵列的左侧区为待稀释的样品池10(样品池10为待稀释样本原液)，驱动电极单元阵列的右侧上方区为用于收集稀释后液滴的样品收集池20，驱动电极单元阵列的右侧下方区为废液池100，驱动电极单元阵列的上方区域为稀释的空白溶剂池30，驱动电极单元阵列的中心区域为液滴的混合与分离区40，显微镜对液滴的观察区(可选)。
26.本发明一种数字微流控液滴的稀释方法，数字微流控液滴位于数字微流控平台构建一个驱动电极单元阵列内，包括如下步骤：
27.s1：分别从样品池10和空白溶剂池30中分离出特定大小的样品液滴11和溶剂液滴31，样品液滴11和溶剂液滴31均为第一液滴；
28.s2：样品池10的样品液滴11和空白溶剂池30的溶剂液滴31移动到同一个电极位置进行混合并形成混合液滴41；
29.s3：混合液滴41在多个驱动电极单元之间做往复运动使得混合液滴41混合均匀；
30.s4：将混合液滴41拆分成两个液滴，该两个液滴均为第二液滴；
31.其中步骤s4包括：步骤s41:当然根据需求可只保留该两个液滴中的一个液滴411，另一液滴412移动到废液池100或该两个液滴都保留，此时理论上每个该两个液滴的化学物质或固体颗粒浓度被稀释一半；步骤s42：根据所需浓度，可从样品池10或空白溶剂池30中再分离出新的液滴，新的液滴为第三液滴413；步骤s43：数字微流控平台的其他液滴与第二液滴混合均匀后再拆分为两个第四液滴414；
32.s5：根据实际需求重复步骤s4；
33.s6：如果检测的是固体颗粒数，则每次稀释后将液滴414移动到微型荧光显微镜下拍照并自动处理照片识别出颗粒数，如果颗粒数不满足所要求的，则重复稀释步骤直至满足要求。
34.针对步骤s3，混合液滴41在多个驱动电极单元之间做往复运动使得两个液滴混合均匀的具体意思是：混合液滴41在m*n驱动电极单元之间做往复运动，假如m和n都是3,则混合液滴41在3*3驱动电极单元之间做循环绕圈运动直至混合均匀，也即图1所示的虚线区域50。
35.对于本发明稀释方法，多种不同液滴分别定义为m1,m2,m3,m4,
……
,m10,
……
，则混合和稀释参照图2。
36.液滴的种类可以分为水性溶液、水性颗粒分散液、有机溶液、离子液体溶液和聚合物单体等。
37.举例a：原始溶液浓度为10(a)、溶剂浓度为0(b)、目标浓度为2：
38.第一次稀释：a+b/2＝5(c)；
39.第二次稀释：c+b/2＝2.5(d)；
40.第三次稀释：d+b/2＝1.25(e)；
41.第四次稀释：e+d/2＝1.875(f)；
42.第五次稀释：f+d/2＝2.1875(g)；
43.第六次稀释：g+f/2＝2.03125(h)。
44.h液滴接近目标浓度(误差仅为1.5％)，若需要更精确浓度，可反复进行液滴间混合稀释，直至在误差允许范围内满足条件。
45.举例b：原固体颗粒数为10(a)、溶剂颗粒数为0(b)、目标颗粒数为7：
46.第一次稀释：a+b/2＝5(c)；
47.第二次稀释：c+b/2＝2(d)+3(e)；
48.第三次稀释：e+a/2＝6(f)+7(g)；
49.g液滴即满足要求。
50.由于固体不可分割，以上举例为理想条件下。如果实际中第三次稀释分为5+8或其他情况，则可将此两滴液滴再次混合后分离，多次循环总能获得所需液滴。
51.由于液滴移动速度快，平台可同时操控大量液滴，所以即使需要多次反复稀释，也可快速获得所需浓度液滴，所需步骤均可由电脑自动生成。
52.以上实施例只是对发明进行说明。在其他实施例中，样品池10和空白溶剂30池均匀混合的位置(即混合液滴41所在的位置)以及样品池10和空白溶剂池30的拆分位置(即混合液滴41拆分成两个液滴的所在位置)位于驱动电极单元阵列的任意单元内。本发明是一种用数字微流控技术进行全自动溶液浓度配比的方法，包括对溶液内的化学物质或固体颗
粒等进行稀释。
53.本发明数字微流控液滴的稀释方法通过在平台上方放置一台微型荧光显微镜，观察能发荧光的物质，例如细胞时则用荧光模式，普通颗粒用普通模式，可实时观察固体颗粒数量。
54.本发明可以操控液滴体积小，可对稀有样品或需求量很少的样品进行稀释；液滴移动速度快，可大大减少耗费时间；同时操控大量液滴，可实现高通量稀释。
55.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。