WO2017215428A1 - 一种微通道阵列板的制备方法、用其来获得液滴的装置和液滴产生方法 - Google Patents

一种微通道阵列板的制备方法、用其来获得液滴的装置和液滴产生方法 Download PDF

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陈子天
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Definitions

  • the etching the microchannel array plate blank with the etching solution to obtain a microchannel array plate with a through hole includes: the microchannel array plate blank is Ultrasonic soaking in the nitric acid solution for a certain period of time, taking out the microchannel array plate blank, washing and soaking in the caustic soda solution for a certain time, then continuing to corrode in the acid solution, alternately reciprocating; the etching solution is doped with a small amount of fluoride ions.
  • the hydrophobic treatment comprises: modifying the surface of the glass by at least one of a method such as chemical vapor deposition, immersion, and solvent evaporation.
  • the first liquid is an aqueous phase liquid, which is a sample for biological reaction, including a mixture for a digital chain enzymatic reaction, a cell suspension , bacterial suspension, DNA solution for genomic amplification, mixture for RNA reverse transcription, mixture for protein crystallization, mixture for inorganic salt crystallization, pathogen solution or suspension, for A mixed solution of a polymerization reaction, a mixed solution for a gelation reaction, etc.
  • the second liquid is a surface active liquid phase liquid.
  • the oil phase in the second liquid is mineral oil (such as low boiling mineral oil, light mineral oil, etc.), silicone oil (such as oligodimethyl Siloxane, cyclopentasiloxane, aliphatic siloxane, phenyl siloxane, fluorosilicone, etc.), fatty acid glyceride (glycerol dilaurate, glyceryl oleate, glyceryl linoleate) , glyceryl stearate, glycerol linolenate, glyceryl isostearate, glyceryl sorbate, etc.), carbonic acid diester (such as bis-methyl-octyl carbonate, dihexadecyl carbonate, double sorbate) Alcohol ester, bis 2-ethylhexyl carbonate, bis 2-ethyloctyl carbonate, bis 2-ethyl
  • the surfactant in the second liquid is sodium cetylsulfonate, 20, twenty one, 40, 60, 61, 65, 80, 20, 40, 60, 80, 83, 85, 120, We09, Em90, Em120, Em180, Dow 5200, Dow ES-5300, Dow em ⁇ Lsifier 10, SML, WO 7, GI 34, GI PDI, One or more of the Alkanol S 2Pellets are mixed.
  • the collecting device is a centrifuge tube.
  • the connecting member includes a blind hole formed from the upper end surface, the blind hole forming an inner end surface in the connecting member, and the inner wall of the blind hole has
  • the internal thread is a female thread
  • the diameter of the blind hole is adapted to the outer diameter of the microchannel array plate, and the inner end surface to the lower end surface form a through hole
  • the through hole is a tapered hole whose diameter gradually increases from the top to the bottom.
  • the tapered hole has a minimum diameter smaller than an inner diameter of the inner end surface, and in use, the microchannel array plate is located between a lower end surface of the bolt and the inner end surface of the connecting member.
  • the inside of the bolt is a through hole
  • the through hole is a large diameter circular hole, a tapered hole, and a small diameter circular hole from top to bottom.
  • the tapered hole connects the large diameter circular hole and the small diameter circular hole, and the tapered hole has an angle of 30 to 50 degrees.
  • Fig. 6 is a bright field photograph and a fluorescent photograph after 30 rounds of PCR were carried out by using a microplate to generate droplets of the A sample.
  • Embodiments of the present invention provide a method of preparing a microchannel array panel.
  • the split glass rod is fused to one another at 800 degrees Celsius to 3000 degrees Celsius under the condition of external force traction at both ends, and then becomes a thin glass rod or filament under external force traction.
  • the secondary drawing is repeated the above drawing step, and the drawn glass rods or filaments are arranged again and then drawn.
  • the glass rods of the appropriate diameter of the drawn glass rods are cut and polished to obtain the glass sheets, which can be used as raw materials for the microchannel array sheets.
  • the thinned glass rod was cut into small pieces of about 1 mm, and then polished several times to obtain a microchannel array plate blank.
  • the surface of the glass has some silicon-oxygen bonds and silanols, which are hydrophilic. Due to the presence of these hydrophilic groups, water and aqueous solutions are spread over the surface of the glass to provide a certain contact area with the surface of the glass. In order to make the water from the microchannel have a spherical surface for smooth detachment, and at the same time make the droplet size of each detachment uniform, it is necessary to exclude the influence of water or aqueous solution and glass surface infiltration, which requires microchannel array. The plate is subjected to a hydrophobic treatment.
  • fluorosilanes are used in small amounts and can meet the hydrophobic properties in a small amount.
  • the hydrophobic surface of the microchannel array plate is one of the keys to the regular suspension breakage of the droplets.
  • the glass surface is typically modified by chemical vapor deposition.
  • the steps of the modification generally include the steps of washing with concentrated sulfuric acid hydrogen peroxide, washing with ultrapure water, drying, surface activation of oxygen radicals, chemical vapor fumigation, aging and ultrapure water cleaning.
  • gas phase fumigation it can also be immersed, and the steps thereof generally include washing, oxygen radical activation, soaking, aging, post-cleaning, and the like.
  • microemulsion droplets For microporous plates with a pore size of 6 ⁇ m, different sizes of microemulsion droplets can be obtained by centrifugal force of different sizes.
  • the bolts and connecting parts can be made of PEEK.
  • sealing gasket between the microchannel array plate and the inner end surface of the connecting member, which is a ring having an outer diameter of about 5 mm and an inner diameter of about 3 mm.
  • the thickness is from 0.2 mm to 2 mm, for example 1 mm. It can be obtained by mechanical finishing from PEEK (polyetheretherketone) plastic without glass fiber, or it can be cut with soft board. Among them, the gasket made of Teflon has the best effect.
  • the material of the gasket can also be rubber.
  • the microchannel microchannels of the microchannel microchannel array plate can be arbitrarily designed with different diameters.
  • the size of the droplet generation can be finely adjusted by centrifugal force.
  • the droplet size is adjusted when the droplet is generated by centrifugation on the microchannel microchannel array plate.
  • the assembly drawing is shown in Figure 5.
  • the positions of the bolts, washers, microchannel array plates and connecting members are the same as in Figs. 4 and 6 are 200 ⁇ L centrifuge tubes, 7 is a conversion bracket, and 8 is a 1.5 mL centrifuge tube.
  • the conversion bracket is 3D printed.

