美国麻省理工学院研究人员发明可“编程”的液滴

【据美国麻省理工学院新闻中心1月19日报道】来自美国麻省理工学院的研究人员发明出一种新的硬件，这种硬件能够利用电场使化学或生物溶液中的液滴在某个表面上移动并混合，这种方法能够同时测试数千种化学反应。研究人员认为他们的系统能够替代现在生物实验中常用的微流控设备，新的系统能够让溶液按规定轨迹移动，能够更加有效、经济地完成规模更大的实验。麻省理工学院媒体实验室的教授Udayan Umapathi表示，传统的微流控系统利用管道、阀门和泵来控制溶液流动，这就意味着它是一套机械的系统，需要复杂的设计，并且容易崩溃。现在的生物实验需要控制体积越来越小的液滴，这就导致微流控系统越来越复杂，甚至需要搭建具有上百万个连接的系统。在新的系统中，数千个液滴储存在设备表面上，通过软件控制液滴自动移动去完成生物实验。在过去的十年中，其他的研究团队尝试过使用数字微流控系统或电子控制液滴来完成生物实验，但是他们的芯片是使用高端蚀刻科技完成的，对环境要求极高。Umapathi教授和他的同事们希望能够降低成本，他们利用一块打印的电路板，上面有一排电极，同时在电路板表面覆盖一层密集的极小球型，不到1微米高，由疏水材料构成，这样液滴就能够在电路板表面自由移动。他们利用高压低频信号和低压高频信号来控制整个系统，高压低频信号用于移动液滴，低压高频信号用于定位液滴，定位技术和触屏手机使用的技术相同。研究人员们相信利用这套设备能够大幅降低生物工业中的实验成本，比如，对于生物制药公司，不仅能够同时进行多个实验，还能成百倍地减少吸液管的数量。这项研究成果也得到了生物公司BioBright的创始人和CEOCharles Fracchia的赞赏。相关研究成果已于本月发表在在线期刊MRS Advances上。

文献链接：

http://news.mit.edu/2018/programmable-droplets-enable-high-volume-low-cost-biology-experiments-0119