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Angew. Chem.化學所等利用液滴自切割實現復雜樣品分析

中科院化學所      2020-11-18
導讀:復雜樣品的陣列化分析與鑒定在高通量篩選、疾病早期診斷等方面具有重要意義。該方法一方面需要將樣品溶液分割成陣列化的微液滴,并對樣品微液滴分別進行檢測;另一方面需要避免樣品在分割過程中的交叉污染,且保證檢測過程中樣品微液滴之間互不干擾。如何快速、簡便的制備樣品微液滴陣列,并在此基礎上實現對樣品中多種組分的分析和鑒定,是當前研究熱點之一。

中國科學院化學研究所綠色印刷重點實驗室宋延林課題組近年來致力于納米綠色印刷技術的研究和應用,在噴墨打印墨滴控制和功能界面操控液體行為領域取得一系列進展。近日,宋延林課題組與清華大學合作,通過圖案化浸潤性誘導液滴在固體表面的碰撞行為,使液滴快速自切割形成數量及形貌均精確可控的微液滴陣列,并實現了復雜樣品的分析。

液滴碰撞到圖案化浸潤性基底表面后,在慣性力的作用下首先鋪展形成圓形的液膜。隨后,液膜在親水區域發生粘附,在疏水區域回縮,最終自發切割形成數目及形貌均精確可控的微液滴陣列,并在特定位置發生沉積。一方面,液滴自切割過程中,不同微液滴之間不存在物質交換;另一方面,疏水區域能夠將微液滴限域成相互獨立的反應微區。在此基礎上,通過在圖案化浸潤性基底表面預沉積不同的檢測試劑,對單個液滴自切割形成的微液滴陣列分別進行檢測,實現了液滴中復雜成分的分析和鑒定,為新型生物檢測芯片的設計和高效檢測方法的研發提供了新思路。

液滴自切割制備微液滴陣列及其在復雜樣品高效分析中的應用

研究成果發表在Angewandte Chemie International EditionAngew. Chem. Int. Ed. 2020, 59,10535-10539)上,被選為“Hot Paper”,以背封面的形式進行了亮點報道。化學所研究員宋延林、李明珠與清華大學教授李群仰為論文的通訊作者,化學所博士后李會增為論文的第一作者。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科技部和中科院的支持。


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