如何避免微流體實驗中的氣泡
在微流體實驗中，氣泡的產生會帶來諸多問題：氣泡是動態的，會隨著壓力和溫度的變化發生膨脹或收縮，因此會吸收壓力變化，降低系統的響應時間，同時也會改變流阻，導致流量不穩定，此外，在細胞培養中，氣泡會導致細胞死亡。
本文內容分為以下3個部分：
1.氣泡是如何產生的？
2.如何避免氣泡的產生？
3.如果氣泡不可避免，怎么辦？
氣泡是如何產生的？
一般來講，微流體實驗中的氣泡來源分為以下幾個方面：
1.微流控系統非完全密封，存在漏氣情況。
2.更換試劑進行進樣時，可能會往系統中引入氣體。
3.流體能溶解一定量的氣體，隨著壓力或溫度的變化，氣體溶解度發生變化，可能會釋放出氣泡。
4.微流控芯片的部分結構會導致氣泡產生，圖1為常見的幾種會產生氣泡的結構：死角（圖1. a）、尖角（圖1. b）、寬且淺的腔室（圖1. c）和兩塊材料間的不規則接觸結構（圖1. d）[1]。
如何避免氣泡的產生？
避免氣泡的產生，可從以下幾方面入手：
1.控制外部環境：
（1）壓力：低壓相對高壓而言，會降低氣體溶解度。
（2）溫度：實驗中保持恒溫，可避免氣體溶解度發生變化而釋放氣泡。
（3）時間：實驗時間越短，氣泡增長到影響實驗結果的可能性就越小。
2.改進芯片內部設計：避免在芯片設計中出現以下結構：死角、尖角、寬且淺的腔室和兩塊材料間的不規則接觸結構（見圖1）。
3.改善系統外圍設備及連接：
（1）檢查所有接口的密封性。
（2）盡量減少連接頭、連接器的使用，每多一個連接頭，都會增加氣泡產生的潛在風險。
如果氣泡不可避免，怎么辦？
如果在實驗中，氣泡還是不可避免的會產生，可采用以下辦法：
1.對試劑預先進行脫泡處理。
2.用異丙醇或表面活性劑（如SBS）清洗系統管路。
3.使用一些現有的商業化產品，如法國Fluigent的去泡器（Bubble trap）或美國Corsolution的脫氣器（Degasser），其原理均是采用了一種透氣不透液的膜，通過施加真空的方式，實現氣液分離，從而去除已產生的氣泡。
本文內容分為以下3個部分：
1.氣泡是如何產生的？
2.如何避免氣泡的產生？
3.如果氣泡不可避免，怎么辦？
氣泡是如何產生的？
一般來講，微流體實驗中的氣泡來源分為以下幾個方面：
1.微流控系統非完全密封，存在漏氣情況。
2.更換試劑進行進樣時，可能會往系統中引入氣體。
3.流體能溶解一定量的氣體，隨著壓力或溫度的變化，氣體溶解度發生變化，可能會釋放出氣泡。
4.微流控芯片的部分結構會導致氣泡產生，圖1為常見的幾種會產生氣泡的結構：死角（圖1. a）、尖角（圖1. b）、寬且淺的腔室（圖1. c）和兩塊材料間的不規則接觸結構（圖1. d）[1]。
如何避免氣泡的產生？ 避免氣泡的產生，可從以下幾方面入手：
1.控制外部環境：
（1）壓力：低壓相對高壓而言，會降低氣體溶解度。
（2）溫度：實驗中保持恒溫，可避免氣體溶解度發生變化而釋放氣泡。
（3）時間：實驗時間越短，氣泡增長到影響實驗結果的可能性就越小。
2.改進芯片內部設計：避免在芯片設計中出現以下結構：死角、尖角、寬且淺的腔室和兩塊材料間的不規則接觸結構（見圖1）。
3.改善系統外圍設備及連接：
（1）檢查所有接口的密封性。
（2）盡量減少連接頭、連接器的使用，每多一個連接頭，都會增加氣泡產生的潛在風險。
如果氣泡不可避免，怎么辦？
如果在實驗中，氣泡還是不可避免的會產生，可采用以下辦法：
1.對試劑預先進行脫泡處理。
2.用異丙醇或表面活性劑（如SBS）清洗系統管路。
3.使用一些現有的商業化產品，如法國Fluigent的去泡器（Bubble trap）或美國Corsolution的脫氣器（Degasser），其原理均是采用了一種透氣不透液的膜，通過施加真空的方式，實現氣液分離，從而去除已產生的氣泡。
參考文獻：
- Pereiro I , Khartchenko A F , Petrini L , et al. Nip the bubble in the bud: a guide to avoid gas nucleation in microfluidics[J]. Lab on a Chip, 2019, 19.
標簽：
微流控芯片
Fluigent的去泡器
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