新型微盲孔液体填充方法：简单又高效

近期，大连理工大学研究员刘军山和教授吴梦希团队公布了微流控芯片的最新研究成果。他们在开展微流控理论与技术研究的过程中，提出了一种简单、高效且稳定的微盲孔液体填充方法。相关成果以封面文章的形式发表在了《芯片实验室》上。

微流控技术可实现微米尺度液体的自动化操控，在高通量生物化学分析、即时检测等领域潜力巨大。盲孔微腔室，也就是只有一个通道与外界相连的微腔室，具备隔绝性好、结构紧凑、便于大面积高通量制造等优点，在微流控芯片中应用广泛。不过，盲孔微腔室在液体填充时容易残留气泡，这会降低结果的准确性，甚至导致检测无法完成。目前采用的方案，如预充高溶解度气体、通过真空或使用多层结构促进气泡排出等，都存在操作复杂、受材料限制或成本高昂等问题，难以满足实际应用需求。

研究团队通过理论分析、数值模拟和高速摄像实验，构建了液体填充盲孔微腔室过程中的气液两相流模型，揭示了气液两相流从含气泡泰勒流转变为气液分层环形流的过程，阐明了文丘里效应对泰勒流 - 环形流转换的促进作用机制。基于此，团队提出了收缩式微流道的设计理念，明确了微流道几何形状对文丘里效应的影响规律，实现了对盲孔微腔室高效、无空隙的液体填充。实验显示，与传统等宽通道相比，收缩式微流道结构利用文丘里效应，能将液体填充时间缩短 60.57%，使流体速度稳定性提高 66.78%，无空隙液体填充的成功率达到 99.17%。

该研究成果将为微流控芯片的设计制造提供有价值的指导。

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