CN109908986A - 一种基于出口不对称毛细管的液滴生成系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于出口不对称毛细管的液滴生成系统及使用方法，其中液滴生成系统包括：用于接收液滴的接收容器，所述接收容器内装有连续相溶液；用于生成液滴的毛细管，所述毛细管的进口端用于引入分散相溶液，出口端伸入接收容器的连续相溶液中，所述毛细管的出口端为不对称结构；用于驱动分散相溶液从毛细管进口端流入、出口端流出的驱动装置。本发明的液滴生成系统结构简单，容易搭建，使用方便，可以简单、快速地在连续相内生成体积可控的纳升级及纳升级以下的分散相液滴。

Description

一种基于出口不对称毛细管的液滴生成系统及使用方法

技术领域

本发明属于微流控液滴生成领域，尤其是涉及一种基于出口不对称毛细管的液滴生成系统及使用方法。

背景技术

基于液滴的微流体技术已发展为广泛应用的通用工具，归因于以下的优点：消耗试剂量少，大量生产单分散液滴，具有促进快速反应的高表面积/体积比，以及每种液滴独立存在，可以避免样品间的交叉污染。总体来说，微流体液滴主要有两个方面的应用。其一是在材料科学中，人们利用具有明确组分和结构的液滴作为模板合成相应的材料，例如，药物，化妆品和食品的微胶囊，微粒和微纤维的合成。另一个将液滴作为化学和生物化学反应的微反应器，例如数字PCR，单细胞分析以及其它高通量的生化分析。在大多数这些应用中，通常需要高度均匀的液滴以确保得到稳定准确和可预测的结果，液滴体积从飞升到纳升的范围内可调。传统上，乳液可以通过施加不同的外力使水油两相混合而产生，如振荡，搅拌，或利用超声波等。然而，这些方法产生的液滴具有宽尺寸分布，并强烈影响乳液稳定性，对液滴的生成并没有很好的控制。随后发展的液滴生成方式有膜乳化，微通道乳化，阶梯乳化，离心力，界面振动和压电喷墨等技术。然而，发展单分散液滴的生成和精确控制液滴尺寸的新方法是非常需要的。

最新发展的微流控液滴技术可以在微加工的装置中快速产生和操纵单分散液滴。基于此生成液滴的方法主要有采用具有T型、十字聚焦型或同轴共聚焦通道的微流控芯片等。随后，有许多工作致力于通道几何结构的改变，衍生出了更多复杂结构面向更广的应用，如基于通道的基础上，施加其他额外的驱动力，例如加电、施加磁场、压电等。现在微流控芯片的发展方向主要是通过高度集成化多通道并行，实现超高通量。然而，这些方法需要复杂的加工来设计和制造微流体装置。同时，还有一些基于毛细管生成液滴的方法。在采用毛细管生成液滴时，如果不采用外加装置或外力使得液滴脱离毛细管出口，只能靠液滴的重力使其掉落而脱离毛细管出口。这样的条件下形成的液滴的体积较大，通常在微升级。而微流控系统通常需要生成纳升级甚至更小体积的液滴(体积小于100纳升，对应的液滴直径在600微米以下)。因此，依靠重力实现液滴脱离和生成的毛细管系统，生成的液滴的直径通常在毛细管内直径的15-30倍，即液滴体积在数百纳升以上。并不能实现大多数微流控系统的目标。

目前，文献报道的基于毛细管的液滴生成系统均采用外加装置或施加外力的方法完成液滴生成操作。例如，以同轴毛细管生成套管结构产生鞘流生成液滴，利用流体动力夹断液滴，通过调整分散相和连续相的流速精确控制液滴。利用单根毛细管在油相界面上下振动产生液滴，利用界面效应分隔流体，通过振动频率与分散相的流速实现对液滴的操纵。基于毛细管发展的另外两种生成液滴的方法，一是通过电动装置带动毛细管在油相中转动产生液滴，利用互不相容的两相的相对运动生成的剪切力夹断液滴，通过转速的改变实现对液滴的控制；另一个就是用玻璃毛细管束拉制微通道阵列，利用离心力快速生成单分散液滴，通过调整离心力的大小来控制液滴。现有的方法均存在装置和操作较为复杂，不易灵活调控生成液滴的体积的问题。

