CN110787845A - 液滴镊子以及液滴控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液滴镊子及液滴控制方法。该液滴镊子包括：两个镊臂；两个疏水板，分别固定于所述两个镊臂的头端；两个所述疏水板呈角度设置；两个所述疏水板能够相对平动，且两个所述疏水板之间的角度可调。上述液滴镊子，通过疏水不平行板结构变化可以改变液滴所受毛细管力的方向和大小，既能实现液滴的向上又能实现液滴的向下运动，从而实现了液滴的捕获/释放。不同于其他的液滴捕获/释放方法，由于这种捕获/释放液滴的力来自为不平行板本身的结构特性，所以对于不同底面的疏水性质，它表现出了广泛适用性和生物兼容性，可以成为微流体系统、液滴输送、生物分析、微反应容器等方面的强大平台。

Description

液滴镊子以及液滴控制方法

技术领域

本发明属于微液滴控制技术领域，涉及一种液滴镊子以及液滴控制方法。

背景技术

目前，基于液滴的表面微流体技术，由于其开放式的结构特性，有利于兼容其它检测和实验手段，在微流体系统、液滴转移、微反应器、生物医学领域等方面得到了广泛应用。然而，由于接触角滞后(CAH)和接触线固定等原因，表面的污染和液体损失将不可避免。为了解决这些问题，超疏水表面上的无损液滴操作方法得到了广泛关注。

现有的无损液滴转移方法主要是基于具有可调粘附力的智能表面。通过切换高粘附力来捕获液滴，切换低粘附力来释放液滴，从而实现液滴的转移。最常用的方法是用特殊材料对表面进行处理，使表面能对外界刺激信号作出反应并改变其表面粘附特性。然而，外界刺激会降低液滴的生物活性，增加操作的复杂性。为了克服这一缺陷，也有人提出了一种通过寻找可拉伸或弯曲的柔性表面材料来运输液滴的方法。与表面改性相比，材料表面变形更方便，生物相容性更好，但表面疏水性可控范围较小，限制了其能够应用的场合。此外，上述的两种方法由于成本高，难以在工业上得到广泛应用。

因此，寻找一种可以广泛应用于各种疏水表面、且不需要外部刺激信号、廉价自由液滴转移方法是极为迫切的。

发明内容

针对现有技术中的不足，有必要提出了一种新的液滴镊子以及液滴控制方法。

一种液滴镊子，包括：

两个镊臂；

两个疏水板，分别固定于所述两个镊臂的头端；两个所述疏水板呈角度设置；两个所述疏水板能够相对平动，且两个所述疏水板之间的角度可调。

上述液滴镊子，通过疏水不平行板结构变化可以改变液滴所受毛细管力的方向和大小，既能实现液滴的向上又能实现液滴的向下运动，从而实现了液滴的捕获/释放。不同于其他的液滴捕获/释放方法，由于这种捕获/释放液滴的力来自为不平行板本身的结构特性，所以对于不同底面的疏水性质，它表现出了广泛适用性，和优越的生物及化学的兼容性，可以成为微流体系统、液滴输送、生物分析、微反应容器等方面的强大平台。

可选地，所述疏水板包括玻璃基板以及覆在所述玻璃基板上的疏水层。

可选地，所述疏水层为特氟龙层。

可选地，所述疏水层的接触角为120度，且CAH为10度。

可选地，所述疏水层的厚度为100μm。

可选地，所述玻璃基板的厚度为150μm；所述玻璃基板的长度与宽度均为 5cm。

本发明的第二个目的是，提供了一种液滴控制方法。

一种液滴控制方法，所述液滴控制方法采用本发明所提供的液滴镊子；

将所述液滴镊子靠近液滴并与液滴相接触，以形成液桥；然后减小所述液滴镊子的开合以对液滴进行捕获；

增大所述液滴镊子的夹角，然后增大所述液滴镊子的开合以对液滴进行释放。

上述液滴控制方法，采用本发明所提供的液滴镊子，通过疏水不平行板结构变化可以改变液滴所受毛细管力的方向和大小，既能实现液滴的向上又能实现液滴的向下运动，从而实现了液滴的捕获/释放。不同于其他的液滴捕获/释放方法，由于这种捕获/释放液滴的力来自为不平行板本身的结构特性，所以对于不同底面的疏水性质，它表现出了广泛适用性，和优越的生物及化学的兼容性，可以成为微流体系统、液滴输送、生物分析、微反应容器等方面的强大平台。

