探討生物傳感器表面基材和試劑間的相互作用對(duì)移液結(jié)果的影響

    在生物傳感器表面涂上生物活性基質(zhì)較為常見。但如低至微升或次微升量，則難度會(huì)有增加。如需要在一個(gè)特定形狀的傳感器上均勻分配基質(zhì)而又不能超出邊界，會(huì)更加復(fù)雜。總之，這并不是件容易的工作！
    非接觸式小容量分配的最大優(yōu)點(diǎn)之一就是分液針不與基板相接觸，這樣分配質(zhì)量不受基板的影響。隨著非接觸式分配應(yīng)用于更多非標(biāo)準(zhǔn)用途（如醫(yī)學(xué)診斷），且既定應(yīng)用（如基因組學(xué)）開始采用非標(biāo)準(zhǔn)材料作為基板，需要更多地考慮基材對(duì)分液形態(tài)的影響作用。
    對(duì)于從非接觸式移液器（不與基板相接觸）中分配出的液滴來說，有很多材料屬性都對(duì)其具有潛在的影響作用。最顯著的例子是：基板的疏水性/親水性，導(dǎo)電性及彈性。在醫(yī)療設(shè)備或生物傳感器的生產(chǎn)中，經(jīng)常使用一些特殊的基板。這需要將試劑放置于基板的一個(gè)特定位置。很多時(shí)候要求液滴之間間隔很小。不過，需要滴液布滿一個(gè)基板的指定區(qū)域而打破球形狀態(tài)也很普遍。
    不管哪種方式，都必須格外注意表面特性對(duì)試劑分配的影響作用。傳統(tǒng)“touch off”或“near touch off”移液器受基板狀況影響很大；非接觸式移液器雖不再需要接觸基板，但仍存在基板/試劑的相互作用，且要遵循物理定律！

疏水性/親水性
    水基材料會(huì)吸附親水表面物質(zhì)，而排斥疏水表面物質(zhì)。對(duì)于非接觸式分液來說，則體現(xiàn)在所得到的滴液的圓度上，這可通過測(cè)量其接觸角（滴液與表面相接觸的所成角）來量化。對(duì)于疏水性極高的表面，接觸角會(huì)接近90度。而對(duì)于親水表面，接觸角會(huì)接近0度，滴液會(huì)有效地?cái)U(kuò)散在目標(biāo)面上。
    按照下圖所示（圖1），您可看到一顆被分配于一個(gè)較為潔凈的玻璃面上的液滴。所得到的液滴既不擴(kuò)展也不呈現(xiàn)顯著的90度角。用濃鹽酸對(duì)表面腐蝕一個(gè)晚上，可使表面變得更親水。所得到的液滴會(huì)相當(dāng)扁平（見圖2）并擴(kuò)散于更大的表面面積。相反，用疏水溶液（本例中為Rain-X™）處理表面，可形成非常好的液滴，具有較大的接觸角（見圖3）。

圖-1，2，3

表面粗糙與靜電效應(yīng)
    然而，親水表面還趨向于保持住靜電荷。要測(cè)試此效應(yīng)，可用砂紙將一個(gè)特氟隆表面弄毛糙。獲得的表面會(huì)較為粗糙，但也含有一些親水性帶電表面區(qū)域。這樣，一旦分配的滴液到了這個(gè)修整過的表面，它會(huì)立即被吸到帶電的表面區(qū)域并于目標(biāo)處擴(kuò)散，形成多個(gè)較小的液滴（圖4a-c）。

圖-4

    當(dāng)特氟隆表面使用過離子棒之后，靜電效應(yīng)會(huì)減弱，從而使液滴形態(tài)更易受控制（圖5-7）。

圖-5，6，7

    當(dāng)將70%異丙醇（親水性較低但表面張力也較�。┓忠褐两�(jīng)砂紙所磨的特氟隆基板時(shí)，液滴會(huì)更趨于擴(kuò)散，甚至更易受到靜電效應(yīng)的影響（圖8-10）。