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Abstract

一种微通道阵列板的制备方法，包括：(1)将第一光纤玻璃棒与第二光纤玻璃棒紧密排列，在高温下融化为一体而得到熔合玻璃棒，将熔合玻璃棒经过至少一次拉制为比熔合玻璃棒长而且细的拉细玻璃棒，将拉细玻璃棒切割为小片，得到微通道阵列板毛坯，其中第一光纤玻璃棒和第二光纤玻璃棒对同意腐蚀液的抗腐蚀能力不同；(2)用腐蚀液对微通道阵列板毛坯进行腐蚀，得到带通孔的微通道阵列板粗品；(3)对微通道阵列板粗品进行疏水处理得到微通道阵列板。

Description

一种微通道阵列板的制备方法、用其来获得液滴的装置和液滴产生方法 技术领域
本发明的实施例涉及一种微通道阵列板的制备方法、用其来获得液滴的装置和液滴产生方法。
背景技术
乳液液滴技术是许多分子生物学实验中至关重要的一部分。均匀、稳定且能够兼容生物学实验的液滴已经在很多的技术和应用中体现。其中常见的有细胞培养、样品分离、数字聚合酶链式反应和乳液全基因组扩增等技术和方法。液滴技术很有可能成为下一代测序、第三代PCR反应和相关的高通量生物测试的技术基石。由液滴造成的许多隔离独立的溶液环境一方面可以形成许多的微小反应容器，将样品的用量大大减小；一方面也可以通过扩增的手段，数字化地检测含量极低的样本，是单分子扩增反应极佳的选择。
目前常见的油包水液滴产生的方法多是利用微流控芯片，然而此方法成本高，费时耗力，容易在实验室中造成样品污染。同时，微流控的方法要求良好的洁净环境，还需要精确的压力控制***。即使解决了硬件和实验环境问题，微流控的方法也还需要长时间的调试和摸索。这些问题使得在生物分析化学实验室中常见的微流控装置难以得到更广泛的应用。
发明内容
本发明的实施例提供一种微通道阵列板的制备方法，包括：(1)将第一光纤玻璃棒与第二光纤玻璃棒紧密排列，在高温下融化为一体而得到熔合玻璃棒，将所述熔合玻璃棒经过至少一次拉制为比所述熔合玻璃棒长而且细的拉细玻璃棒，将所述拉细玻璃棒切割为小片，得到微通道阵列板毛坯，其中所述第一光纤玻璃棒和所述第二光纤玻璃棒对同一腐蚀液的抗腐蚀能力不同；(2)用所述腐蚀液对所述微通道阵列板毛坯进行腐蚀，得到带通孔的微通道阵列板粗品；(3)对所述微通道阵列板粗品进行疏水处理得到所述微通道阵列板。
根据本发明的一种实施方式，例如，所述第一光纤玻璃棒能够被一腐蚀液基本完全腐蚀，所述第二光纤玻璃棒在同一腐蚀液中基本完全不腐蚀；或者相反，所述第二光纤玻璃棒能够被一腐蚀液基本完全腐蚀，所述第一光纤玻璃棒在同一腐蚀液中基本完全不腐蚀。
根据本发明的一种实施方式，例如，所述腐蚀液为硝酸和烧碱，所述硝酸的浓度不超过1mol/L，例如为0.3～0.5mol/L，所述烧碱的浓度不超过2mol/L，例如为0.5mol/L。
根据本发明的一种实施方式，例如，所述用所述腐蚀液对所述微通道阵列板毛坯进行腐蚀，得到带通孔的微通道阵列板粗品包括：将所述微通道阵列板毛坯在硝酸液中超声浸泡一定时间，取出所述微通道阵列板毛坯，洗净之后在烧碱溶液中超声浸泡一定时间，再在酸液中继续腐蚀，交替往复进行；腐蚀液中掺入少量氟离子。
根据本发明的一种实施方式，例如，所述疏水处理所用的试剂为氟基的疏水试剂，所述氟基的疏水试剂包括氟代烷烃，或者氟代硅烷，所述氟代硅包括三甲基氯硅烷，三全氟甲基氯硅烷，三甲氧基丙基硅烷，三甲氧基1H,1H,2H,2H-全氟辛基硅烷，丙基三氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷，(2,4-二氟苯基乙炔基)三甲基硅烷，(3,5-二氟苯基乙炔基)三甲基硅烷，(3,5-双(三氟甲基)苯乙炔基)三甲基硅烷，三乙基(三氟甲基)硅烷，三乙氧基[4-(三氟甲基)苯基]硅烷，氯二甲基(五氟苯基)硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基二甲基一氯硅烷，辛基三氯硅烷或者辛基二甲基一氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷中的至少一种。
根据本发明的一种实施方式，例如，所述疏水处理包括：采用化学气相沉积法、浸泡和溶剂挥发等方法中的至少一种对玻璃表面进行修饰。
根据本发明的一种实施方式，例如，进行所述疏水处理后所述微通道阵列板的接触角大于90度。
本发明的实施例还提供一种利用上述方法制备的微通道阵列板产生液滴的装置，包括配合的微通道阵列板和收集装置，以及加速度产生装置，微通道阵列板中包含第一液体，收集装置中包含第二液体，所述第二液体包含油相和表面活性剂。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述第一液体为水相液体，为用于生物反应的样品，包括用于数字链式酶反应的混合液，细胞悬浮液，细菌悬浮液，用于基因组扩增的DNA溶液，用于RNA逆转录的混合液，用于蛋白质结晶的混合液，用于无机盐结晶的混合液，病原物溶液或悬浊液，用于聚合反应的混合液，用于凝胶化反应的混合液等，所述第二液体为含有表面活性的油相液体。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述第二液体中的油相是矿物油(如低沸矿物油，轻矿物油等)，硅油(如低聚二甲基硅氧烷，环戊硅氧烷，脂肪基硅氧烷，苯基硅氧烷，氟代硅氧烷等)，脂肪酸甘油酯(双月桂酸甘油酯，油酸甘油酯，亚油酸甘油酯，硬脂酸甘油酯，亚麻酸甘油酯，异硬脂酸甘油酯，山梨酸甘油酯等)，碳酸双酯(如碳酸双4-甲基-辛酯，碳酸双十六酯，碳酸双山梨醇酯，碳酸双2-乙基己酯，碳酸双2-乙基辛酯，碳酸双2-乙基癸酯，碳酸双4-甲基-壬酯，碳酸双3-甲基-癸酯，碳酸双正辛酯等)，月桂酸异丙酯，月桂酸己酯，月桂酸庚酯，月桂酸辛酯，马来酸己酯，马来酸辛酯，棕榈酸异丙酯，棕榈酸丁酯，棕榈酸己酯，棕榈酸叔丁酯，山梨酸月桂醇酯，食用菜籽油，葵花籽油，蓖麻油，花生油，茶籽油中的至少一种。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述第二液体中的表面活性剂是十六烷基磺酸钠，
Figure PCTCN2017085891-appb-000001
20,
Figure PCTCN2017085891-appb-000002
21,
Figure PCTCN2017085891-appb-000003
40,
Figure PCTCN2017085891-appb-000004
60,
Figure PCTCN2017085891-appb-000005
61,
Figure PCTCN2017085891-appb-000006
65,
