CN114653410A - 一种微液滴生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微液滴生成方法及系统，微液滴生成方法包括以下步骤：提供芯片，芯片包括上极板和下极板，上极板和下极板之间形成流体通道层；在上极板和下极板中的至少一个形成多个吸引点，吸引点用于吸附液体；通过微泵按照一定的体积和流速于流体通道层依次注样和注介质，注入介质使多余样本挤出的方式以及结合吸引点吸附液滴的方式，实现对大密度纳升级别的液滴的留下位置的控制，而且通过控制调节上极板和下极板之间的间隙、吸引点的数量和位置的方式，可以精确调整所形成的小液滴的体积和密度，以此本发明提供一种能够快速形成大密度微液滴且能够对所形成的大密度微液滴的体积和密度精确控制的微液滴生成方法和微液滴生成系统。

Description

一种微液滴生成方法及系统

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其涉及一种微液滴生成方法及微液滴生成系统。

背景技术

如何将一定体积的液体均匀分解成大量体积均匀的微滴是微流控技术需要关键解决的问题之一，是诸多应用领域包括数字聚合酶链式反应(ddPCR)、数字环介导等温扩增(dLAMP)、数字酶联免疫检测(dELISA)、单细胞组学等应用领域的关键环节。目前高通量生成纳升液滴的技术手段主要包括微滴微流控技术和微井微流控技术。微滴微流控的代表包括Bio-Rad以及10X Genomics，该技术的特点是利用高精度微泵控制油，利用十字形结构对样本液体进行连续挤压从而生成大量皮升至纳升级别的小液滴。基于微滴微流控技术高通量生成纳升液滴的方法依赖于高精度微泵的压强的精确控制和基于MEMS的高精度芯片加工工艺，产生的微滴依然被一起保存在同一容器中，检测时每个液滴需通过微流道逐一进行检测，设备成本高昂，系统复杂。微井微流控的代表为Thermo Fisher，该技术的特点是利用机械里将样本溶液在微井阵列上进行涂布，使得样本被平均分配到每一个微井中，形成皮升至纳升级别的小液滴。基于微井微流控的技术通常需要借助机械力将试剂均匀的涂布至微井阵列表面，再用惰性介质液体填充微井的上下两面，该方法的缺点是操作流程相对复杂，自动化程度低，实验通量较低，样本准备时间长。

数字微流控由于其拥有能够独立操控每一个微滴的能力使其成为高通量生成微滴的另一种技术手段，专利WO 2016/170109 Al以及US20200061620A1均阐述了一种基于数字微流控平台生成大量微滴的方法。然而，上述专利描述的基于数字微流控技术高通量生成纳升液滴的方法主要通过数字微流控技术操控大液滴生成一个小液滴后再将该小液滴运送至相应位置。该方法的主要缺点在于生成小液滴的速度较慢，样本准备时间较长。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种能够快速生成大量微液滴的微液滴生成方法及微液滴生成系统。

一种微液滴生成方法，包括以下步骤：

提供芯片，所述芯片包括上极板和下极板，所述上极板和所述下极板之间形成流体通道层；

在所述上极板和所述下极板中的至少一个形成多个吸引点，所述吸引点用于吸附液体；

往所述流体通道层注入液体样本，使所述液体样本充满所述流体通道层；

往所述流体通道层注入介质，非所述吸引点处的所述液体样本被所述介质推动挤出，所述液体样本在对应于所述吸引点的位置留下小液滴，所述介质包裹所述小液滴。

在一个实施例中，所述下极板包括电极层，所述电极层包括呈阵列设置的多个六边形微电极。

在一个实施例中，所述上极板包括依次层叠的上盖、导电层和第一疏水层，所述下极板还包括第二疏水层和介电层，所述第二疏水层、所述介电层和所述电极层依次层叠设置，所述第一疏水层和所述第二疏水层之间形成所述流体通道层。

在一个实施例中，在所述上极板和所述下极板中的至少一个形成多个吸引点通过如下方法形成：开启所述电极层的多个电极，开启的所述电极为所述吸引点，相邻的开启的所述电极之间通过未开启的所述电极间隔设置。