优选地，在捕获过程中，在液滴镊子接触液滴前，所述液滴镊子的镊臂头端间隙L_n满足以下条件：

其中，α_a为所述液滴镊子的界面的前进角，θ为所述液滴镊子的疏水板与垂直方向的夹角，R为液滴的球半径。

优选地，在捕获过程中，应满足以下关系：

其中，H为液滴镊距底表面最小高度，L_w为液滴镊子的液桥上端宽度，α_a为液滴镊子的界面的前进角，β_a为液滴镊子的疏水板的表面接触角，θ为所述液滴镊子的疏水板与垂直方向的夹角。

优选地，在释放过程中，增大所述液滴镊子的夹角，以至夹角大于29度。

附图说明

图1为本发明一实施例的液滴镊子的结构示意图。

图2为图1中的液滴镊子的疏水板的结构示意图。

图3为液滴捕获过程示意图。

图4为液滴释放过程示意图。

图5为在不平行板挤压/拉伸的情况下，不平行极板内液滴受力及运动趋势分析图以及实验结果图。

图6为在不平行板闭合/打开的情况下，不平行极板内液滴受力及运动趋势分析图以及实验结果图。

图7为液滴在不同和θ时的移动趋势图。

图8为液滴在不同和θ时的移动趋势图。

图9为液滴在不同和θ时的移动趋势图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明的发明人发现，疏水不平行板结构的变化不仅可以改变液滴所受拉氏力的大小，而且可以改变液滴所受拉氏力的方向。

参见图5-图7，分析液滴在疏水不平行板中的受力以及运动情况。液滴运动主要受两种力的影响。第一种是由结构引起的不对称拉氏力，它引起液滴运动，决定液滴运动方向。二是接触角滞后(CAH)引起的滞后力，它阻碍液滴运动，决定液滴在拉氏力作用下能否运动。

逐一分析这两点如下：

首先，结构产生的拉氏力，这个力的大小和方向是由两个因素决定的，第一个是不平行结构中液桥底端的宽度L_n，在这里，为了消除液滴大小的影响，在微尺度下，用

来代替L_n更精确。第二个是疏水板和垂直方向之间的角度θ。通过几何结构和拉普拉斯方程分析了这两个因素对液滴运动方向的影响。疏水不平行板模型如图5所示。假定液桥底端的接触角(CA)为α₁，上端接触角是α₂，液桥的长度是D，液桥的底端与不平行板之间的交点的距离为S，液桥中液滴的体积可以表示为：

V≈2π.D².(D+2S)·sinθ (0-1)

另外，根据几何关系，L_n能用方程L_n≈2S·sinθ来计算。由于液滴处于平衡状态，根据拉氏方程，需满足方程5-2^[42-44]：

假若以特氟龙作为界面材料，构建了疏水不平行板结构，假设α₁＝α₂≈120°。根据方程5-1和5-2，可以得到液滴运动趋势的理论曲线，如图7所示。实线为液滴压力平衡曲线，在实线以上为向下运动趋势，在实线以下为向上运动趋势。发明人发现一个更大的

或θ将促进向下运动。

为了验证这一关键发现，基于表面演化理论，从三维角度模拟了液滴在疏水不平行结构中的运动趋势。从而得到了在不同

和θ时的液滴运动趋势(如图 7的星号符号所示)，仿真结果与理论分析是一致的(稍有不同的主要原因是由于理论分析是基于二维的)。

其次，发明人分析了CAH引起的滞后力。假设接触角的上限为前进角(下标‘a’)，下限为后退角(下标‘r’)。根据CAH的定义，当液滴向上运动时，α₁＝α_r，α₂＝α_a；当液滴向下移动时，α₁＝α_a，α₂＝α_r。由此，我们得到了液滴能克服不同CAHs，实现向上/向下运动的曲线。如图7所示，点划线/虚线为CAH＝10°时液滴向下/向上运动的临界曲线，两点线/点线为CAH＝20°时液滴向下/向上的临界曲线。然后，我们可以得到液滴在不同CAH下的运动状态。例如，由于点 A(

以及θ＝5°)在实线下方，液滴趋于向上运动。此外，由于点A位于点划线和两点线之间，说明当CAH≤10°时，点A仍可以向上移动，但当CAH≥ 20°时，点A不能向上移动。从图7中可以看出，CAH越大，对液滴运动的阻碍作用越强，但CAH对液滴运动趋势没有影响。

基于实验，

和θ对于这种运动的影响也得到了验证。实验如图5左侧的实验部分所示，当挤压/拉伸不平行板时(平动)，也就是说减小/增加

的值，会产生相应的液滴向上/向下运动；如图5右侧实验部分所示，当不平行板结构闭合/打开时，也就是减小/增大θ时，液滴会向上/向下移动。这些结果与理论和仿真结果完全一致。以上均表明，液滴拉氏力的方向和大小可以随着不平行板结构的变化而变化，为液滴后续的捕获/释放提供了方向。

参见图1，本发明提供了一种液滴镊子，其包括两个镊臂10、以及两个疏水板20。

其中，镊臂10的主要作用是，支撑疏水板20以及带动疏水板20运动，进而实现两个疏水板20的相互平动的开合动作，以及绕着两个疏水板20延长线的交点旋转的开合动作。疏水板20的主要作用是，依靠两个疏水板20的相互平动的开合动作，以及绕着两个疏水板20延长线的交点旋转的开合动作，从而实现对液滴产生不同的作用力，进而实现液滴的捕获或释放。在液滴镊子捕获或释放液滴时，镊臂10并不与液滴接触，疏水板20直接与液滴接触。

具体地，两个疏水板的表面呈疏水性质。两个疏水板分别固定于两个镊臂的头端；也就是说，一个疏水板位于一个镊臂的头端，另一个疏水板位于另一个镊臂的头端。两个疏水板呈角度设置，也就是说，两个疏水板之间不平行，也即两个疏水板构成不平行板结构。两个疏水板能够相对平动，也就是说，两个疏水板能够实现相互平动的开合动作；且两个疏水板之间的角度可调，也即两个疏水板能够实现绕着两个疏水板延长线的交点旋转的开合动作。

在一优选实施方式中，参见图2，疏水板的具体结构如下：疏水板包括玻璃基板以及覆在玻璃基板上的疏水层。疏水层的作用主要是使疏水板呈现疏水性质，而玻璃基板作为基板。

在一具体实施例中，玻璃基板的厚度为150μm。玻璃基板的长度与宽度均为5cm。

在一具体实施例中，疏水层为特氟龙层。特氟龙层具有良好的疏水性能，可以进一步扩大液滴镊子的使用场合。上述疏水板可以采用如下方式制备：将玻璃片浸涂于特氟龙熔液中，然后在热板上以160度下加热固膜层30min。

在一优选实施例中，疏水层的接触角为120度，且CAH为10度。这样可以具有良好的疏水性能，也可以进一步扩大液滴镊子的使用场合。

更进一步地，疏水层的厚度优选为100μm。

当然可以理解的是，本发明并不局限于玻璃基板，亦可以采用其它材料作为基板。同样地，疏水层也并不局限于特氟龙层，亦可以是其它材料制成的疏水层。进一步还可以理解的是，疏水板亦可以是一体式的，也即直接用疏水材料制成疏水板，或者基板的表面微观结构直接使其表面疏水化。

本发明还提供了一种液滴控制方法。

一种液滴控制方法，所述液滴控制方法采用本发明所提供的液滴镊子；

将所述液滴镊子靠近液滴并与液滴相接触，以形成液桥；然后减小所述液滴镊子的开合以对液滴进行捕获；

增大所述液滴镊子的夹角，然后增大所述液滴镊子的开合以对液滴进行释放。

以下对捕获过程进行分析：

首先，液滴镊子垂直向下接近液滴，然后液滴部分进入液镊形成一个液桥 (如图3a-b)。第二，继续向下移动液滴镊子将更多滴液挤入镊子，这也意味着减少

(如图3的b-c)。第三，通过挤压，液滴与底面接触面积减小，粘合力减小。此外，这种挤压也降低了

的值，这就增加了向上的毛细管力。然后，产生了液滴的向上运动(图3的c-d)。最后，通过继续挤压液滴，可以使液滴完全进入液滴镊子中(图3的d-e)。

发明人发现在液滴捕获过程中有四个可控变量；在第一步中的初始液滴镊子尖端宽度(L_Ini，也就是L_n的初始值)和关键的不平行板间夹角(θ)；第二步中的液滴镊子的最终下压高度(H)；第三步中液滴尖端的最终宽度(L_Final，L_n的最终值)。然后，下面几段将分别讨论这四个变量。

