在做微流控实验的过程中,通常会有气泡存在于微流控的通道中,这些气泡有时候会影响实验的精确度和稳定性,因此,在做某些实验时,我们需要在气泡进入到微流控芯片通道内部之前将其过滤掉。
如果要想排除掉微流控通路上的气泡,那么我们需要先了解下,气泡是从哪里引入的。微流控通道内的气泡来源主要有如下几个方面:
(1)开始向芯片通道内注入液体
(2)微流控切换阀或流体开关
(3)微流控系统中的某部分有泄露
(4)PDMS芯片
(5)气体溶解
从以上可以看到,有多个地方会引入气泡,那么这些引入的气泡对微流控实验有哪些影响呢?
(1)影响流体流动的稳定性。微流控系统中的气泡在微流控系统中会发生移动或扩张/收缩等状态,这会导致微流体通路上的液体流量不稳定。
(2)影响微流体通路上的压力变化。当微流体通路上的气泡被卡在通道的某一个位置时,就会导致系统达到压力平衡所需要的时间增长。当我们需要微流体有良好的反应时,这种现象对微流控实验是不利的。
(3)影响微流控系统的流阻。微流体通道内气泡的存在,会间接的导致微流体通道的宽度变窄,从而导致流阻的增加。当使用注射泵进行实验时,因气泡存在而导致的流阻增加将会导致微流控芯片内部的压力显著增加。
(4)影响细胞的培养。气泡边界的界面张力会对细胞施加压力,甚至会导致细胞死亡。
(5)影响实验结果的观察。气泡和液体之间相交的界面处有可能会聚集粒子或蛋白质,这些在用显微镜观察时,会导致伪影或不真实的影响,从而会影响实验结果的观察。
(6)影响微流体芯片通道内表面的性质。当微流体通道内存在大量的气泡时,还可能会损害芯片通道内表面的修饰性质。
既然微流体系统中的气泡对微流控实验有这么多不利的地方,那么我们在实际的实验过程中,该怎么去除气泡呢?首先,如果我们无法通过常规的办法来检查微流体系统中是否存在气泡,那么我们可以使用气泡检测器来监测微流体系统。
Elveflow 气泡检测装置和实验连接图
当判断出微流体系统中存在气泡时,可以通过如下几个方式来去除气泡。
(1)增加压力
(2)不同驱动形式的压力波形或脉冲
(3)溶解气泡
如下视频展示了通过增加压力的办法来溶解微流体芯片入口处的气泡。
(4)使用表面活性剂
(5)脱气泡装置
Elveflow微流控去泡器的视频介绍链接如下: