近日，中国科学院深圳先进技术研究院门涌帆团队的最新成果以An Injection-Mold Based Method with a Nested Device for Microdroplet Generation by Centrifugation为题在线发表于生物、化学及材料领域的高水平期刊Process (IF = 3.5) 。深圳先进院医工所生医光学中心硕士研究生李纪辰、助理研究员李雯为该文第一作者；博士后范勇、副研究员门涌帆为该文共同通讯作者。
微液滴由于其独特的物理性质，广泛地应用于生物，化学等研究领域。其科研及产业市场需求巨大。如何快速、稳定及可控地生成微液滴一直是微流控领域的研究热点之一。传统的基于微流控芯片的微液滴生成方法对设备器件的要求较高，且需要操作人员具备微流控领域的相关知识。这严重拉高了实验室成本且制约了科研效率。
为了解决以上痛点，门涌帆团队开发了一套自下而上的、基于常温常压微注塑成型理论的离心力微液滴生成装置及其两步法标准制造流程。在该流程中，1）研究团队设计并通过三维（3D）打印制作出两套带有内腔的母模（下图A-F），可通过灌注聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane, PDMS）分别注塑出两个互相耦合的元件，从而形成一套可装配、带有内腔的子模（图C）；2）利用子模的弹性特征，在其装配时夹紧并保护微通道阵列（Micro Channel Array, MiCA）的两面，通过灌注聚氨酯树脂，包裹MiCA周边，从而形成完整的嵌套型液滴生成装置（下图D）。实验时，以磷酸盐缓冲盐水（PBS）作为分散相，棕榈酸异丙酯混合液作为连续相。先将50uL-200uL连续相滴加在PCR管的底部，再将制作好的微液滴嵌套装置嵌在PCR管口处并将20uL-40uL需要进行分散的溶液滴加在嵌套结构上面。最后，将整个嵌套装置放置在离心机上，通过调节离心机的转速，利用离心力生成尺寸不同液滴。通过实验验证，使用该制造流程制作的微液滴生成装置能够在短时间内批量生产参数各异的单分散微滴（图G-L）。该方法生成的液滴有较强的稳定性（下图M-R）及生物相容性。更重要的是，与其他方法相比，该流程及装置高效且简便，可重复利用，适合实验室大批量生产微液滴和微球，有着极其广阔的科研及产业化应用潜力。