Figure PCTCN2017085891-appb-000007
80,
Figure PCTCN2017085891-appb-000008
20,
Figure PCTCN2017085891-appb-000009
40,
Figure PCTCN2017085891-appb-000010
60,
Figure PCTCN2017085891-appb-000011
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Figure PCTCN2017085891-appb-000012
83,
Figure PCTCN2017085891-appb-000013
85,
Figure PCTCN2017085891-appb-000014
120,
Figure PCTCN2017085891-appb-000015
we09,
Figure PCTCN2017085891-appb-000016
em90,
Figure PCTCN2017085891-appb-000017
em120,
Figure PCTCN2017085891-appb-000018
em180,Dow
Figure PCTCN2017085891-appb-000019
5200，Dow
Figure PCTCN2017085891-appb-000020
ES-5300，Dow
Figure PCTCN2017085891-appb-000021
emμLsifier 10,
Figure PCTCN2017085891-appb-000022
SML,
Figure PCTCN2017085891-appb-000023
WO 7,
Figure PCTCN2017085891-appb-000024
GI 34,
Figure PCTCN2017085891-appb-000025
GI PDI,
Figure PCTCN2017085891-appb-000026
Alkanol S 2Pellets其中一种或者多种混合。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述第二液体中的油相为碳氢基油，其具有比水略小的密度，可以让水相液滴进入后沉到油相底面而不会留在油表面与接下来产生的液滴发生碰撞。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述第二液体中的油相能够在-10℃-20℃氏度左右发生固化。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述收集装置由热 塑性材料制成，例如ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等热塑性塑料或者TPV等热塑性橡胶，通过加热使微通道阵列板与收集装置密封。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述收集装置为离心管。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述微通道阵列板通过夹具与所述收集装置配合，放置于所述加速度产生装置上，所述夹具包括螺栓和连接部件，所述微通道阵列板被夹紧在所述螺栓和所述连接部件之间，所述连接部件下端连接所述离心管。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述螺栓包括公螺纹，所述连接部件包括母螺纹，所述公螺纹为螺栓的外螺纹，所述母螺纹为所述连接部件的内螺纹，所述公螺纹和所述母螺纹相互配合，所述螺栓内部为一通孔，从该通孔处向所述微通道阵列板中加入所述第一液体，所述连接部件包括自上端面形成的盲孔，所述盲孔在连接部件中形成内端面，使用时，所述微通道阵列板位于所述内端面之上，所述内端面到下端面形成通孔，所述微通道阵列板产生的液滴由该通孔进入收集装置，所述连接部件下端面外径与所述收集装置内径相适应。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述连接部件包括自所述上端面形成的盲孔，所述盲孔在连接部件中形成内端面，所述盲孔内壁有内螺纹即母螺纹，所述盲孔直径与微通道阵列板的外径相适应，所述内端面到下端面形成通孔，该通孔为从上到下直径逐渐增大的圆锥孔，该圆锥孔最小直径小于所述内端面的内径，使用时，所述微通道阵列板位于所述螺栓的下端面与所述连接部件的所述内端面之间。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述螺栓内部为一通孔，该通孔由自上而下依次为大直径圆孔、锥形孔、小直径圆孔，所述锥形孔连接所述大直径圆孔和所述小直径圆孔，所述锥孔角度30度到50度。
根据本发明的一种实施方式，例如，在所述装置中，所述收集装置还可以包括转换支架，通过所述转换支架与其他规格的离心管配合。
本发明的实施例还提供一种利用上述装置产生液滴的方法，包括：使所述微通道阵列板与所述收集装置配合，放置于所述加速度产生装置上，向所述微通道阵列板与所述收集装置的配合物中加入所述第一液体、向所述收集 装置中加入所述第二液体，设置所述加速度产生装置的转速，产生液滴。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为微通道阵列板的生产流程图。
图2为微通道阵列板质量检测图，左图接触角大于100度，修饰成功，右图不成功。
图3为微通道阵列板显微图片，左图为放大10倍，右图为放大40倍。
图4为螺栓、连接部件、垫片、微通道阵列板与1.5ml离心管的装配图。
图5为螺栓、连接部件、垫片、微通道阵列板与200μL离心管的装配图。
图6为利用微孔板产生A样品的液滴后进行30轮PCR之后的明场照片和荧光照片。
图7为利用微孔板产生B样品的液滴后进行30轮PCR之后的明场照片和荧光照片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例提供一种微通道阵列板的制备方法。
一种微通道阵列板的制备方法，包括以下步骤：(1)取两种不同的光纤玻璃棒，其中一种不能被腐蚀液腐蚀，一种能够被腐蚀液腐蚀，将二者紧密排列，在高温下融化为一个整体，经过一次或多次拉制为长而细的玻璃棒，将拉细的玻璃棒切割为小片，得到微通道阵列板毛坯；(2)对毛胚进行腐蚀除去芯料，得到带通孔的微通道阵列板；(3)对微通道阵列板进行疏水处理。