在一个实施例中，往所述流体通道层注入液体样本的步骤中，采用第一微泵往所述流体通道层注入液体样本。

在一个实施例中，所述上极板的边缘设有第一注样孔和第一出样孔，所述第一注样孔和所述第一出样孔设于所述上极板的第一对角线上，所述第一注样孔和所述第一出样孔分别和所述流体通道层连通，所述第一微泵和所述第一注样孔连通。

在一个实施例中，往所述流体通道层注入介质的步骤中，采用第二微泵往所述流体通道层注入介质。

在一个实施例中，所述上极板的边缘设有第二注样孔和第二出样孔，所述第二注样孔和所述第二出样孔设于所述上极板的第二对角线上，所述第二注样孔和所述第二出样孔分别和所述流体通道层连通，所述第二微泵和所述第二注样孔连通。

在一个实施例中，在所述上极板和所述下极板中的至少一个形成多个吸引点通过如下方法形成：在所述第一疏水层上设置有亲水点，所述亲水点为所述吸引点，相邻的所述亲水点之间间隔设置。

此外，还提供一种微液滴生成系统，包括第一微泵、第二微泵和芯片；

所述芯片包括上极板和下极板，所述上极板和所述下极板之间形成流体通道层，所述下极板包括电极层，所述电极层包括呈阵列设置的多个电极，开启所述电极层的多个电极，开启的所述电极为所述吸引点，相邻的开启的所述电极之间通过未开启的所述电极间隔设置；

所述第一微泵和所述流体通道层连通，所述第一微泵用于往所述流体通道层注入液体样本，使所述液体样本充满所述流体通道层；

所述第二微泵和所述流体通道层连通，所述第二微泵用于往所述流体通道层注入介质，非所述吸引点处的所述液体样本被所述介质推动挤出，所述液体样本在对应于所述吸引点的位置留下小液滴，所述介质包裹所述小液滴。

上述微液滴生成方法和微液滴生成系统，往流体通道层注入液体样本，使液体样本充满流体通道层，液体样本被吸引点吸引住。当往流体通道层注入介质后，非吸引点处的液体样本被介质推动挤出，液体样本在对应于吸引点的位置留下小液滴，介质包裹小液滴。上述微液滴生成方法，可以快速制备大量小液滴，大幅缩短液滴生成时间，操作流程简便。无需高精度微泵等设备，系统成本降低。且扩展能力强，可通过扩展芯片尺寸分离出更多小液滴或分离多组样本。

附图说明

图1为一实施方式的微液滴生成方法的流程示意图。

图2为一实施方式的微液滴生成系统的结构示意图。

图3为一实施方式的芯片的剖面结构示意图。

图4为一实施例的微液滴生成方法的流程示意图。

图5为往芯片加入液体样本的不同状态的结构示意图。

图6为往芯片加入介质的不同状态的结构示意图。

图7为数字Elisa中混合溶液的组成结构示意图。

图8为采用微液滴生成系统实现数字Elisa工作流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，如“上”等指示方位或位置的关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

请参考图1和图2，一实施方式的微液滴生成方法，包括以下步骤：

S10、提供芯片，芯片包括上极板和下极板，上极板和下极板之间形成流体通道层。

S20、在上极板和下极板中的至少一个形成多个吸引点，吸引点用于吸附液体。

S30、往流体通道层注入液体样本，使液体样本充满流体通道层。

S40、往流体通道层注入介质，非吸引点处的液体样本被介质推动挤出，液体样本在对应于吸引点的位置留下小液滴，介质包裹小液滴。

可以理解，S20和S30的顺序不限于先进行S20再进行S30。在特定情况下，也可以先进行S30后，再进行S20。

上述微液滴生成方法，往流体通道层注入液体样本，使液体样本充满流体通道层，液体样本被吸引点吸引住，当往流体通道层注入介质后，非吸引点处的液体样本被介质推动挤出，液体样本在对应于吸引点的位置留下小液滴，介质包裹小液滴。上述微液滴生成方法，可以快速制备大密度小液滴，大幅缩短液滴生成时间，操作流程简便。无需高精度微泵等设备，系统成本降低。且扩展能力强，可通过扩展芯片尺寸分离出更多小液滴或分离多组样本。