发明内容

本发明提供了一种基于出口不对称毛细管的液滴生成系统及使用方法，该系统结构简单，容易搭建，使用方便，可以简单、快速地在连续相内生成体积可控的纳升级及纳升级以下的分散相液滴。

本发明的技术方案如下：

一种基于出口不对称毛细管的液滴生成系统，包括：

用于接收液滴的接收容器，所述接收容器内装有连续相溶液；

用于生成液滴的毛细管，所述毛细管的进口端用于引入分散相溶液，出口端伸入接收容器的连续相溶液中，所述毛细管的出口设为不对称结构；

用于驱动分散相溶液从毛细管进口端流入、出口端流出的驱动装置。

本发明中，所述毛细管的材质包括无机材料、有机材料、高分子聚合物材料、或上述材料组成的复合材料等；所述毛细管的横截面的形状为圆形、椭圆形、方形、三角形、梯形或其他多边形；所述的毛细管的直径或内边长范围为1纳米至1毫米。

本发明采用出口不对称毛细管来生成液滴，毛细管出口的不对称结构可以有很多，包括管口倾斜、管口缺损、管口半开放或者管口部分堵塞，以及其它管口不对称的形状等。

其中，管口破损，包括在毛细管出口端的侧壁设置不对称缺损，或者将毛细管出口端堵塞后在侧壁上设置缺口。

具有不对称出口形状的毛细管的加工方法应该具有以下特点：容易加工，加工成本低，加工的可控性好，加工出的毛细管出口的不对称形状规则且具有可重现性。综合考虑上述因素，作为优选，我们采用了将毛细管的出口加工成管口倾斜的方法。

本发明中，所述的毛细管出口的不对称结构为管口倾斜，是指毛细管的出口的倾斜面与毛细管通道的轴向方向之间的夹角(按锐角计)小于70°。作为优选，毛细管的出口的倾斜面与毛细管通道的轴向方向之间的夹角(按锐角计)小于45°。

对于材料硬度较高的毛细管，如石英、玻璃、或金属毛细管，通常采用研磨的方法加工其斜口出口；对于材质硬度较低的毛细管，如采用高分子聚合物—聚四氟乙烯(PTFE)制成的毛细管，可直接采用切割方法加工毛细管的斜口出口。

本发明中，所述驱动装置为具有正压注射或负压吸取能力的液体驱动装置，包括机械泵(如注射泵、蠕动泵、真空泵、气压泵等)、电渗泵、电流体动力泵、磁流体动力泵，或基于重力的驱动装置，或其它能够对毛细管内分散相产生正压力或负压力的驱动装置。

本发明还提供了上述基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的使用方法，包括以下步骤：

(1)准备分散相和连续相溶液，选择使液滴体积进入阶跃降低区范围的出口不对称毛细管；

(2)将毛细管的出口端插入接收容器的连续相溶液中；

(3)利用驱动装置，设定使液滴体积进入阶跃降低区范围的流量，使分散相溶液流过毛细管的进口端、通道，从出口端流出，在出口端生成由连续相包裹的分散相液滴。

本发明的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统中，影响毛细管所生成液滴体积的因素有多种，包括毛细管出口形状、毛细管出口内直径或内边长、毛细管出口表面对连续相或分散相的亲和性、毛细管内分散相的流量、连续相或分散相的表面张力等。当这些条件进入优选的条件范围内时，毛细管所生成的液滴的体积会产生阶跃性的降低变化。在这个优选的液滴体积阶跃降低区的范围内，毛细管所生成的液滴的体积小于5倍毛细管内直径或内边长。而在优选的阶跃降低区范围以外，毛细管生成的液滴的直径是毛细管内直径或内边长的15-30倍。两种条件下的液滴的体积差异达到30-3000倍。由此，利用内直径或内边长在100微米以下的毛细管，在优选的阶跃降低区范围内，可生成纳升级(定义为100纳升至0.1纳升)及纳升级体积以下的液滴。

