利用降低液滴-表面相互作用优化数字微流控中生物分析物的传输

本实验的总体目标是制备一种能够无需添加剂即可运输含有生物分析物液滴的场致去润湿装置。首先用蜡烛烟灰涂覆导电基底，该基底将作为装置的底部电极。

第二步是通过涂覆液态氟聚合物来保护烟灰层。接下来，制备器件的顶部电极。然后将顶部和底部电极连接到实验的电子设备上。

最后一步是将样品置于电极之间以测试该装置。最终结果表明，电场去润湿装置能够响应每个电脉冲持续进行液滴转移，至少可支持700次脉冲。该技术相较于现有方法（如电润湿）的主要优势在于，电场不会引起润湿现象，且无需添加额外助剂即可实现液滴传输。

该技术的应用前景在于开发一种完全自动化的芯片实验室平台，该平台可适用于任意液滴化学体系。本实验操作将由我实验室的本科研究人员 Michael Kowski 和 Selena do 演示。第一步是为接地电极准备导电基底。为此，已将铜片切割成矩形。

矩形尺寸为75毫米×43毫米，厚度为0.5毫米。准备一个盛有铜刻蚀液的容器以清洗基底。本视频将仅使用一个基底来演示该实验方案。

将基底浸入刻蚀液中约30秒。浸渍后取出基底，用流水冲洗，再用纸巾擦干。在继续下一步操作前，将其水平放置在支撑物上，以便接触其朝下的表面。

本视频中使用一个固定的开口环。准备液态氟聚合物及其滴加用的滴管。取一支石蜡蜡烛，用于产生待施加的烟灰。

点燃蜡烛，然后将蜡烛在铜基底下方来回移动。保持火焰顶端位于基底底部下方约一厘米处。持续来回移动蜡烛 30 至 45 秒。

注意不要触碰烟灰表面。用烟灰涂覆基底后，立即移开并熄灭蜡烛。使用镊子夹住基底并旋转，使覆盖烟灰的一面暴露出来。

当其仍处于温热状态时，使用滴管将液态氟聚合物滴加到边缘，以使烟灰层的扰动局限在该区域。滴加完成后，将基底倾斜至接近垂直的位置，随后继续滴加更多液滴，使其滚过整个烟灰表面并铺展开来。

尽可能进行。随后将基底置于设定为 160 摄氏度的加热板上。同时在通风橱内，将基底的烟灰面朝上放置于加热板上，烘烤 15 分钟。

15分钟后，将基底从加热板上取下，在室温下静置过夜，然后用作底电极。当接地电极准备好使用时，基底可无限期储存。下一步是制备顶电极。

本视频使用的电极是根据文献中的方案制备而成。电极设计图案被打印在薄铜覆板上，经过蚀刻和清洗后得到最终电极。每个电极的宽度为2毫米，厚度为0.3毫米。

电极将安装在一块尺寸为75毫米×25毫米、厚度约为1毫米的玻璃载片上。在载片的一端贴上双面胶带，并避免产生气泡。然后小心地将层压膜贴附到载片上，使电极靠近边缘。

接下来，裁剪一段约与载玻片宽度相当的聚四氟乙烯薄膜。将薄膜覆盖在电极上，以防止意外短路，并用胶带固定。

现在可以将电极与电子接口配合使用。将顶部和底部电极连接至实验装置，以完成电场去润湿装置的组装。在实验装置中，底部电极接地。

其上方，顶部电极通过可调节高度的连接器与继电器相连。通过计算机程序控制微流控装置，使液滴在相邻电极之间移动。本实验中，将对微流控装置内液滴的运动过程进行可视化观察。

使用24至96倍的放大组件，并结合CCD相机。通过S视频线将录像机连接到相机。此时，获取实验样品，在本例中为秀丽隐杆线虫（C. elegans）以及含有四微升液滴的培养基微量移液管。

将液滴置于涂有烟灰的底部电极上，使其位于顶部电极的中心。然后调节顶部电极的位置，使其距离液滴约 0.3 毫米。开启电子接口并施加高压，调节顶部电极的高度，直至液滴开始移动。

切勿让电极接触液滴。待液滴运动稳定后，开始用相机记录，直至液滴在五到十个脉冲刺激下不再发生移动。本视频展示了在电场驱动装置的电极之间成功转移培养基中的 C. elgan。

先前使用荧光标记的牛血清白蛋白（BSA）的研究有助于展示左侧样品与基底之间的相互作用。相比之下，右侧的BSA位于仅使用氟化液体的表面的炭黑涂层上。BSA样品显示出强烈的表面相互作用。

观看本视频后，您应充分了解如何制备和操作婚庆装置。请务必遵守实验室安全规范。