利用表面张力驱动和控制的分析新方法 - 色谱.PDF

! # 年 # 月 !#$ !$ %$ # ’()*+ ! # !#$%% ’()*$+, (- !*(.+/(0*+1 2 % # ’ % #( 聚) 焦 ,- ：# $ *!(. /0 $ 1 $ ##! $ ! # $ % # 利用表面张力驱动和控制的分析新方法 林金明 （清华大学化学系，北京 #$( ） ) ) 表面张力是日常生活中的常见现象，从荷叶上的雨滴到在水面上行 走的昆虫，表面张力都起到关键的作用。表面张力涉及界面上的各种物 理和化学过程，因而是基础科学研究中的重要内容；在工农业生产中，表 面张力的控制和调节也是保证产品质量的重要步骤，例如在各种洗涤剂、 发泡剂和农药的生产和使用过程中，产品的表面张力在很大程度上决定 了其使用效果。 ) ) 在分析化学的研究中，随着微流控芯片技术的提出和发展以及各种 纸质色谱材料的广泛使用，利用表面张力进行驱动和控制的相关研究越 林金明：清华大学化学系教授，教 来越受到人们的关注。在微通道内，由于界面尺度与传统分析方法中使 育部长江学者特聘教授，博士生导 师。#%$( 年福州大学毕业。#%%! 用的容器尺度相比有数个数量级的差异，液体的表面张力将取代重力和 年在日本昭和大学国际交流基金的 惯性等作用而成为微通道内决定性的作用力。利用表面张力在微通道内 资助下前往该校药学部从事访问研 进行驱动和控制具有易于实现自动控制、无需外力作用等优点，该技术已 究。#%%( 年转入东京都立大学攻 经在分析化学和生命科学等领域的研究中取得了一定的成果。现以作者 读博士学位，#%%* 年 月获得工学 博士学位，同年留校任教。#%%! 年 所在课题组最近发表的两篇文献为例，介绍利用表面张力驱动和控制所 获中国化学会优秀青年化学奖， 建立的分析新技术和新方法。 ! 年获日本分析化学会流动注 ! 阵列式细胞芯片的加工 射分析进步奖，! # 年获日本分析 ! 年 ) ) 微流控芯片具有卓越的液流和细胞操控能力，在单细胞研究领域已 化学会关东支部新世纪奖， 入选中国科学院“百人计划”，! # 取得巨大的成果。将单细胞固定在微通道内是进行单细胞研究的第一 年获国家杰出青年科学基金资助， 步。当研究对象是大量细胞时，需要在微流控芯片上加工出特殊的结构 !! 年 月底回国工作。!( 年 来固定这些细胞。利用微流控芯片加工技术，可以在玻璃、硅及各种高聚 入选清华大学“百名人才引进计 划”，!$ 年获日本分析化学会、日 物材料上加工出与细胞尺寸相近的微坑结构；当含有细胞的溶液流过时， 本流动注射分析协会 3-4 456+7 细胞就被固定在这些微坑内，从而实现单细胞的阵列化固定。但这些方 8+ /’9*:’* ，同年获 日本气相色谱 法仍有不足之处：（# ）微结构和单细胞的尺寸并不能完全匹配，而这种不 研究会成立+ 周年“气相色谱研究 贡献奖”，!% 年获中国分析测试 匹配会造成微结构内固定多个细胞，进而影响信号采集与数据处理。这 协会科学技术奖一等奖， 通常是由于微加工精度不够造成的。若使用精度更高的加工手段，加工 ! # 年获 ;#9