[发明专利]一种具有超疏油亲油图案化表面的液滴镊子

说明书

本发明公开了一种具有超疏油亲油图案化表面的液滴镊子，该液滴镊子包括：两个镊臂，均包括连接段和平行段，两连接段的一端相连，另一端张开呈角度设置，并分别连接两平行设置的平行段；两个超疏油板，相对地转动连接在两个镊臂平行段端部的内侧，以使两个超疏油板的连接角可调；所述超疏油板包括玻璃基底以及覆盖所述玻璃基底上的超疏油涂层，所述超疏油涂层上刻蚀线条状亲油图案。本发明公开的液滴镊子可以完成对多种液滴的捕获、移动和释放，结构简单，操作方便，易于控制。

技术领域

本发明涉及液滴控制技术领域，具体涉及一种具有超疏油亲油图案化表面的液滴镊子。

背景技术

液滴操控技术是指通过操控固体表面上的液滴实现样品分析或检测等功能的新技术，其具有试剂消耗量低、集成性好、传质效率高、无交叉污染等优点，在环境监测、生命科学、精细化工等领域具有广阔的应用前景。目前，液滴操控技术主要包括外部激励法、可拉伸柔性表面法、基于超浸润表面(如超疏水表面、超疏油表面等)的液滴操控方法。其中，基于超疏油表面的液滴操控方法有望实现各种液滴(包括具有较低表面张力系数的有机试剂)的无损、精确操控，得到了学者们的广泛关注。

外部激励法是指通过电湿润(电场致非平衡表面张力)、磁场等外部激励方式调节液滴的表面张力和拉普拉斯(Laplace)压力，完成液滴捕获、移动或释放等。

专利号为CN106824317A的中国专利公开了一种利用微电磁棒操控液滴的方法，所述方法基于磁力、表面张力和重力的竞争，以经过超疏水表面处理的微电磁棒和基片为平台，通过开关微电磁棒实现对含磁珠液滴在超疏水基片表面的吸、放操作，同时结合电磁棒的位移或者液滴座落平台的位移，完成对含磁珠液滴的输运、融合、混合操作以及完成含磁珠液滴中固相磁珠与液相的分离操控。但是，外部激励系统即微电磁棒较为复杂，并且电场、磁场等的引入会影响试剂性质或反应条件，进而导致系统的失效。

可拉伸柔性表面也被应用于液滴操控：拉伸导致的材料结构变形可以改变液滴粘附力，进而完成液滴捕获、移动或释放等，专利号为CN105085952A的中国专利公开了一种可拉伸的柔性超疏液薄膜及制备方法与液滴无损转移方法，制备方法包括：对具有倒悬微纳结构的模板进行氟化修饰并浇筑可固化弹性材料；将可固化弹性材料从原始模板上剥离，得到具有与倒悬微纳结构相对应的微纳结构的中间体；在中间体上旋涂塑料乳液；将旋涂的塑料乳液固化；将固化的薄膜剥离，进行氟化修饰，得到可拉伸的柔性超疏液薄膜。可以通过对表面的拉伸、弯曲等操作改变局部的固液接触面积和曲率，调节表面对液滴的粘附力，实现液滴的转移。但是，可拉伸柔性表面的加工较为复杂，并且拉伸回缩过程容易造成材料结构的损坏。

目前，液滴控制技术依然面临着激励系统复杂、成本昂贵、功能易失效等问题；此外，已有研究工作缺乏针对多种多样的实际试剂如具有低表面张力系数的醇类、烷类或其它有机试剂的研究。

因此，研究一种可以广泛应用于各种液滴、精确、高效、易于实际应用的基于超疏油表面的液滴操控方法是极为迫切的。

发明内容

本发明提供一种具有适用于多种液滴的、高效的超疏油亲油图案化表面的液滴镊子。

一种具有超疏油亲油图案化表面的液滴镊子，包括：

两个镊臂，包括后部相互连接的连接段，前部的平行段；所述的平行段的前部内侧相对设置转动连接的超疏油板；

所述超疏油板包括玻璃基底以及覆盖在玻璃基底上的超疏油涂层，所述超疏油涂层上刻蚀线条状亲油图案。

本发明的液滴镊子，通过调整镊臂的张开角度以及超疏油板的转动角，同时利用亲油线状图案的润湿性各向异性，改变液滴所受粘附力的大小和方向，既能实现液滴的捕获，又能实现液滴的释放。当液滴重力方向与亲油线状图案的方向垂直时，亲油线状图案对液滴的粘附力较大，液滴附着于所述的超疏油板上，当液滴重力方向与亲油线状图案的方向平行时，亲油线状图案对液滴的粘附力较小，液滴滑动、释放。