基于微滴的微流控技術(shù)已成為一種用途廣泛的工具，在生物化學(xué)分析與合成等諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，而微滴的產(chǎn)生和操控是這些應(yīng)用的基礎(chǔ)?；诼晫W(xué)的微滴操控技術(shù)已展現(xiàn)出良好的生物相容性和大范圍可調(diào)節(jié)性的優(yōu)勢(shì)。

實(shí)驗(yàn)名稱：ATA-1372A寬帶放大器在超聲驅(qū)動(dòng)噴嘴微液滴制備系統(tǒng)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)方向：液滴微流控

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：ATA-1372A寬帶放大器、高速相機(jī)，信號(hào)發(fā)生器，示波器、上位機(jī)等

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一種集成了微液滴高通量制備和定向分配功能的超聲驅(qū)動(dòng)噴嘴系統(tǒng)，仿真和實(shí)驗(yàn)分析了該系統(tǒng)的工作機(jī)理，為高集成度、高可控性的微液滴操控系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新思路。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

該超聲驅(qū)動(dòng)噴嘴系統(tǒng)主要由毛細(xì)管噴嘴、PZT換能器、寬帶放大器、信號(hào)源組成。當(dāng)PZT換能器被施加交流電信號(hào)時(shí)，換能器產(chǎn)生聲波，聲波通過(guò)毛細(xì)管傳遞到噴嘴尖端，噴嘴中的液體被泵出。調(diào)制后的脈沖聲波傳遞到液相時(shí)，會(huì)產(chǎn)生間斷聲流，此時(shí)，控制聲波的驅(qū)動(dòng)時(shí)間可以調(diào)控噴嘴流出的水量，即形成的液滴的大小。

同時(shí)，當(dāng)輸入頻率改變時(shí)，噴嘴以不同的模態(tài)振動(dòng)，從而產(chǎn)生不同方向的聲流形式。利用不同方向的聲流對(duì)液滴施加不同方向牽引力，將它們引導(dǎo)到相應(yīng)的位置。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

除了超聲驅(qū)動(dòng)時(shí)間外，液滴的尺寸也可能由驅(qū)動(dòng)振幅決定。因此，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)時(shí)間和振幅來(lái)綜合調(diào)控液滴的尺寸，實(shí)現(xiàn)了寬范圍，高通量的液滴制備系統(tǒng)。除了產(chǎn)生液滴外，還可以利用可控的聲流將液滴引導(dǎo)到不同的位置。

通過(guò)改變輸入聲波頻率，可以使液滴的運(yùn)動(dòng)方向由左向右改變。在不同的頻率下，噴嘴的振動(dòng)模式不同，從而產(chǎn)生相應(yīng)的流體狀態(tài)?；谶@一機(jī)制，我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)聲波頻率來(lái)控制液滴分配至不同的腔室。

實(shí)驗(yàn)中用到的ATA-1372A寬帶放大器的參數(shù)指標(biāo)：

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審核編輯 黃宇