作为优选，较为简单易行的改变液滴体积的方法是通过调节毛细管内分散相的流量、管口倾斜的角度和毛细管内直径。在毛细管的液滴体积阶跃降低区，液滴直径与毛细管内直径成正比例线性关系，可以按需求精确控制液滴体积，可实现最大超过1000倍的液滴体积调节。通过更换不同构型的毛细管(如毛细管内径或者毛细管出口的管口倾斜角度)或分散相流量，重复上述步骤，更换液滴接收容器，即可生成不同体积的液滴。

步骤(1)中，采用不对称结构为管口倾斜的毛细管来生成液滴，其倾斜角度对于生成液滴的体积能否进入优选的阶跃降低区至关重要。

作为优选，选择倾斜面与毛细管通道的轴向夹角小于70°的出口不对称毛细管。当倾斜角度大于70°时，毛细管生成液滴的性能与平口毛细管或近似平口的毛细管类似，不能进入液滴体积的阶跃降低区。

进一步优选，倾斜面与毛细管通道的轴向夹角应小于45°，能更可靠地保证毛细管生成液滴的体积进入阶跃降低区，生成液滴直径约为毛细管直径或内边长5倍以下的分散相液滴。较小的毛细管出口的倾斜面角度有利于使连续相更容易地依靠表面张力进入毛细管出口，进而夹断分散相液流形成更小体积的液滴。因此，管口倾斜的毛细管的倾斜面角度越小，越有利于形成体积更小的液滴。

在毛细管的材料选择上，优选出口表面与连续相亲和性强的毛细管，或对毛细管出口的表面进行改性处理，提高其表面与连续相的亲和性。毛细管的出口表面与连续相之间的亲和性越强，越有利于使连续相更容易地依靠表面张力进入毛细管出口，进而夹断分散相液流形成更小体积的液滴。

因此，对于分散相为水相，连续相为油相的体系，毛细管的出口表面的疏水性越强(即亲脂性越强)，越有利于形成体积更小的液滴。对毛细管表面进行表面疏水化处理的方法有硅烷化方法、或者氟烷化方法、或者聚合物涂层方法、或者在稀释液中加入动态涂层添加剂的方法。作为优选，使用本身疏水的聚四氟乙烯或氟塑料或其他疏水性聚合物材质的毛细管，可免去毛细管表面疏水化处理步骤，直接切割毛细管加工出毛细管斜口，简化毛细管加工过程，降低成本，同时降低毛细管表面吸附。对于分散相为油相，连续相为水相的体系，毛细管的出口表面的亲水性越强，越有利于形成体积更小的液滴。

在准备分散相和连续相溶液时，还包括在连续相中加入表面活性剂，或者在分散相中加入表面活性剂，或者同时在连续相和分散相中加入表面活性剂，从而调节所产生的液滴体积(直径)进入液滴体积的阶跃降低区，并防止在生成液滴过程中以及液滴生成后相邻液滴之间的融合。

连续相和分散相的表面张力和粘度对毛细管生成液滴的性能有明显影响。通过改变连续相或分散相的表面张力或粘度，调节毛细管生成液滴的体积。对于分散相为水相，连续相为油相的体系，降低分散相的表面张力(如在分散相中加入表面活性剂)，不利于形成体积更小的液滴。

在毛细管的优选的液滴体积阶跃降低区范围内，毛细管出口直径与生成的液滴直径之间成正比例线性关系。利用这种线性关系，可根据毛细管内直径预测生成的液滴的体积；或根据生成的液滴体积要求，选择合适的毛细管内直径；或通过改变毛细管内直径，调节液滴体积，获得不同体积的液滴。

作为优选，利用毛细管出口直径与生成的液滴直径之间成正比例线性关系，采用内径更细的毛细管生成液滴，可以在毛细管流量不变的条件下，在单位时间内生成数量更多，体积更小的液滴，有利于提高液滴生成的通量。

当需要生成数量较多相同体积的液滴时，采用多根具有相同构型的出口不对称毛细管，构成多通道毛细管阵列；

当需要生成数量较多不同体积的液滴时，采用多根具有不同构型(如不同内径的毛细管或不同斜口角度的毛细管)的出口不对称毛细管，构成多通道毛细管阵列。

本发明中，所述的毛细管的管壁厚度无限制要求；毛细管长度无限制要求，为了便于操作，通常选择毛细管的长度为1-20cm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)系统装置简单，容易搭建，便于操作，不需要复杂的微加工技术和外部设备，成本低，性价比高，易于推广；可简单、快速的生成体积可控的纳升级及纳升级以下的分散相液滴。

(2)液滴的体积可方便地通过调节毛细管内液体流量、毛细管出口斜口角度或形状、和毛细管内直径进行改变，尤其是利用毛细管出口内直径与液滴直径之间的线性关系，可以按需求精确选择和调控液滴体积，实现约1000倍以上的体积调节.