1、选择适当的初始液滴镊子尖端宽度L_Ini和角度θ，确保水滴能部分进入液滴镊子中(第一步)

在初始状态下，液滴镊子内没有液体。随着液滴镊子向下运动，液滴将进入液滴镊子内。但如果初始液滴镊头尖端过小，液滴会被挤压到液滴镊子的一侧。为了避免这种情况，最初的接触角α需要满足α＞α_a(α_a为液面前进角)。然后，结合几何关系，可以得到关于L_Ini和θ的条件方程，液滴可以部分进入疏水不平行板结构：

式中，R为开放表面上液滴的球形半径，L_Ini为初始液滴镊子的尖端宽度。根据方程5-3，发现L_Ini和R是线性相关的。而R是由液滴体积大小

和底面的湿润性决定的。因此，如果假设底部板是由Teflon(β_a＝120°)覆盖，然后可以计算出在不同θ时，液滴进入液滴镊子的

的取值范围。对三种不同的组合的

和θ进行了实验，发现液滴能进入液体镊子，这与理论分析是一致的。

2、合适的液镊最终下压高度H(第二步和第三步)

第二步是必然发生的，所以对于控制参数没有要求。从理论角度对这个结论进行了说明，定义在液镊内的部分为Part 1，其中的压力为P₁；液镊下的部分为Part 2，其中的压力为P₂。所以，P₁和P₂能用下面的方程计算：

式中，L_w为液滴镊液桥上端宽度，H为液滴镊距底表面高度。当液滴镊垂直向下运动时(H减小)，也就是挤压Part 2时，P₂增大。同时，随着液滴进入液滴镊内，Part 1中的液滴增大，L_w增大，P₁减小。可以看出，液桥形成后，在液滴镊向下运动的过程中，Part 1和Part2(ΔP＝P₂-P₁)的压差增大，液滴不可避免地会向上液滴镊的方向移动。

H主要受到第三步的限制。如果需要将液滴与底面分离，则应克服粘附力。为了减少这种粘附力，挤压液滴以减少接触面积，也就是减少底部表面的接触线长度。为了完成这一步，应该避免泄漏。那么，液滴是否泄漏取决于两个条件：第一，如果Part 1的运动趋势是向上的，则不会泄漏；第二，如果Part 1有向下移动的趋势，那么底部表面的“液阀”是否可以防止这种泄漏。对于第一个条件，根据上面对于Part 1的分析和方程L_w≈2(S+D)·sinθ，可以得到向下运动时的

的取值范围。对于第二个条件，那么必须满足β＜β_a。由式(5-4)、(5- 5)可得能有效防止泄漏的H约束条件：

另外，对

和

关系进行了分析。假设液滴位于Teflon表面，它的前进角是120度，它的初始半径为R，所以其体积

假设在液滴镊子被挤压之前，液滴高度为H，液滴的Part 2近似为圆柱体。因此，液滴的体积可以近似为

因为L_n＜2R，所以V_part2≤πHR²，并且

从而我们得到了

和

的近似变换关系，进而得到了

的取值范围。

根据上述两个条件，结合对于和

关系的分析，得到了在不同θ的情况下的

的取值范围。如图8所示，实线上方表示可能发生泄露，下方表示不会泄露。为了验证这个结论，对于不同

和θ时的情况进行了实验验证。从图中可知，实验结果和理论相一致。

3、能在第三步中成功捕获液滴的液滴镊子的最终尖端宽度范围(L_Final)

在第三步中需要L_Final的值较小。如果Part 1的液滴能够克服CAH的阻力，在挤压后向上运动，则会使液滴远离底板(此时，由于底面接触面积小，附着力小，V_part1≈V)。因此，根据之前分析，可以获得当在不同θ时，液滴可以克服CAH 和并完全进入到液滴镊子的

