一种平面单层微小液滴阵列的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及生物制备领域，具体讲，涉及一种平面单层微小液滴阵列的制备方法及其应用。制备方法包括以下步骤：在容器内先填装下层油，再填装上层油；下层油的密度大于上层油，下层油和上层油不互溶，形成具有液

【技术实现步骤摘要】
一种平面单层微小液滴阵列的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及生物制备领域，具体讲，涉及一种平面单层微小液滴阵列的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]基于液滴的微流体分析使化学和生物实验能够低消耗、高通量以及高效率实施，而且，液滴为各类分析实验提供了大量的并行且均一的反应器，使每个反应器内的反应在互不干扰的情况下独立进行。近年来，基于液滴的微流控技术在DNA检测、单细胞分析、RNA测序、小分子标志物识别、临床诊断和蛋白质药物等方面都取得了良好的应用效果。尤其是在核酸定量分析中，基于液滴的数字定量技术具有很大的应用潜力。将核酸检测的所有试剂(酶、引物、模板、探针等)包裹在一个个独立的液滴内，每个液滴内包含0个或1个模板，经过特定的温度孵育，每个液滴内同步进行核酸扩增反应。通过检测荧光染料或探针发出的信号来判别有无扩增，包含模板的液滴发出可检测的信号，无模板的液滴不产生可检测的信号。最终核酸的起始添加量可以通过泊松分布计算。
[0003]以往的研究中，制备微小液滴的方法可以通过t剪切、流体聚焦、离心阶梯乳化、压力喷射等方式产生。然而，单分散的平面单层的液滴分布对后期的数据统计、分析至关重要。现有的方法通常借助一个具有有限高度的微流体芯片来限制液滴的排列，然而，这种方法需要一个带有液滴收集腔的芯片或容器，液滴被限制在芯片内更容易发生液滴融合和破裂，而且，这种方法不利于液滴的回收，在很大程度上限制了其可以应用的范围，并且增加了微流体芯片制作的成本。基于界面交叉乳化的液滴生成技术虽然可以在96孔板底部生成平面单层的液滴阵列，但这种方式适用于较大的液滴，此外液滴沉降速度慢且与液滴体积关系很大，而更小的液滴对于许多生化分析是更加有利的。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的首要专利技术目的在于提供一种平面单层微小液滴阵列的制备方法。
[0006]本专利技术的第二专利技术目的在于提供该平面单层微小液滴阵列的制备方法制备得到的产品。
[0007]本专利技术的第三专利技术目的在于提供该平面单层微小液滴阵列的制备方法的应用。
[0008]为了完成本专利技术的专利技术目的，采用的技术方案为：
[0009]本专利技术提出一种平面单层微小液滴阵列的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1、填装混合油相：在容器内先填装下层油，再填装上层油；所述下层油的密度大于所述上层油，所述下层油和所述上层油不互溶，形成具有液
‑
液界面的混合油相；
[0011]S2、使用液滴生成器生成微小液滴：所述液滴生成器所使用的油相与混合油相中的所述下层油的成分相同；
[0012]S3、转移微小液滴：将生成的所述微小液滴从液滴生成器出口转移至所述容器的
所述混合油相中，所述微小液滴在所述液
‑
液界面自发形成所述平面单层微小液滴阵列。
[0013]可选的，所述下层油选自氟化油，优选HFE
‑
7500；
[0014]所述上层油选自矿物油和有机溶剂的混合物，所述有机溶剂的密度为0.6～1g/mL，密度的测定温度为25℃；
[0015]所述有机溶剂优选液态烷烃，更优选正C4～C
16
烷中的至少一种，更进一步优选正十四烷；
[0016]更优选的，所述上层油和所述下层油的体积比为16：1～1：10；优选为5：1～5，更优选为5：2～3。
[0017]可选的，所述上层油选自矿物油与正十四烷按1：1～5：3体积比混合的混合物；
[0018]优选的，所述下层油中还添加有表面活性剂；更优选的，表面活性剂的添加量为0.1～5v/v％，
[0019]进一步优选的，所述表面活性剂选自生物惰性表面活性剂，优选Pico
‑
surf或dSURF等中的至少一种。
[0020]可选的，所述下层油和所述上层油分别离心处理后，再进行填装；
[0021]优选的，所述离心处理的条件为：6000～10000rpm离心5～15min，更优选为8000rpm离心10min。
[0022]可选的，所述容器选自平底透明的容器，优选培养瓶、酶标板、培养皿或96孔板；