请参考图2，在一个实施例中，往流体通道层注入液体样本的步骤中，采用第一微泵1往流体通道层注入液体样本。具体的，第一微泵1为数字注射泵。第一微泵1不局限于数字注射泵，能实现液体稳定流入和流出的泵均可。

进一步的，上极板的边缘设有第一注样孔3和第一出样孔6，第一注样孔3和第一出样孔6设于上极板的第一对角线上。第一注样孔3和第一出样孔6分别和流体通道层连通，第一微泵1和第一注样孔3连通。第一注样孔3和第一出样孔6选择对角位置的原因是为了保证液体样本可以充满整个流体通道层不留气泡。

进一步的，请参考图2，第一出样孔6还和第四微泵9连通，第四微泵9用于抽取第一出样孔6流出的溶液样本。

请参考图2，在一个实施例中，往流体通道层注入介质的步骤中，采用第二微泵2往流体通道层注入介质。具体的，第二微泵2为数字注射泵。第二微泵2不局限于数字注射泵，能实现液体稳定流入和流出的泵均可。

进一步的，上极板的边缘设有第二注样孔5和第二出样孔4，第二注样孔5和第二出样孔4设于上极板的第二对角线上。第二注样孔5和第二出样孔4分别和流体通道层连通，第二微泵2和第二注样孔5连通。第二注样孔5和第二出样孔4选择对角位置的原因是为了保证介质可以充分排挤整个流体通道层的非吸引点位置的液体样本。

进一步的，第一注液孔3和第二注液孔5位于上极板的第一端，第一出样孔6和第二出液口位4于上极板的第二端，第一端和第二端相对设置。

进一步的，请参考图3，第二出样孔4还和第三微泵8连通，第三微泵8用于抽取第二出样孔4流出的介质。

介质可以是空气或油等介质。

在一个实施例中，可以在上极板上形成吸引点，也可以在下极板上形成吸引点。或者同时在上极板和下极板上形成吸引点。上极板或下极板上的多个吸引点呈阵列设置。上述微液滴生成方法可以快速生成大密度阵列式微液滴。

具体的，吸引点可以通过不同的方法形成。

在一个实施例中，下极板包括电极层，电极层包括呈阵列设置的多个六边形微电极，当然，微电极的形状不局限于六边形。在上极板和下极板中的至少一个形成多个吸引点通过如下方法形成：开启电极层的多个电极，开启的电极为吸引点，相邻的开启的电极之间通过未开启的电极间隔设置。

下面对采用开启电极制备微液滴的方法进行详细说明。

请参考图4，一实施方式的微液滴生成方法，包括以下步骤：

S110、提供芯片，请参考图3，芯片包括上极板和下极板。上极板包括依次层叠的上盖12、导电层14和第一疏水层16。下极板包括依次层叠的第二疏水层22、介电层24和电极层。电极层包括呈阵列设置的多个电极，第一疏水层16和第二疏水层22之间形成流体通道层(图未标)。

S120、往流体通道层注入液体样本，使液体样本充满流体通道层。

S130、开启电极层的多个电极，相邻的开启的电极262之间通过未开启的电极264间隔设置，开启的电极262形成吸引点。

S140、往流体通道层注入介质42，非吸引点处的液体样本被介质42推动挤出，液体样本在对应于吸引点的位置留下小液滴32，介质42包裹小液滴32。

可以理解，S120和S130没有顺序限制，可以先进行S120，再进行S130。也可以先进行S130，再进行S120。

上述微液滴生成方法，往流体通道层注入液体样本，使液体样本充满流体通道层。液体样本被往开启的多个电极262吸引住。往流体通道层注入介质，非吸引点的液体样本被介质推动挤出，液体样本在流体通道层内对应于开启的多个电极262的位置留下多个小液滴32，介质42包裹小液滴32。上述微液滴生成方法，可以快速制备大量小液滴32，大幅缩短液滴生成时间，操作流程简便。无需高精度微泵等设备，系统成本降低。且扩展能力强，可通过扩展芯片尺寸分离出更多小液滴32或分离多组样本。