(3)本发明的系统容易实现多通道并行，提高液滴生成通量或实现多样品同时检测。

(4)本发明适用于基于液滴的单分子分析、单细胞分析、高通量筛选、微量样品检测分析、化学和生物合成等，如数字PCR分析、单细胞基因分析以及蛋白质定向进化筛选等。

附图说明

图1为实施例1中采用注射泵作为驱动装置的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的结构示意图；

图2为多种出口不对称毛细管的结构示意图；

图3显示了在毛细管的内直径为25微米时，不同的管口倾斜角度和毛细管内分散相流量条件对生成液滴直径的影响；

图4为采用实施例1的液滴生成系统形成的典型液滴照片及液滴均一性的数据图；

图5为采用实施例1的液滴生成系统用于人体基因组中的PIK基因的数字PCR分析的典型液滴照片和获得的定量结果；

图6为实施例2中采用气压泵作为驱动装置的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的结构示意图；

图7为实施例3中采用手动操作的注射器作为驱动装置的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的结构示意图；

图8为实施例4中采用基于重力驱动的分散相驱动装置的液滴生成系统的结构示意图。

图中：出口不对称毛细管1，出口端2，分散相3，连续相4，驱动装置5，接收容器6，分散相液滴7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

实施例1

如图1所示，一种基于出口不对称毛细管的液滴生成系统，包括出口不对称毛细管1、驱动装置5和接收容器6，接收容器6中装有连续相4，本实施例中，驱动装置5为注射泵，注射泵使分散相3从出口不对称毛细管1的进口端进入，流过通道从出口端2流出，在出口端2生成由连续相4包裹的分散相液滴7。

关于出口不对称毛细管1的出口形状，除了常用的管口倾斜(即斜口)，还有不完全斜口、变角度斜口、管口缺损(破口、缺口)，半开放出口，以及出口不完全堵塞等不对称形状，其结构示意图如图2所示。

本实施例中，利用石英毛细管(内直径分别为10，25，50，75，100微米)，采用砂纸研磨的方法加工具有不同斜口角度的毛细管。对毛细管的内外表面进行硅烷化疏水处理。其具体的液滴生成操作过程如下：利用注射泵作为液体驱动装置，利用一段导管作为储液管将其连接注射泵的注射器，管路内先充满水，排除气泡，吸取一段与水相不相容的油相(矿物油)或空气；再吸取所需体积的水相样品(分散相，磷酸缓冲液，PBS)，设定一定的恒定流速；将储液管与疏水化斜口毛细管的进口连接，将斜口毛细管的出口端插入装有油相矿物油(连续相)内，即可生成一定体积的油包水液滴。

上述液滴生成系统也可以采用聚四氟乙烯(PTFE，内直径分别为50和100微米)毛细管作为生成液滴的毛细管。利用刀片切割的方法加工PTFE毛细管的斜口。用3D打印的方法加工毛细管固定槽，同时限定切割毛细管的刀片的切割角度。PTFE材料本身为化学惰性的疏水材料，不需再对毛细管的内外表面进行疏水处理。PTFE毛细管的加工和使用与石英毛细管相比更为简单和方便。

本实施例中，采用内直径为50微米的斜口毛细管，考察了毛细管斜口角度在10-90°之间变化，毛细管内水相样品流量在50-3000纳升/分钟之间变化，对毛细管液滴生成性能的影响，结果参见图3。由图3可见，对于内直径为50微米的毛细管，其斜口角度在60°以上时，无论采用考察范围内的何种流量，均不能进入液滴体积的阶跃降低区。当斜口角度小于45°后，开始出现液滴体积的阶跃降低区，液滴直径由常规的600微米(对应液滴体积约110纳升)以上阶跃降低至约200微米(对应液滴体积约4纳升)以下。在考察的条件范围内，毛细管的斜口角度越小，毛细管内水相样品流量越低，越有利于进入液滴体积的阶跃降低区，以获得更小体积的液滴。