[0023]优选的，在S2中，在分散相入口和连续相入口分别注入水相和油相，连续相在所述液滴生成器的流道交汇处将分散相剪切为微小液滴；更优选的，所述水相选自水或以水为溶剂的溶液，所述油相选自氟化油。
[0024]可选的，在S2中，所述水相和所述油相的流速为3～4：15～25；
[0025]进一步优选的，所述氟化油选自氟化油HFE
‑
7500。
[0026]可选的，在S2和S3中，在显微镜观察下进行所述微小液滴的生成和转移；
[0027]优选的，在S3中，所述液滴生成器的出口连接一根导管，待所述微小液滴稳定生成后，将所述导管垂直插入所述容器，所述导管的出口没入所述混合油相内，进行液滴转移。
[0028]可选的，所述平面单层微小液滴阵列中的液滴直径分布为20μm～150μm。
[0029]本专利技术还提出上述制备方法制备得到的平面单层微小液滴阵列。
[0030]本专利技术还提出上述制备方法、上述平面单层微小液滴阵列在生物检测、生化分析、微生物培养、蛋白质与药物作用分析中的应用；优选的，所述生物检测包括核酸检测。
[0031]本专利技术至少具有以下有益的效果：
[0032]本专利技术提供了一种利于不同大小的液滴形成平面单层微小液滴阵列的方法，微小液滴在液
‑
液界面水平方向展开成二维阵列，三明治系统有助于维持液滴地稳定性，为基于单个液滴的分析提供关键技术支撑。本专利技术的制备方法为液滴的观测、统计分析提供了必要的前提，不会因液滴聚集、重叠影响后续结果分析的准确性。本专利技术的制备方法可以任意结合便于使用显微镜观测的平底容器，且可以任意调整液滴内的分散相，不仅仅适用于基于液滴地核酸定量分析，而且为以液滴作为反应器的生化分析提供了可利用的关键技术。
[0033]本专利技术的制备方法可以制备得到不同直径的液滴，液
‑
液界面对液滴的体积不十分敏感，因此，该方法可以用于制备不同直径的液滴，为基于液滴地分析提供更灵活地应用。
附图说明
[0034]图1为微滴生成器的照片；
[0035]图2在单孔内加入混合油相形成的界面层，上层为矿物油(含正十四烷)，下层为氟化油；
[0036]图3为以水为分散相制备平面单层液滴阵列照片；
[0037]图4以柠檬黄溶液为分散相制备平面单层液滴阵列照片；
[0038]图5为实施例3的实验结果。
具体实施方式
[0039]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0040]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面单层微小液滴阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、填装混合油相：在容器内先填装下层油，再填装上层油；所述下层油的密度大于所述上层油，所述下层油和所述上层油不互溶，形成具有液
‑
液界面的混合油相；S2、使用液滴生成器生成微小液滴：所述液滴生成器所使用的油相与混合油相中的所述下层油的成分相同；S3、转移微小液滴：将生成的所述微小液滴从液滴生成器出口转移至所述容器的所述混合油相中，所述微小液滴在所述液
‑
液界面自发形成所述平面单层微小液滴阵列。2.根据权利要求1所述的平面单层微小液滴阵列的制备方法，其特征在于，所述下层油选自氟化油，优选HFE
‑
7500；所述上层油选自矿物油和有机溶剂的混合物，所述有机溶剂的密度为0.6～1g/mL，密度的测定温度为25℃；所述有机溶剂优选液态烷烃，更优选正C4～C
16
烷中的至少一种，更进一步优选正十四烷；更优选的，所述上层油和所述下层油的体积比为16：1～1：10；优选为5：1～5，更优选为5：2～3。3.根据权利要求2所述的平面单层微小液滴阵列的制备方法，其特征在于，所述上层油选自矿物油与正十四烷按1：1～5：3体积比混合的混合物；优选的，所述下层油中还添加有表面活性剂；更优选的，表面活性剂的添加量为0.1～5v/v％，进一步优选的，所述表面活性剂选自生物惰性表面活性剂，优选Pico
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surf或dSURF等中的至少一种。4.根据权利要求1所述的平面单层微小液滴阵列的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，杜耀华，程智，李抄，詹晓波，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所，
类型：发明
国别省市：