可以理解，在制备小液滴32时，电极层的电极并未全部开启，包括开启的电极262和未开启的电极264。为了避免小液滴32之间相互结合，相邻的开启的电极262之间通过未开启的电极264间隔设置。可以理解，相邻的开启的电极262之间相互间隔有至少一个未开启的电极264。优选的，相邻的开启的电极262之间相互间隔有2个未开启的电极264。

在一个实施例中，电极为正方形，电极的边长尺寸为1μm-1000μm。可以理解，电极形状不局限于方形，可以是任意形状或任意形状的组合。小液滴的体积可通过调节电极尺寸、电极的间隙距离等进行精确调整。通过控制不同的电极的尺寸，可以快速生成不同体积的单液滴。而且，通过控制开启的电极的位置和数量，可以实现对小液滴形成的位置和数量的控制，即小液滴形成的密度能够被精确控制。

在一个实施例中，上盖12的材质可以为玻璃基底。上盖12的厚度可以为0.05mm-1.1mm。

在一个实施例中，导电层14的材质可以为ITO导电层。导电层14的厚度可以为50nm-500nm。

在一个实施例中，第一疏水层16的厚度可以为10nm-100nm。

在一个实施例中，第二疏水层22的厚度可以为10nm-100nm。

在一个实施例中，介电层24的材质可以为有机或无机绝缘材料。介电层24的厚度可以为50nm-100nm。

在一个实施例中，电极层的材质可以为金属及其氧化物导电材料。电极层的厚度可以为10nm-1000nm。

请参考图3，下极板还可以包括基板28。基板28设于电极层远离介电层24的一侧。基板28用于保护下极板。在一个实施例中，基板28的材质可以为玻璃或PCB板材。基板28的厚度可以为0.05mm-5mm。

在另一个实施例中，在上极板和下极板中的至少一个形成多个吸引点通过如下方法形成：在第一疏水层上设置有亲水点，亲水点为吸引点，相邻的亲水点之间间隔设置。

在一个实施例中，亲水点的制备方法如下：通过对第一疏水层进行光刻、刻蚀等微纳加工处理，在第一疏水层上形成亲水点。

在一个实施例中，亲水点呈阵列设置。

上述微液滴生成方法，往流体通道层注入液体样本，使液体样本充满流体通道层。液体样本被亲水点吸引住，往流体通道层注入介质，非亲水点处的液体样本被介质推动挤出，液体样本在流体通道层内对应于开启的多个亲水点的位置形成多个小液滴，介质包裹小液滴。上述微液滴生成方法，可以快速制备大量小液滴，大幅缩短液滴生成时间，操作流程简便。上述微液滴生成方法，无需通过控制电极，即可分离出小液滴，使得操作更为简便。无需高精度微泵等设备，系统成本降低。且扩展能力强，可通过扩展芯片尺寸分离出更多小液滴或分离多组样本。

此外，请参考图2，还提供一种微液滴生成系统，包括第一微泵1、第二微泵2和芯片7。

芯片7包括上极板和下极板，上极板和下极板之间形成流体通道层，下极板包括电极层，电极层包括呈阵列设置的多个电极，开启电极层的多个电极，开启的电极为吸引点，相邻的开启的电极之间通过未开启的电极间隔设置。

第一微泵1和流体通道层连通，第一微泵1用于往流体通道层注入液体样本，使液体样本充满流体通道层。

第二微泵2和流体通道层连通，第二微泵2用于往流体通道层注入介质，非吸引点处的液体样本被介质推动挤出，液体样本在对应于吸引点的位置留下小液滴，介质包裹小液滴。

下面为具体实施例部分。

实施例1

图2所示微液滴生成系统包括第一微泵1、第二微泵2、第三微泵8、第四微泵9和芯片7，芯片7上设有第一进样孔3、第二进样孔5、第一出样孔6和第二出样孔4。

图5表示注样的基本流程从S1到S3。通过调节第一微泵1，使液体样本50自第一注样孔3流入，同时芯片内的介质从第一出样孔6排出。第三微泵8用于抽取介质。整个过程保持芯片内的压力平横使得液体样本充满整个流体通道层，注样完毕。