的范围(图9中的实线下的部分)。通过测量不同θ情况下，液滴完全进入液滴镊子时的的值来证实这个理论结果(图 9中的米子标记点位)。发现这些点在实线以下，实验结果与理论分析吻合较好。

以下对释放过程进行分析。

首先，通过旋转轴增加θ，液滴运动趋势将从向上变为向下。第二，通过释放滴镊子，增加

同样增加向下的毛细管力(图4中的f-g)。第三，毛细管力将克服CAH的阻力和自发向下运动，液滴完全集中在疏水不平行板底部 (图4中的g-i)。最后，通过微小的放松，液滴将掉落到超疏水表面，实现液滴的成功释放(图4中的i-j)。分析这个过程，发现其中只有一个可控制的量，那就是，在垂直方向，在释放过程中。发现在整个过程中，只有一个可控的量θ，也就是液滴镊子和垂直方向之间的角度。

根据前面分析，随着θ的增加，毛细管力将由向上变为向下并不断变大，这为液滴的向下运动提供动力。根据图7所示，发现，当θ＞29°，液滴运动趋势必然会表现出下降的趋势，否则，它可能会有上升趋势。然而，这种向上的运动使液滴粘附在液滴镊子的一侧，而不是脱落。因此，可以确定成功释放液滴的θ的范围(θ＞29°)。

此外，为了防止液滴粘附到液滴镊子的底面，需要保证液滴镊子的底面足够窄，且侧面相对疏水。优选100μm厚度和特氟龙覆盖的液滴镊子，可确保液滴在大于0.8微升时可以通过重力掉落。

优选地，在捕获过程中，在液滴镊子接触液滴前，所述液滴镊子的镊臂头端间隙L_n满足以下条件：

其中，α_a为所述液滴镊子的界面的前进角，θ为所述液滴镊子的疏水板与垂直方向的夹角，R为液滴的球半径。

在捕获过程中，应满足以下关系：

其中，H为液滴镊距底表面最小高度，L_w为液滴镊子的液桥上端宽度，α_a为液滴镊子的界面的前进角，β_a为液滴镊子的疏水板的表面接触角，θ为所述液滴镊子的疏水板与垂直方向的夹角。

优选地，在释放过程中，增大所述液滴镊子的夹角，以至夹角大于29度。

以下对本发明液滴镊子对液滴的捕获或释放方法的阐述。

液滴镊子在疏水面捕获和在超疏水面上释放液滴过程如图3、图4所示。

捕获过程：首先根据液滴大小选择合适的液滴镊子初始间隙，将液滴镊子垂直向下(图3-a)，使两个疏水板靠近液滴并与液滴相接触，从而使得两个疏水板中形成液桥(图3-b)；之后，选择合适的液滴镊子下压高度，继续向下移动两个疏水板使液滴能更多的进入两个疏水板之间(图3-c)；然后，选择合适的液滴镊子挤压距离，通过两个疏水板两侧的向内挤压减少液滴与底面的接触从而减少粘附力(adhesion force)并且同时也减小了而获得更大的向上的毛细管力(图3-d)，最后，通过继续挤压液滴能完全进入不平行板之间，完成液滴的捕获(图3-e)。

释放过程：选择合适的液滴镊子的夹角，通过增加液滴镊子的夹角(图4- f)，液滴运动趋势会由向上变为向下，液滴向下运动(图4-g)；之后，选择合适的液滴镊子的顶端间隙，通过增加液滴镊子的疏水板的间距，通过增加进一步增加向下的毛细管力(图4-h)，之后液滴由于较大的毛细管力会克服了其CAH 的阻力自发向下运动(图4-i)，液滴完全集中于液滴镊子的底部，通过微小的一个放松动作(relaxing)，液滴就会下落于超疏水表面上(图4-j)从而成功实现液滴的释放。

上述液滴镊子，通过疏水不平行板结构变化可以改变液滴所受毛细管力的方向和大小，既能实现液滴的向上又能实现液滴的向下运动，从而实现了液滴的捕获/释放。不同于其他的液滴捕获/释放方法，由于这种捕获/释放液滴的力来自为不平行板本身的结构特性，所以对于不同底面的疏水性质，它表现出了广泛适用性，和优越的生物及化学的兼容性，可以成为微流体系统、液滴输送、生物分析、微反应容器等方面的强大平台。