根据本发明的一种实施方式，微通道阵列板的原料是光纤玻璃。玻璃中 掺有锗、硼、钡、镧、镓、锑等元素，具有易热加工的特点。取两种不同的光纤玻璃，其中一种是不能被稀硝酸腐蚀的普通光纤玻璃，一种是可以被稀硝酸腐蚀的玻璃(称之为芯料)。两种玻璃都是正六边形或正方形的边棒状或者纤维状，然后紧密的六方或者四方排列在一起。之后，在高温下，玻璃棒融化在一起成为一个整体。然后这个整体继续在高温下，经过一次或多次拉制，成为极长且极细的玻璃棒(即细丝)。在一个实施例中，所述细丝对边距离在4mm到6mm。在细丝排布的过程中有一次拉丝、两次拉丝甚至多次拉丝的办法，通常情况下采用一次拉丝。一次拉丝的办法只有一次丝排列，其中大部分的玻璃光纤丝/棒是不能被酸腐蚀的掺杂玻璃，而少部分的丝能够完全或者其内芯能够在酸性环境下被腐蚀掉。这些丝可以是正六边形或者正方形的柱体，分别以六方或者四方排列成一个拼合玻璃棒，其中六方排列更常见。拼合玻璃棒在两端有外力牵引的情况下，在800摄氏度到3000摄氏度的条件下彼此融合成一个整体后在外力牵引下成为玻璃细棒或者细丝。二次拉丝则是重复以上拉丝步骤，将拉成的玻璃细棒或者细丝再次排列后拉丝。将拉制好的合适直径的玻璃细棒切割打磨后得到玻璃片便可以成为微通道阵列板的原料。将拉细的玻璃棒切割成1mm左右的小片，此后多次抛光，得到微通道阵列板毛坯。
根据本发明的一种实施方式，得到的毛坯可以通过腐蚀得到通孔。腐蚀可采取两种办法：硝酸腐蚀和酸碱交替腐蚀。若采用硝酸腐蚀，硝酸的浓度不超过1mol/L，例如为0.3mol/L-0.5mol/L；过程第一步，需将玻璃板放在稀硝酸中密封，在超声清洗仪中超声震荡40min以上，一般采用下面3种方法中的一种：a.80kHz、b.45kHz、c.80kHz和45kHz 10分钟交替；其中以c方案效果最佳。腐蚀时间一般在20hr-200hr，对于大多数芯料，100hr可以得到腐蚀完全的通孔。酸碱交替的腐蚀办法中，将毛坯在上述的硝酸溶液中浸泡1个小时后再在0.5mol/L烧碱中浸泡一小时，反复交替5次以内可以得到通孔，此过程中采用超声震荡有助于腐蚀。其中使用的硝酸例如可以是金属氧化半导体纯净级别(MOS级)，烧碱可以是分析纯级别，采用MilliQ超纯水稀释，腐蚀液中可以掺入少量氟离子。
微通道阵列板的制备过程如图1所示。其中图1A为两种不同的六边形光纤玻璃拼接成一个六边形的棒状物，其中无色玻璃为普通玻璃，不能被稀 硝酸腐蚀，而黑色的玻璃能够被稀硝酸腐蚀；图1B：拼接而成的六边形在高温下熔成一个整体；图1C：熔在一起的玻璃棒在高温下被拉长，成为很长很细的玻璃棒，但仍然保持六边形的结构；图1D：细长的玻璃棒被切割成1～2mm的薄片，随后经过多次打磨，得到光滑的表面；图1E：经过硝酸腐蚀之后，玻璃薄片中的芯料被腐蚀掉，留下均匀的孔洞。图中孔数不代表真实情况。一般情况下，需要将孔洞的出口处理得光滑平整，这是形成大小均匀的液滴的关键。
一般情况下玻璃表面具有一些硅氧键和硅羟基，这些基团是亲水的。由于这些亲水基团的存在，水以及水溶液会在玻璃的表面铺展开来，从而与玻璃的表面具有一定的接触面积。而为了使从微通道出来的水具有球形的表面从而顺利的脱离，同时使得每次脱落的液滴大小一致，就必须排除水或者水性溶液与玻璃表面浸润的影响，这就需要对微通道阵列板进行疏水处理。此外，由于本发明实施例提供的微通道阵列板多用于生物应用，要求表面不会吸附、粘附如核酸和蛋白等物质，因此，在一种实施方式中，使用氟基的疏水试剂进行疏水处理，例如使用氟代烷烃、氟代硅烷对玻璃做表面修饰。氟代烷烃既不亲水也不亲油，能够保证较好的疏水性，同时和生物大分子的亲和性很差，可以极大地降低生物样品的吸附，并且容易清洁：在简单的清洗之后便可以反复使用，基本没有二次污染。氟基硅烷的另外一个优点是用量少，用很少的量就可以满足疏水性能的要求。微通道阵列板的疏水表面是液滴有规律悬吊断裂的关键之一。为了让一般亲水的玻璃表面具有可观的疏水效果，一般采用化学气相沉积法对玻璃表面进行修饰。修饰的步骤大致包括浓硫酸双氧水清洗，超纯水清洗，干燥，氧自由基表面活化，化学气相熏蒸，老化和超纯水后清洗等步骤。除了气相熏蒸之外，还可以通过浸泡的方法，其步骤大致包括清洗，氧自由基活化，浸泡，老化，后清洗等。
例如，疏水处理步骤如下：
1.清洗
清洗的目的在于严格除去微通道阵列板上的有机残留物和无机盐残留物，为均匀的化学沉积提供保障。
a)超声酸洗
配制25％(w/w)的浓硫酸的30％(w/w)双氧水溶液。将约15mL 30％ (w/w)双氧水倒入50mL离心管后用滴管逐滴加入浓硫酸，在滴加的同时不停轻轻地震荡离心管，让浓硫酸迅速与双氧水混合，同时让产生的热量扩散开来。加到离心管显示的20mL处时，停止滴加，在震荡过程过要防止液体飞溅，建议在通风橱中进行。
配制好上述洗液后逐个用镊子将微通道阵列板轻轻放入离心管中，每次不宜超过10片，以防止在下一步的超声过程中微阵列板相互碰撞过于激烈造成表面刮痕。后将离心管的盖子旋紧后，放在超声清洗仪中，采用自动模式，即在80kHz和45kHz中交替，周期为10s。清洗10min。也可以将上述配置好的浓硫酸双氧水溶液分装在1.5mL离心管中，其中加入1mL左右浓酸洗液和一个微通道阵列板后按下盖子关紧即可。这样分装的效果可以从根本上避免微通道阵列板之间的碰撞。
b)水洗干燥
用超纯水洗去浓酸洗液。在超声处理过的离心管中加入超纯水，然后倒掉。在倒水的时候要防止玻璃薄片随水流倒出。这样用超纯水反复倾析5次后，将玻璃薄片转移至小玻璃瓶中，为接下来的烘干做准备。将装有玻璃薄片的玻璃小瓶放入真空干燥箱中。在抽真空的条件下加热烘干，一般设置温度70℃，至少半个小时。
1.氧自由基活化和气相熏蒸
将PVC蓝色胶膜(简称蓝膜)剪出一小块，将微通道阵列板逐个侧放在蓝膜上，保证微通道阵列板之间不会接触。将粘有微通道板的蓝膜放在一个干净的载玻片上，后将载玻片放入氧自由基清洗仪，在抽真空后开动5min，80％以上功率。
在等待5min的过程中，取一只小离心管，加入不少于200μL氟代硅烷，然后将此小离心管放在一个小型真空干燥器中。待活化结束后将载玻片连同上面的蓝膜和微通道阵列板放入上述真空干燥器中，打开小离心管盖子后迅速关上干燥器盖子。对真空干燥器超真空3min后关闭真空阀。在常温下熏蒸50min到1hr。
其中使用的氟代硅烷可以是三甲基氯硅烷，三全氟甲基氯硅烷，三甲氧基丙基硅烷，三甲氧基1H,1H,2H,2H-全氟辛基硅烷，丙基三氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷，(2,4-二氟苯基乙炔基)三甲基硅烷，(3,5-二 氟苯基乙炔基)三甲基硅烷，(3,5-双(三氟甲基)苯乙炔基)三甲基硅烷，三乙基(三氟甲基)硅烷，三乙氧基[4-(三氟甲基)苯基]硅烷，氯二甲基(五氟苯基)硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基二甲基一氯硅烷，辛基三氯硅烷或者辛基二甲基一氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷。