图6表示排样的过程，即大密度微液滴形成的过程S4-S6。首先将芯片中需要生成小液滴的电极选择性给电。为了生成的大密度的小液滴之间不产生串扰，小液滴之间通常会选择隔开一个电极。即，给电的电极通过未给电的电极隔开。通过调节第二微泵2，此时介质17自第二注样孔5注入芯片，同时液体样本50从第二出样孔4排出，排样完成。第四微泵9用于抽取液体样本50。芯片中选择性给电的电极位置就会留下小液滴，同时小液滴包裹在目的介质中。

上述微液滴生成系统，通过第一微泵1往流体通道层注入液体样本50，使液体样本50充满流体通道层。液体样本50被给电的电极吸引住。通过第二微泵2往流体通道层注入介质17，非吸引点的液体样本50被介质17推动挤出，液体样本50在流体通道层内对应于给电的电极的位置形成多个小液滴，介质17包裹小液滴。上述微液滴生成方法，可以快速制备大量小液滴，大幅缩短液滴生成时间，操作流程简便。

请参考图2，小液滴32的体积可通过调节间隙21以及电极262的尺寸精确调控在飞升至微升之间，小液滴32的数量可以通过调节电极262的密度和整个芯片的大小进行控制。当大密度纳升液滴分离完成后可在数字微流控芯片上对液滴进行精准控制，并进行相应实验和检测，例如ddPCR、dLAMP、dELISA单细胞实验等。

当大密度小液滴在完成相应的实验后，该系统还可以通过微泵往流体通道层注入清洗液，对芯片进行快速清洗处理，芯片或可进行重复利用。通过调节数字微泵，将介质或清洗液自注样孔流入，同时芯片内的废液从出样孔排出，该方式快速、方便、易操作。

实施例2

图8为该系统实现数字Elisa工作流程示意图。请参考图7，混合溶液58含有微球(磁珠，PS等)55、捕获抗体56、目的抗原57和荧光标记抗体59。该混合溶液58产生免疫反应后则生成含目的抗原和荧光标记抗体的微球53和不含目的抗原和荧光标记抗体的微球54。接下来洗涤微球以去除任何非特异性结合的蛋白，并加入底物，最后将该混合溶液采用上述微液滴生成方法，按照泵注的方式注入电润湿微阵列芯片，形成每个液滴只含一个或数个微球的高密度小液滴阵列。关于小液滴生成的电润湿芯片截面图如图8中S7-S9所示，其中含有目的抗原的微球因为带有荧光标记抗体而发出荧光，通过CCD成像系统进行数字化解读，通过泊松分布理论计算出目的蛋白浓度。因为该算法属于数字化计算，而不是传统的Elisa模拟计算，所以称为数字Elisa。

另外，如果使用具有不同吸收和发射波长的荧光标记物标记不同的荧光标记抗体22则可实现对多种目的抗原的检测。

该方案采用经典的双抗体夹心酶联免疫吸附测定法(Elisa)，可实现极低含量的蛋白定量检测。该方案的突出特点是实现了单分子检测，采用模拟计算，检测灵敏度远高于传统方法，与Quanterix公司检测原理类似，但高密度阵列式微液滴形成方式截然不同。与Quanterix不同的是，上述微液滴生成方法，利用电润湿技术，形成了高密度液滴阵列，可对生成的液滴进行任意操控。

上述微液滴生成方法，通过微泵注样，实现对整个电润湿芯片的涂布操作，通过微泵排液，使得大密度小液滴留在指定位置或区域，单个液滴的体积范围在飞升到微升，整个流程可全自动化，操作简便，无需人工注样，该方法大幅缩短液滴生成时间。上述微液滴生成方法成功率高于微井被动填充的液滴生成方式。通过调换不同型号的微泵，可使样本、介质和清洗液等原料供应充足。可根据实际要求，随意快速更换液滴移动介质。