本发明还提供了一种液滴捕获释放装置。

一种液滴捕获释放装置，包括：

液滴镊子，为本发明所提供的液滴镊子；

平动机构，连接在所述液滴镊子的镊臂的尾端且控制所述镊臂平动开合；

以及旋转机构，连接在所述镊臂的尾端且控制所述镊臂旋转开合。

其中，平动机构的主要作用是，控制镊臂相互平动的开合动作，进而实现疏水板相互平动的开合动作。旋转机构的主要作用是，控制镊臂相对旋转的开合动作，进而实现两个疏水板绕着两个疏水板延长线的交点旋转的开合动作。。

在一具体实施例中，平动机构为微型电动夹。微型电动夹的精度控制可以为 0.2微米，控制更精确。

更进一步地，液滴捕获释放装置还包括XYZ三轴控制平台，微型电动夹安装在XYZ三轴控制平台上。XYZ三轴控制平台实现液滴捕获及释放过程的定位；其中，通过XY控制液滴在底面上的位置(其精度优选控制为0.2微米)，通过z 轴来控制液滴镊子捕获液滴时的液滴镊子高度(其精度优选控制为0.2微米)。

参见图1，可选地，镊臂10的末端设有旋转腰形孔11。这样可以有利于控制疏水板绕着两个疏水板延长线的交点旋转的开合动作。优选地，精度优选控制为1°。

上述液滴捕获释放装置，采用本发明所提供的液滴镊子，通过疏水不平行板结构变化可以改变液滴所受毛细管力的方向和大小，既能实现液滴的向上又能实现液滴的向下运动，从而实现了液滴的捕获/释放。不同于其他的液滴捕获/释放方法，由于这种捕获/释放液滴的力来自为不平行板本身的结构特性，所以对于不同底面的疏水性质，它表现出了广泛适用性，可以成为微流体系统、液滴输送、生物分析、微反应容器等方面的强大平台。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种液滴镊子，其特征在于，包括：

两个镊臂；

两个疏水板，分别固定于所述两个镊臂的头端；两个所述疏水板呈一定范围的角度设置；两个所述疏水板能够相对平动，且两个所述疏水板之间的角度可调。

2.根据权利要求1所述的液滴镊子，其特征在于，所述疏水板包括玻璃基板以及覆在所述玻璃基板上的疏水层。

3.根据权利要求2所述的液滴镊子，其特征在于，所述疏水层为特氟龙层。

4.根据权利要求2所述的液滴镊子，其特征在于，所述疏水层的接触角为120度，且接触角滞后(CAH)为10度。

5.根据权利要求2所述的液滴镊子，其特征在于，所述疏水层的厚度为100nm。

6.根据权利要求2所述的液滴镊子，其特征在于，所述玻璃基板的厚度为150μm。

7.一种液滴控制方法，其特征在于，所述液滴控制方法采用权利要求1-6任一项所述的液滴镊子；

将所述液滴镊子靠近液滴并与液滴相接触，以形成液桥；然后减小所述液滴镊子的开合以对液滴进行捕获；

增大所述液滴镊子的夹角，然后增大所述液滴镊子的开合以对液滴进行释放。

8.根据权利要求7所述的液滴控制方法，其特征在于，在捕获过程中，在液滴镊子接触液滴前，所述液滴镊子的镊臂头端间隙L_n满足以下条件：

其中，α_a为所述液滴镊子的界面的前进角，θ为所述液滴镊子的疏水板与垂直方向的夹角，R为液滴的球半径。

9.根据权利要求7所述的液滴控制方法，其特征在于，在捕获过程中，应满足以下关系：

其中，H为液滴镊距底表面最小高度，L_w为液滴镊子的液桥上端宽度，α_a为液滴镊子的界面的前进角，β_a为液滴镊子的疏水板的表面接触角，θ为所述液滴镊子的疏水板与垂直方向的夹角。

10.根据权利要求7所述的液滴控制方法，其特征在于，在释放过程中，增大所述液滴镊子的夹角，以至夹角大于29度。

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