第一作者：毛宇昕
通訊作者：李保慶、潘挺睿
通訊單位：中國科學技術大學、美國加州大學戴維斯分校
實驗不能重復，是幾乎所有科研工作者都曾有過的噩夢。在生物、化學應用中，對液體試劑的操控是其中最基本的一項操作。在實驗無法重復的所有原因中，移液器不夠精準，絕對是一個關鍵因素。
移液器是當前使用最為廣泛的一種便攜式液體操控儀器。它基于氣動活塞式原理進行吸液和分液。對于這種工作方式，在進行微量液體移取，如液體體積小于1微升時，誤差急劇上升，移取精度難以保證。
有鑒于此，中國科學技術大學工程科學學院微納米工程研究室的李保慶副教授與美國加州大學戴維斯分校的潘挺睿教授合作，提出并實現了一種具有納升級精度的液體移取技術。
圖1. 數字液滴移液器用于微小體積液體操縱（入選當期封面圖片）
該技術結合普通移液器技術與微流控打印技術，利用微流控芯片可控產生納升體積的液滴，以單個液滴為最小單元，實現了納升級精度液體的吸取與分配。
研究人員提出一種完全不同于現有工作原理的新型數字液滴式移液法，將當前移液器的分辨率提高兩個數量級以上，對亞微升體系液體操控的誤差可以減小兩個數量級。
圖2.數字移液器的組成和手持操作
研究人員利用微流控沖擊打印的方式產生具有高度一致性的納升量級液滴。區別于芯片內液滴微流控的方法，液滴打印的位置可以隨意選取，并且關鍵的一點是可以按所需求的液滴數目來進行打印。單個納升量級的液滴作為最基本的單元即最小分辨率，以數字化的方式通過累積單個液滴單元的數目來實現不同劑量的液體分發。
在這款納升級精度的移液器中，通過一個小型的打印裝置對存有液體的微流控芯片進行敲擊，在敲擊的過程中實現微液滴的產生。結合了傳統移液器和新型的微流控沖擊打印技術，該種新型的移液器不僅具有了傳統移液器所不具備的高分辨率和高精度，并且在其吸取和分發液體的操作性上同傳統的手持式移液器一樣方便易用。
該設備可廣泛應用于各種高精度液體操控的實驗。例如，利用該設備可以直接稀釋獲取不同濃度試劑，取代以往的連續稀釋產生濃度梯度的方法。前者不僅操作簡單，節省昂貴試劑，更重要的是避免連續稀釋過程中巨大的誤差累積。
綜合整理自中科大官網、Lab on a Chip。
參考文獻：
High-Precision Digital Droplet Pipetting Enabled by A Plug-and-Play Microfluidic Pipetting Chip，Lab on a Chip 2018. 18, 2720-2729.
http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/LC/C8LC00505B
