超声移液及微量移液技术进展和展望

近年来,合成生物学、新药研究以及体外诊断等现代生物、医学技术的快速发展对微量移液技术的精准度、通量、成本等各方面提出了越来越高的要求。传统基于活塞原理的移液技术虽然可以做到自动化,通量可以很高,但是移液精度局限于亚微升级。基于电磁阀、压电驱动等移液技术可以大幅度提高移液精度,但是由于结构复杂,通量难以与活塞式移液技术相媲美。基于电场、磁场、激光等新型移液技术的移液精度可以实现纳升级和皮升级,但是这些技术主要基于微流控平台,针对一些特定应用,通用性差。此外,上述移液技术都需要使用吸头、毛细管、喷嘴等移液头,会与液体直接接触,存在移液头容易堵塞、液体残留、样品交叉污染的风险,而且移液头大都是一次性耗材,成本高,污染环境。非接触式超声移液技术是一种声镊技术,利用超声波声场调制的声辐射力实现对液滴的无接触式操控,无需一次性移液头辅助,无需与液体接触,且具有精度高、移液速度快等特点,是较为理想的精密微量移液技术,展现了重要的应用前景。本文对微量移液技术的发展和代表性研究进展进行了系统性介绍,重点介绍了非接触式超声移液技术的发展和研究进展,并分析讨论了微量移液技术值得关注的发展方向,比如高通量及高通用性的非接触式超声移液技术、智能化移液工作站,以及基于微流控平台的微量液体处理技术等。