2.老化
将熏蒸完毕的微通道阵列板拿出来，从蓝膜上逐个剥离重新放在小玻璃瓶中。在加热装置上以温度120℃加热5min。老化之后放入超纯水中超声清洗三分钟后干燥即可供使用。
1.质量检测
粗略检查：用移液器在老化好的微通道阵列板上面滴加0.5μL MilliQ后观察水滴的形貌，接触角大于90度即可。
拍照测量：将上述形成的液滴用摄像机拍下来，在图片中测量其接触角。在拍摄过程中，要保证水滴的下表面在镜头中是俯视看到的，视线与液滴所在平面的夹角在0°以上5°以下。一般情况下接触角大于100度说明修饰成功。图2为微孔板质量检测图，左图接触角大于100度，修饰成功，右图不成功。
制备完成的微通道阵列板如图3所示。图3为微通道阵列板微孔板显微图片，左图为放大10倍，右图为放大40倍。
本发明的一实施例提供一种利用微通道阵列板产生液滴的装置，包括配合的微通道阵列板和收集装置以及加速度产生装置。微通道阵列板中包含第一液体，收集装置中包含第二液体。
利用惯性力产生液滴的原理如下：在离心作用下，第一液体经过具有疏水表面的微通道，在微通道的末端断裂成一个个的小液滴，在空气中飞行很短距离后进入位于收集装置内的第二液体，形成乳化液滴。在微通道阵列板上方有用于乳液化的水相第一液体的液滴，而下方是空气，再下方则是含有表面活性剂的油相第二液体。在高速离心作用下，第一液体在微通道的下端不断地生成大小均一的液滴，这些液滴在空气中飞行很短距离(通常不超过1cm)，期间由于表面张力形成类似球体的水珠，进而进入第二液体。由于第二液体中表面活性剂的存在，液滴可以在乳化液中长期稳定存在。表面活性剂溶于油而几乎不溶于水，但是有具有亲水的基团，使得表面活性剂在水 油两相的界面形成一个单分子自组装膜，这个膜有效地维持了液滴的稳定性，同时将水相与外界分隔开来。让液滴保持球形形貌的原因还在于油给液滴提供了其重力80％左右的浮力支持。
液滴的大小可以通过调节微通道长度、半径，离心转速/离心加速度，第一液体粘度，第一液体表面张力来调节。生成液滴的速度一方面由离心转速的影响，一方面，当离心转速不变时，可以通过改变微通道阵列板上通道的数目来改变生成液滴的速度。利用惯性力产生液滴的数学模型如下：
参数符号
微通道阵列板上有几何形状相同的微通道N个，与液体接触的面积为A
微通道横截面是半径为R(m)的圆，
其面积a，
纵向长为l(m)，
对流经的液体流阻为Z(Pa·s/m^3)，
单位时间第一液体流过体积Q(m^3/s)，
时间为t，开始离心时t＝0；
流经的液体
表面张力γ(N*m)，
密度ρ(kg/m^3)，
第一液体粘度η，
在微通道阵列板的上方液体高度为h(m)，当t＝0时，h＝h0，
总体积为U(m^3)，
在液滴化装置出口的压力p(Pa)；
液滴
半径为r，
直径为d，
体积V,
质量m；
其他：
自然对数的底数e
数学方程
液滴质量计算公式：假设重力与表面张力相等并且液滴拉断处与微通道的半径一致为R,有2π·γ·R＝G·m
液滴质量－体积－半径计算公式，
Figure PCTCN2017085891-appb-000027
在外加加速度为G时，液滴体积
Figure PCTCN2017085891-appb-000028
半径计算公式
Figure PCTCN2017085891-appb-000029
据此，我们调整离心转速或者改变微通道的半径R以改变生成的液滴的大小。
假设液体在众多微通道中流动遵循公式
流量
Figure PCTCN2017085891-appb-000030
其中压强p＝ρGh
流阻
Figure PCTCN2017085891-appb-000031
进而单个微通道的流量可以表示为
Figure PCTCN2017085891-appb-000032
据此，液面高度公式可以通过微积分得到，为
Figure PCTCN2017085891-appb-000033
对于孔径为6μm的微孔板，通过不同大小的离心力作用，可以得到不同的大小的微乳液滴，
Figure PCTCN2017085891-appb-000034
预测值与实际值的差异可能是由于液体流动使得模型偏离静态假设导 致。
当h接近于0时，认为液滴基本走完，我们取h＝0.01×h0，此时99％的液体流过了微通道阵列板。实际操作中发现液滴的残余量极少，少于千分之一分析天平的检测限，即液滴的残余少于0.001g。
例如，第一液体为水相液体，为用于生物反应的样品(可以是用于数字链式酶反应的混合液，细胞悬浮液，细菌悬浮液，用于基因组扩增的DNA溶液，用于RNA逆转录的混合液，用于蛋白质结晶的混合液，用于无机盐结晶的混合液，病原物溶液或悬浊液等)，第二液体为含有表面活性剂的油相液体。
第二液体中的油相可以是矿物油(如低沸矿物油，轻矿物油)，硅油(如低聚二甲基硅氧烷，环戊硅氧烷，脂肪基硅氧烷，苯基硅氧烷，氟代硅氧烷)，脂肪酸甘油酯(双月桂酸甘油酯，油酸甘油酯，亚油酸甘油酯，硬脂酸甘油酯，亚麻酸甘油酯，异硬脂酸甘油酯，山梨酸甘油酯)，碳酸双酯(如碳酸双4-甲基-辛酯，碳酸双十六酯，碳酸双山梨醇酯，碳酸双2-乙基己酯，碳酸双2-乙基辛酯，碳酸双2-乙基癸酯，碳酸双4-甲基-壬酯，碳酸双3-甲基-癸酯，碳酸双正辛酯)，月桂酸异丙酯，月桂酸己酯，月桂酸庚酯，月桂酸辛酯，马来酸己酯，马来酸辛酯，棕榈酸异丙酯，棕榈酸丁酯，棕榈酸己酯，棕榈酸叔丁酯，山梨酸月桂醇酯，食用菜籽油，葵花籽油，蓖麻油，花生油，茶籽油中一种或几种的混合物。
第二液体中的表面活性剂可以是十六烷基磺酸钠，
Figure PCTCN2017085891-appb-000035
20,
Figure PCTCN2017085891-appb-000036
21,
Figure PCTCN2017085891-appb-000037
40,
Figure PCTCN2017085891-appb-000038
60,
Figure PCTCN2017085891-appb-000039
61,
Figure PCTCN2017085891-appb-000040
65,
Figure PCTCN2017085891-appb-000041
80,
Figure PCTCN2017085891-appb-000042
20,
Figure PCTCN2017085891-appb-000043
40,
Figure PCTCN2017085891-appb-000044
60,
Figure PCTCN2017085891-appb-000045
80,
Figure PCTCN2017085891-appb-000046