采用斜口角度为15°的毛细管，考察了毛细管内直径在10-100微米变化对毛细管生成液滴性能的影响。不同内径的毛细管，在不同的流量范围条件下，随着流量的降低，均可出现液滴体积由常规区变化到阶跃降低区的现象。不同内径的毛细管，进入阶跃降低区的流量阈值不同。进入阶跃降低区后，流量的变化对生成液滴发影响相对较小。在同一流量下，如固定流量为200纳升/分钟，毛细管内直径与生成的液滴直径之间呈现规则的正比例线性关系(线性回归方程：液滴直径＝1.125+2.45×毛细管内直径，R²＝0.997)。即液滴直径与毛细管内直径呈现约2.5倍的固定关系。10微米内直径毛细管可生成约25微米直径液滴，对应液滴体积约8皮升；100微米内直径毛细管可生成约250微米直径液滴，对应液滴体积约8纳升；两者体积有超过1000倍的变化。利用这种毛细管内直径与生成的液滴直径之间的线性关系，可根据毛细管内直径预测液滴体积；或根据生成的液滴体积要求，选择合适的毛细管内直径；或通过改变毛细管内直径，调节液滴体积，获得不同体积的液滴。

如图4所示，是采用实施例1的系统形成的典型液滴照片及液滴均一性的数据图，图中，(a)为典型液滴照片，(b)为液滴均一性的数据图。实验条件：毛细管内直径50微米，斜口角度15°，毛细管内分散相流量600纳升/分钟，水相样品PBS，生成的液滴体积约1纳升。

如图5所示，是采用实施例1的液滴生成系统用于人体基因组中的PIK基因的数字PCR分析的典型液滴照片(样品浓度4.7×10⁴copies/mL)和获得的定量结果。图中，(a)为PIK基因的数字PCR分析的典型液滴照片，(b)为获得的定量结果。实验条件：50微米内直径PTFE毛细管，斜口角度15°，毛细管内分散相流量400纳升/分钟。

具体操作步骤为：首先使用已知浓度的PIK基因DNA做模板，逐级稀释到不同浓度，用于实验，按体系比例配制PCR反应液，混合均匀。利用注射泵作为驱动装置，将储液的PTFE管连接注射器，管内先充满水，排除气泡，吸取一段不相容的油相或空气；吸取所需体积的PCR反应液，设定一定的恒定流速；连接1-2厘米斜口聚四氟乙烯毛细管(PTFE管)，将斜口PTFE管的出口端插入装有7％EM180的棕榈酸异丙酯的油相接收容器，防止热循环过程中液滴融合和蒸发，开启注射泵生成体积约1纳升的液滴。生成完PCR反应液液滴后，使其自发铺成单层液滴阵列，盖上一层玻璃片，防止液滴蒸发。然后进行热循环扩增，扩增结束后，利用自制荧光成像系统，实现液滴荧光图像的原位获取，通过对所获取荧光图像的处理，进行阳性液滴数目的计数，及后续的计算，获得数字PCR的分析结果。

实施例2

如图6所示，为采用气压泵作为驱动装置的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统，采用聚四氟乙烯(PTFE，内直径分别为50和100微米)毛细管作为生成液滴的毛细管。利用刀片切割的方法加工PTFE毛细管的斜口。用3D打印的方法加工毛细管固定槽，同时限定切割毛细管的刀片的切割角度。PTFE材料本身为化学惰性的疏水材料，不需再对毛细管的内外表面进行疏水处理。PTFE毛细管的加工和使用与石英毛细管相比更为简单和方便。

采用PTFE毛细管生成液滴的具体的操作过程如下：利用气泵作为驱动装置，将水相样品放置于储液池中，连接气源密封，用连接管连接储液池和斜口PTFE毛细管，设定一定的恒定压力，将斜口，毛细管的出口端插入油相矿物油(连续相)内，即可生成一定体积的油包水液滴。

