在生物技术和医学研究领域,实现样本处理的自动化、密闭化和智能化是提升实验效率和准确性的关键。有源数字微流控技术(Active-Matrix Digital Microfluidics,AM-DMF)作为一种革命性的技术不仅优化了这些处理过程,更是打开文库构建全自动、全封闭、全智能的3.0时代。
有源数字微流控(AM-DMF)是一种基于介质电湿润原理(Electrowetting-on-dielectric ,EWOD)、薄膜晶体管(Thin Film Transistor ,TFT)上的微液滴操控技术。它实现了单个像素独立驱动一个液滴,从而实现最佳的控制精度和最高的阵列使用效率[1]。
有源数字微流控芯片分解图(左)和横截面图(右)[1]
伟翼生物基于有源数字微流控技术开发的文库制备仪ESeqPrepTM已将超微量液体反应体系降至3nL,精度更高,损耗更少。
与基于打印电路板(Printed circuit board,PCB)无源微流控的文库制备仪相比,伟翼文库制备仪ESeqPrepTM提供了更高的控制精度和集成度,在仪器样本通量、自动化程度、智能编程化度都有了卓越的提升,可对多种核酸样本进行数字化并行处理,在提高通量的同时,保证了样本的密封性和各个通道的独立性,有效避免了交叉污染的产生。
微流控文库构建自动化1.0时代基于微流控技术(使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体的技术),具有集成小型化和自动化特点,但管道是固定的,因此该时代的文库制备仪有不可避免的劣势——不可编程,无法实现智能化。
微流控文库构建自动化2.0时代基于PCB的无源数字微流控技术,具有微升级反应处理体系、百级独立电极数和一定可编程化的特点,但无源电极阵列依赖与外围物理开关连接,这限制了介质电湿润的可扩展性,即仪器的控制精度和仪器通量。
PCB数字微流控芯片分解图(左)和横截面图(右)[2]
有源数字微流控技术在操控精度和电极阵列使用率的提升,标致着微流控文库构建打开全自动、全封闭、全智能的3.0时代,具有纳升级反应处理体系、万级独立电极数和高度可编程化的特点[3]。