83,
Figure PCTCN2017085891-appb-000047
85,
Figure PCTCN2017085891-appb-000048
120,
Figure PCTCN2017085891-appb-000049
we09,
Figure PCTCN2017085891-appb-000050
em90,
Figure PCTCN2017085891-appb-000051
em120,
Figure PCTCN2017085891-appb-000052
em180,Dow
Figure PCTCN2017085891-appb-000053
5200，Dow
Figure PCTCN2017085891-appb-000054
ES-5300，Dow
Figure PCTCN2017085891-appb-000055
emulsifier 10,
Figure PCTCN2017085891-appb-000056
SML,
Figure PCTCN2017085891-appb-000057
WO 7,
Figure PCTCN2017085891-appb-000058
GI 34,
Figure PCTCN2017085891-appb-000059
GI PDI,
Figure PCTCN2017085891-appb-000060
Alkanol S 2Pellets其中一种或者多种混合。
例如，第二液体中的油相为碳氢基油，其具有比水略小的密度，可以让水相液滴进入后沉到油相底面而不会留在油表面与接下来产生的液滴发生碰撞。油的较低粘度保障了液滴在进入油时不会被撞击力打碎。特定配方的油可以在10摄氏度左右发生固化，进而将乳液冻住，这样液滴可以长期保存在 10摄氏度的环境中而保持良好的形态和分隔特性。
收集装置可以为离心管，八联排离心管或96孔板。例如可以采用Eppendorf公司的1.5mL离心管或Qiagen公司的200μL PCR管，后者的使用需要通过转换支架与Eppendorf 1.5ml离心管配合。使用1.5ml离心管时，须保证液滴飞行距离不超过8mm，例如控制在5mm以内，需加入第二液体700μL到1200μL，例如1000μL。使用200μL PCR管时，一般加入150μL到250μL第二液体，例如240μL。
微通道阵列板也可以通过夹具与收集装置配合，放置于加速度产生装置上。夹具使微通道阵列板在离心时得到固定，同时起到密封的作用，确保微通道阵列板中的液体不会从微通道阵列板的微通道朝向收集装置的一端以外的位置流出，即确保第一液体只从微通道中流出。
与离心管配合的夹具包括螺栓和连接部件。微通道阵列板被夹紧在螺栓和连接部件之间，连接部件下端连接离心管。
其中螺栓包括公螺纹，连接部件包括母螺纹，公螺纹为螺栓的外螺纹，母螺纹为连接部件的内螺纹，公螺纹和母螺纹相互配合。螺栓内部为一通孔，从该通孔处向微通道阵列板中加入第一液体。连接部件包括自上端面形成的盲孔，盲孔在连接部件中形成内端面，使用时，微通道阵列板位于内端面之上。盲孔内壁有内螺纹即母螺纹，盲孔直径与微通道阵列板的外径相适应。内端面到下端面形成通孔，微通道阵列板产生的液滴由该通孔进入收集装置。该通孔为从上到下直径逐渐增大的圆锥孔，该圆锥孔最小直径小于内端面的内径。连接部件下端面外径与收集装置内径相适应。使用时，微通道阵列板夹紧于螺栓的下端面与连接部件的内端面之间。
连接部件的高度为8mm～15mm，例如为11mm。上端面外径10mm～13mm，例如为12mm；内端面内径7mm～10mm，例如为8.8mm。连接部件还具有一连接部件头，其外侧面做成轧花或者表面粗糙磨砂效果，以增加表面摩擦。盲孔深例如为9mm，至少8mm，内螺纹规格例如可以是英制1/4-28，国标M4或者国标M5。从内端面继续往下打圆锥形通孔，直径从上到下逐渐放大，通孔直径最小处3mm，圆锥顶角至少50度，例如为60度。
螺栓高度为12mm～18mm，例如为14.5mm。螺栓头外径8mm～13mm，例如为10mm。螺栓头高度约6.5mm，螺栓头外侧面做成轧花或者表面粗糙 磨砂效果，以增加表面摩擦。螺栓的杆部有与母螺纹配合的外螺纹即公螺纹，规格可以是英制1/4-28，国标M4或者国标M5。螺栓内部为一通孔，从该通孔处向微通道阵列板中加入第一液体。该通孔由自上而下依次为直径为7mm的孔，锥形孔，直径为3mm的孔，直径7mm的孔高度为3mm，锥形孔连接直径为7mm和直径为3mm的孔。加工时可先从下底面向上，打一个直径为3mm的通孔；再从上表面向下，打一个直径为7mm深度为3mm的孔，再从该孔往下打一个直径向下逐渐变小直到与3mm的通孔相切的锥面，锥面(单边)角度30度到50度，例如为45度。
螺栓和连接部件的材质可以为PEEK。
微通道阵列板和连接部件的内端面之间还有一密封垫片，为外径5mm左右，内径3mm左右的圆环。厚度0.2mm到2mm，例如为1mm。可由不掺玻璃纤维的PEEK(聚醚醚酮)塑料通过机械精加工得到，也可以用软板切割得到。其中聚四氟乙烯(Teflon)切割而成的垫片效果最好。垫片的材料还可以为橡胶。
装配微通道阵列板和夹具时，先用镊子将微通道阵列板平放在连接部件的内端面，再平放入一个垫片，后将螺栓拧紧即可。将固定好的微通道阵列板与夹具的配合物称为夹持微通道阵列板。如果拧紧后又拧松并将垫片拿出，要换一个新的垫片以免密封性不佳。
收集装置可以为热塑性材料，例如ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等热塑性塑料或者TPV等热塑性橡胶，通过加热使微通道阵列板与收集装置密封。
加速度产生装置为离心机，采用的离心机配有吊篮式离心管架，可提供至少160000米每平方秒的离心加速度。
本发明的一实施例提供一种利用微通道阵列板并行产生液滴的装置产生液滴的方法，包含如下步骤：使微通道微通道阵列板与收集装置配合，放置于加速度产生装置上，在液滴化装置中加入第一液体、收集装置中加入第二液体，设置加速度产生装置的转速，产生液滴。
本发明实施例的有益效果包括：
1)产生液滴均匀。微通道阵列板的生产可以做到各个孔道的半径差异很小，其相对标准差可以控制在3％以内，且生产重复性高，前后批次小，从 而能够在多通道多批次生成均匀的微乳液滴。
2)可调性。微通道微通道阵列板的微通道微通道可以任意设计不同直径。通过离心力可微调液滴产生的大小。相比与微流芯片产生液滴时不明确的调整规律(通过调整两相气压或流速调整液滴大小)，微通道微通道阵列板上使用离心法产生液滴时，对液滴大小的调整具有明确简单的数学规律。