采用气压泵作为驱动装置，具有结构简单、样品损失少的优点，适合提供多通道的驱动力，进行多样品同时生成液滴的操作。

实施例3

如图7所示，为采用手动操作的注射器作为驱动装置的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统，其具体的操作过程如下：制作疏水化斜口毛细管或直接使用本身疏水的斜口PTFE毛细管；利用手动操作的一次性注射器通过压缩空气作为液体驱动装置，将水相样品储存在储液管中，用连接管连接储液管和斜口毛细管，手动推动注射器的活塞，压缩注射器内的空气产生气压，将斜口毛细管的出口端插入油相，即可生成一定体积的油包水液滴。通过控制注射器内不同的空气压缩比例，可产生不同的气体压力。

实施例4

如图8所示，为采用基于重力驱动的分散相驱动装置的液滴生成系统，其具体的操作过程如下：制作疏水化斜口毛细管或直接使用本身疏水的PTFE斜口毛细管；利用液面高度差产生的重力作为液体的驱动力，将水相样品储存在储液池中，使样品液面和毛细管出口端液面存在一定的液位高度差(如50cm)，用连接管连接储液池和斜口毛细管，将斜口的出口端端插入油相，即可生成一定体积的油包水液滴。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于出口不对称毛细管的液滴生成系统，其特征在于，包括：

用于接收液滴的接收容器，所述接收容器内装有连续相溶液；

用于生成液滴的毛细管，所述毛细管的进口端用于引入分散相溶液，出口端伸入接收容器的连续相溶液中，所述毛细管的出口设为不对称结构；

用于驱动分散相溶液从毛细管进口端流入、出口端流出的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统，其特征在于，所述不对称结构为管口倾斜、管口缺损、管口半开放或者管口部分堵塞。

3.根据权利要求1所述的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统，其特征在于，所述不对称结构为管口倾斜，倾斜面与毛细管的轴向夹角小于70度。

4.根据权利要求1所述的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统，其特征在于，所述不对称结构为管口破损，包括在毛细管出口端的侧壁设置不对称缺损，或者将毛细管出口端堵塞后在侧壁上设置缺口。

5.一种如权利要求1-4任一所述的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)准备分散相和连续相溶液，选择使液滴体积进入阶跃降低区范围的出口不对称毛细管；

(2)将毛细管的出口端插入接收容器的连续相溶液中；

(3)利用驱动装置，设定使液滴体积进入阶跃降低区范围的流量，使分散相溶液流过毛细管的进口端、通道，从出口端流出，在出口端生成由连续相包裹的分散相液滴。

6.根据权利要求5所述的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的使用方法，其特征在于，步骤(1)中，在准备分散相和连续相溶液时，包括在连续相中加入表面活性剂，或者在分散相中加入表面活性剂，或者同时在连续相和分散相中加入表面活性剂。

7.根据权利要求5所述的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的使用方法，其特征在于，步骤(1)中，选择出口表面与连续相亲和性强的毛细管，或对毛细管出口的表面进行改性处理，提高其表面与连续相的亲和性。

8.根据权利要求5所述的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的使用方法，其特征在于，步骤(1)中，选择倾斜面与毛细管通道的轴向夹角小于45°的管口倾斜的毛细管；根据液滴体积阶跃降低区范围内毛细管出口内径与生成的液滴直径之间的正比例关系，选择合适出口内径的毛细管。

9.根据权利要求8所述的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的使用方法，其特征在于，在液滴体积阶跃降低区范围内，根据毛细管出口内径预测生成的液滴的体积；或根据生成的液滴体积要求，选择合适出口内径的毛细管；或通过改变毛细管出口内径，调节液滴体积，获得不同体积的液滴。

10.根据权利要求5所述的基于出口不对称毛细管的液滴生成系统的使用方法，其特征在于，当需要生成数量较多相同体积的液滴时，采用多根具有相同构型的出口不对称毛细管，构成多通道毛细管阵列；

当需要生成数量较多不同体积的液滴时，采用多根具有不同构型的出口不对称毛细管，构成多通道毛细管阵列。