非接触式超声移液 深圳先进院实现皮升级高精度液体控制

近日，中国科学院深圳先进技术研究院声操控小组在超声移液技术研究获得重要进展，实现了皮升级超高精度的超声移液。

　　对于快速发展的合成生物和药物化学等科学研究，为了高效快速并行处理大量实验样本与产生变参数的实验数据，增大实验反应通量、减小反应体系体积逐步成为重要的实验需求，但这种做法对移液设备的稳定性与精度提出了越来越高的要求。传统利用移液枪头的移液器是接触式的，存在样品交叉污染、移液精度低（通常微升级）、耗时长等缺点无法满足需求。非接触式的超声移液由于无需一次性吸头或喷嘴等第三方媒介辅助，具有无液体粘附及残留，无交叉污染，以及可以降低耗材费用，保证移液精准等优势，具有重要的应用前景和商业价值。

超声移液技术是通过声操控技术将液滴从液面喷出，实现移液操作，是一种非接触式的移液方式。具体来讲是利用声波探头把电能转化为声波，并根据声波的反射来获得样品性质和液面高度的信息。声波探头根据所获得的声场信息，自动调整探头的位置和激发的阵列来精准地聚焦作用到液面，激发出液滴。液滴飞向上方的容器，并通过表面张力粘附于容器表面，或直接融入到反应体系中（如图a所示）。

深圳先进院声操控小组近期通过研制高频高带宽聚焦超声探头、声辐射力精细可调声操控技术以及移液控制平台，实现了从皮升级到亚纳升级大动态范围可调的移液精度（如图b和c所示），使得移液操作效率更高，更加灵活、精细。该研究工作已发表于期刊IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control。

　　该工作得到了科技部国家重点研发计划项目的资助。

（a）超声移液平台及移液过程示意图，（b）超声波操控液滴从液面喷出过程，（c）激发的不同精度移液液滴。