上述微液滴生成方法，控制电极密度和芯片大小可使获得的液滴数量无上限；通过对指定位置或区域的电极给电，可以选择性的保留液滴。可通过实际的需求控制液滴的个数。液滴分离完成后，可以对任意液滴精准操控。样本分离完成后，可挑选任意液滴进行筛选或单独实验，进行片上实验。可进行单分子免疫检测，具体的，可进行系统化数字Elisa片上免疫检测。将光学检测模块与系统集成可实现单分子检测。

上述微液滴生成系统，可使体液、细胞液、核酸试剂、微球试剂、等生化试剂及其混合物形成大密度液滴。通过微泵注射介质或清洗液，使得电润湿芯片可快速重复利用。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微液滴生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供芯片，所述芯片包括上极板和下极板，所述上极板和所述下极板之间形成流体通道层；

在所述上极板和所述下极板中的至少一个形成多个吸引点，所述吸引点用于吸附液体；

往所述流体通道层注入液体样本，使所述液体样本充满所述流体通道层；

往所述流体通道层注入介质，非所述吸引点处的所述液体样本被所述介质推动挤出，所述液体样本在对应于所述吸引点的位置留下小液滴，所述介质包裹所述小液滴。

2.如权利要求1所述的微液滴生成方法，其特征在于，所述下极板包括电极层，所述电极层包括呈阵列设置的多个六边形微电极。

3.如权利要求2所述的微液滴生成方法，其特征在于，所述上极板包括依次层叠的上盖、导电层和第一疏水层，所述下极板还包括第二疏水层和介电层，所述第二疏水层、所述介电层和所述电极层依次层叠设置，所述第一疏水层和所述第二疏水层之间形成所述流体通道层。

4.如权利要求2或3所述的微液滴生成方法，其特征在于，在所述上极板和所述下极板中的至少一个形成多个吸引点通过如下方法形成：开启所述电极层的多个电极，开启的所述电极为所述吸引点，相邻的开启的所述电极之间通过未开启的所述电极间隔设置。

5.如权利要求1-3中任一项所述的微液滴生成方法，其特征在于，往所述流体通道层注入液体样本的步骤中，采用第一微泵往所述流体通道层注入液体样本。

6.如权利要求5所述的微液滴生成方法，其特征在于，所述上极板的边缘设有第一注样孔和第一出样孔，所述第一注样孔和所述第一出样孔设于所述上极板的第一对角线上，所述第一注样孔和所述第一出样孔分别和所述流体通道层连通，所述第一微泵和所述第一注样孔连通。

7.如权利要求1-3中任一项所述的微液滴生成方法，其特征在于，往所述流体通道层注入介质的步骤中，采用第二微泵往所述流体通道层注入介质。

8.如权利要求7所述的微液滴生成方法，其特征在于，所述上极板的边缘设有第二注样孔和第二出样孔，所述第二注样孔和所述第二出样孔设于所述上极板的第二对角线上，所述第二注样孔和所述第二出样孔分别和所述流体通道层连通，所述第二微泵和所述第二注样孔连通。

9.如权利要求3所述的微液滴生成方法，其特征在于，在所述上极板和所述下极板中的至少一个形成多个吸引点通过如下方法形成：在所述第一疏水层上设置有亲水点，所述亲水点为所述吸引点，相邻的所述亲水点之间间隔设置。

10.一种微液滴生成系统，其特征在于，包括第一微泵、第二微泵和芯片；

所述芯片包括上极板和下极板，所述上极板和所述下极板之间形成流体通道层，所述下极板包括电极层，所述电极层包括呈阵列设置的多个电极，开启所述电极层的多个电极，开启的所述电极为所述吸引点，相邻的开启的所述电极之间通过未开启的所述电极间隔设置；

所述第一微泵和所述流体通道层连通，所述第一微泵用于往所述流体通道层注入液体样本，使所述液体样本充满所述流体通道层；

所述第二微泵和所述流体通道层连通，所述第二微泵用于往所述流体通道层注入介质，非所述吸引点处的所述液体样本被所述介质推动挤出，所述液体样本在对应于所述吸引点的位置留下小液滴，所述介质包裹所述小液滴。

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