3)稳定性。一旦确定所用微通道阵列板的孔径和离心力，液滴大小将不会再变化。可接受有微量固体杂质的样品如未过滤的生物样本处理液，如果出现堵塞情况，可以在简单清洗后继续使用。而微流控产生液滴的方法中，管路流阻，液体流阻，微扰等都会影响液滴直径，且只有一个液滴发生喷口，一旦堵塞则实验失败。毛细管由于其制备工艺造成端口容易堵塞。
4)可批量生产，结构简单，造价低。微通道阵列板可由光纤拉制，批量磨刨，腐蚀，修饰；通道量的增加并不增加加工难度，可得到大量一致性的微通道阵列板，可一次性使用；PEEK夹具则可由注塑生产，成本低。相比之下，微流芯片需要MEMS工艺生产，键合，封装，工艺复杂成本高。而目前的毛细管要形成如此细小的端口，只能用硼玻璃在高温下拉出一个细端，再剪断，此工艺重现性差，产量低，且随通道数量增加加工难度大大增加。同时，微通道阵列板的机械性能更强，便于包装；而毛细管微通道容易弯折破碎，操作复杂。
5)可控温。使用低温离心机则可(例如eppendorf 5430R)；传统微流芯片方法若想要降温则需要把样品仓，管路，芯片和部分驱动装置都实现降温，操作复杂。
6)节约样品。微通道道阵列版的孔道体积极小，可能造成的样品残留极少，而微流芯片的进样管路中不可避免的存在无法消耗的样品，毛细管玻璃只在端口收细，长度是微通道道阵列版的几倍，造成了样品浪费。
7)高通量。微通道阵列板能够允许超过100甚至1000孔的设计，可以大大的提高液滴生成速度和通量，同时允许更加微缩的设计；还可以利用电子显微镜简单快捷大量的进行质量检测。
8)相比于微流控的办法和单孔针离心的办法，本发明实施例提供的方案可以将生物样品完全液滴化，不存在死体积，可以更大程度的利用生物样品，得到更多信息，反应更加全面真实的情况。
实施例1微通道阵列板与收集装置的配合
微通道阵列板与1.5mL离心管配合
将1ml第二液体加入离心管中，由于第二液体极易产生气泡，要缓慢加入，形成气泡后，可以用1ml移液器换上新枪头后，快速对准气泡打出气体，气泡即被吹破。
装配图如图4所示。1螺栓，1.1螺栓头，1.2螺栓下端面，1.3公螺纹，1.4通孔，2垫片，3微通道阵列板，4连接部件，4.1连接部件头，4.2连接部件下端面，4.3母螺纹，4.4内端面，5 1.5mL离心管(此处将盖子省略)。两个螺纹旋紧后固定微通道阵列板，轻放在装有第二液体的离心管中即可。
微通道阵列板与200μL离心管配合
装配图如图5所示。螺栓、垫片、微通道阵列板和连接部件的位置关系同图4，6为200μL离心管，7为转换支架，8为1.5mL离心管。使用时，先将微通道阵列板与垫圈一次平放入连接部件中，用螺栓拧紧得到一个微通道管，后在200μL离心管中加入200μL第二液体，剪去200μL离心管的盖子，用镊子夹住200μL离心管的上边后放入放有转换支架的1.5ml离心管中，最后将微通道管放在1.5ml离心管中，让后者的管沿托住微通道管即可。转换支架是3D打印得到的。
装配好后，产生液滴时用移液器从螺栓的通孔中向微通道阵列板中加入20μL～100μL水相样品液。高速离心机中离心数分钟即可。其中离心机配备吊篮式转子，保证离心管的方向与离心力重力合力方向一致，才能让液滴落到离心管底部而不是黏附在管壁上。
实施例2
将本发明的装置产生的液滴用于基于TaqMan探针的数字链式酶反应(dPCR)检测微量DNA样品
该实施例中第二液体配方是月桂酸异丙酯/Abil em 180v/v 83/17溶液，收集装置是1.5ml离心管。
第一液体的配制方法
先配制如下混合液(1)，其中引物是根据lambda phage DNA中一段长223bp的序列设计的引物，用于PCR扩增，同时TaqMan探针也是基于此段序列设计的。
每99μL 用量
Platinum Buffer-Mg(II)10X 10μL
MgCl2 50mM 10μL
Forward Primer 10μM 10μL
Reverse Primer 10μM 10μL
TaqMan Probe 3μM 10μL
dNTP 10mM each 4μL
Platinum Taq Polymerase, 1μL
Nuclease free water 44μL
得到混合液(1)后，取混合液99μL加入1μLDNA模板。此DNA模板是经过琼脂糖凝胶纯化后的产物，其浓度由Nanodrop确定。分别将1μL1.00*10^6拷贝和1μL 1.00*10^5加入99μL混合液(1)中得到反应样液A和B。其中
  A B
DNA浓度 1.00*10^4/μL 1.00*10^3/μL
分别取上述A，B各20μL于螺栓的通孔处加入两个夹持微通道阵列板上，离心13000rcf，4min后得到均匀微乳液滴。经过30轮PCR之后，将上述液滴平摊在疏水培养皿中在荧光显微镜下观察，分别如图6和图7所示。
A样品：同一视野下，图6左图为明场照片，右图是荧光照片(其中液滴大小直径平均50微米，体积CV 18％)，理论上每个液滴含有0.66个DNA分子，将有48.1％的液滴有荧光。实际测量值为49.0(+/-0.5)％。
B样品：同一视野下，图7左图为明场照片，右图是荧光照片(其中液滴大小直径平均65微米，体积CV 23％)，理论上每个液滴含有0.14个DNA分子，将有13％的液滴有荧光。实际测量值为15(+/-0.9)％。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
本申请要求于2016年6月12日递交的中国专利申请第201610409019.0号的优先权，在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一部分。

Claims (21)

  1. 一种微通道阵列板的制备方法，包括：(1)将第一光纤玻璃棒与第二光纤玻璃棒紧密排列，在高温下融化为一体而得到熔合玻璃棒，将所述熔合玻璃棒经过至少一次拉制为比所述熔合玻璃棒长而且细的拉细玻璃棒，将所述拉细玻璃棒切割为小片，得到微通道阵列板毛坯，其中所述第一光纤玻璃棒和所述第二光纤玻璃棒对同一腐蚀液的抗腐蚀能力不同；(2)用所述腐蚀液对所述微通道阵列板毛坯进行腐蚀，得到带通孔的微通道阵列板粗品；(3)对所述微通道阵列板粗品进行疏水处理得到所述微通道阵列板。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一光纤玻璃棒能够被一腐蚀液基本完全腐蚀，所述第二光纤玻璃棒在同一腐蚀液中基本完全不腐蚀；或者相反，所述第二光纤玻璃棒能够被一腐蚀液基本完全腐蚀，所述第一光纤玻璃棒在同一腐蚀液中基本完全不腐蚀。
  3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述腐蚀液为硝酸和烧碱，所述硝酸的浓度不超过1mol/L，例如为0.3～0.5mol/L，所述烧碱的浓度不超过2mol/L，例如为0.5mol/L。
  4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述用所述腐蚀液对所述微通道阵列板毛坯进行腐蚀，得到带通孔的微通道阵列板粗品包括：将所述微通道阵列板毛坯在硝酸液中超声浸泡一定时间，取出所述微通道阵列板毛坯，洗净之后在烧碱溶液中超声浸泡一定时间，再在酸液中继续腐蚀，交替往复进行；腐蚀液中掺入少量氟离子。
  5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水处理所用的试剂为氟基的疏水试剂，所述氟基的疏水试剂包括氟代烷烃，或者氟代硅烷，所述氟代硅包括三甲基氯硅烷，三全氟甲基氯硅烷，三甲氧基丙基硅烷，三甲氧基1H,1H,2H,2H-全氟辛基硅烷，丙基三氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷，(2,4-二氟苯基乙炔基)三甲基硅烷，(3,5-二氟苯基乙炔基)三甲基硅烷，(3,5-双(三氟甲基)苯乙炔基)三甲基硅烷，三乙基(三氟甲基)硅烷，三乙氧基[4-(三氟甲基)苯基]硅烷，氯二甲基(五氟苯基)硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基二甲基一氯硅烷，辛基三氯硅烷或者辛基二甲基一氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三氯硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟癸基 三乙氧基硅烷中的至少一种。
  6. 根据权利要求1所述的方法，所述疏水处理包括：采用化学气相沉积法、浸泡和溶剂挥发等方法中的至少一种对玻璃表面进行修饰。
  7. 根据权利要求1所述的方法，进行所述疏水处理后所述微通道阵列板的接触角大于90度。
  8. 一种利用权利要求1-7任一项所述方法制造的微通道阵列板产生液滴的装置，包括配合的微通道阵列板和收集装置，以及加速度产生装置，微通道阵列板中包含第一液体，收集装置中包含第二液体，所述第二液体包含油相和表面活性剂。
  9. 根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一液体为水相液体，为用于生物反应的样品，包括用于数字链式酶反应的混合液，细胞悬浮液，细菌悬浮液，用于基因组扩增的DNA溶液，用于RNA逆转录的混合液，用于蛋白质结晶的混合液，用于无机盐结晶的混合液，病原物溶液或悬浊液，用于聚合反应的混合液，用于凝胶化反应的混合液等，所述第二液体为含有表面活性的油相液体。
  10. 根据权利要求8所述的装置，其中，所述第二液体中的油相是矿物油(如低沸矿物油，轻矿物油等)，硅油(如低聚二甲基硅氧烷，环戊硅氧烷，脂肪基硅氧烷，，苯基硅氧烷，氟代硅氧烷等)，脂肪酸甘油酯(双月桂酸甘油酯，油酸甘油酯，亚油酸甘油酯，硬脂酸甘油酯，亚麻酸甘油酯，异硬脂酸甘油酯，山梨酸甘油酯等)，碳酸双酯(如碳酸双4-甲基-辛酯，碳酸双十六酯，碳酸双山梨醇酯，碳酸双2-乙基己酯，碳酸双2-乙基辛酯，碳酸双2-乙基癸酯，碳酸双4-甲基-壬酯，碳酸双3-甲基-癸酯，碳酸双正辛酯等)，月桂酸异丙酯，月桂酸己酯，月桂酸庚酯，月桂酸辛酯，马来酸己酯，马来酸辛酯，棕榈酸异丙酯，棕榈酸丁酯，棕榈酸己酯，棕榈酸叔丁酯，山梨酸月桂醇酯，食用菜籽油，葵花籽油，蓖麻油，花生油，茶籽油中的至少一种。
  11. 根据权利要求8所述的装置，其中，所述第二液体中的表面活性剂是十六烷基磺酸钠，
    Figure PCTCN2017085891-appb-100001
    Figure PCTCN2017085891-appb-100002
    Figure PCTCN2017085891-appb-100003
    Alkanol S 2 Pellets其中一种或者多种混合。
  12. 根据权利要求8所述的装置，其中，所述第二液体中的油相为碳氢基油，其具有比水略小的密度，可以让水相液滴进入后沉到油相底面而不会留在油表面与接下来产生的液滴发生碰撞。
  13. 根据权利要求8所述的装置，其中，所述第二液体中的油相能够在-10℃-20℃氏度左右发生固化。
  14. 根据权利要求8所述的装置，其中，所述收集装置由热塑性材料制成，例如ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等热塑性塑料或者TPV等热塑性橡胶，通过加热使微通道阵列板与收集装置密封。
  15. 根据权利要求8所述的装置，其中，所述收集装置为离心管。
  16. 根据权利要求15所述的装置，其中，所述微通道阵列板通过夹具与所述收集装置配合，放置于所述加速度产生装置上，所述夹具包括螺栓和连接部件，所述微通道阵列板被夹紧在所述螺栓和所述连接部件之间，所述连接部件下端连接所述离心管。
  17. 根据权利要求16所述的装置，其中，所述螺栓包括公螺纹，所述连接部件包括母螺纹，所述公螺纹为螺栓的外螺纹，所述母螺纹为所述连接部件的内螺纹，所述公螺纹和所述母螺纹相互配合，所述螺栓内部为一通孔，从该通孔处向所述微通道阵列板中加入所述第一液体，所述连接部件包括自上端面形成的盲孔，所述盲孔在连接部件中形成内端面，使用时，所述微通道阵列板位于所述内端面之上，所述内端面到下端面形成通孔，所述微通道阵列板产生的液滴由该通孔进入收集装置，所述连接部件下端面外径与所述收集装置内径相适应。
  18. 根据权利要求17所述的装置，所述连接部件包括自所述上端面形成的盲孔，所述盲孔在连接部件中形成内端面，所述盲孔内壁有内螺纹即母螺纹，所述盲孔直径与微通道阵列板的外径相适应，所述内端面到下端面形成通孔，该通孔为从上到下直径逐渐增大的圆锥孔，该圆锥孔最小直径小于所述内端面的内径，使用时，所述微通道阵列板位于所述螺栓的下端面与所述连接部件的所述内端面之间。
  19. 根据权利要求17或18所述的装置，所述螺栓内部为一通孔，该通孔由自上而下依次为大直径圆孔、锥形孔、小直径圆孔，所述锥形孔连接所 述大直径圆孔和所述小直径圆孔，所述锥孔角度30度到50度。
  20. 根据权利要求17或18所述的装置，所述收集装置还可以包括转换支架，通过所述转换支架与其他规格的离心管配合。
  21. 一种利用权利要求8-20任一项所述的装置产生液滴的方法，包括：使所述微通道阵列板与所述收集装置配合，放置于所述加速度产生装置上，向所述微通道阵列板与所述收集装置的配合物中加入所述第一液体、向所述收集装置中加入所述第二液体，设置所述加速度产生装置的转速，产生液滴。
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