东南大学赵远锦教授在Chemical Reviews发表微流控专题综述

液滴微流控是一项在微尺度的通道内通过多相流体剪切形成单分散的液滴，并对其进行操控的技术。作为微流控技术的重要分支，液滴微流控技术在物理、化学、生物医学以及工程学等多学科交叉领域有着广泛的应用价值。近日，东南大学生物电子学国家重点实验室赵远锦教授（点击查看介绍）应邀在化学领域权威期刊Chemical Reviews 上发表题为“Emerging Droplet Microfluidics”的综述文章，对液滴微流控的发展历史和现状做出了全面详实的总结，并对其未来的发展方向和面临的挑战做出了深入的思考和前瞻性展望。

文章首先对液滴微流控的发展历史做了回顾，然后分章节介绍了液滴微流控技术的最新进展。在芯片制备方面，受益于各种先进制造技术的进步，微流控芯片逐步从简单的二维芯片发展到复杂、多功能的三维芯片。在液滴的生成和操控方面，研究人员对流体动力学过程的理解逐渐加深，并借助电学、机械等方法实现了对单个液滴及其界面行为的精确操控。在此基础上，液滴微流控的应用价值在更大范围内得以体现。在生化分析方面，由于液滴具有微型化、区间化以及单分散性等优势，因此可以作为生化反应单元在单分子及单细胞水平进行高通量检测，实现了用较少量的试剂，在更短的时间内完成生化分析中的常规操作。在材料制备方面，微型化的液滴能够实现对纳米颗粒成核和生长过程中反应参数的精确控制，从而提高产物的单分散性和合成效率。此外，将液滴整体作为模板可以用来制备形貌、成分以及功能各异的微球材料，这种方法对微球材料性质的优化和多样性的拓展能力是其他制备方法无可比拟的。最后，文章对液滴微流控当前面临的挑战和未来的发展，尤其是在工业领域如何有效实现量产、便携化、自动化等方面进行了分析和展望。

近年来，东南大学赵远锦教授课题组在微流控领域做出了系统性和前沿性的研究，并取得了一系列引领性进展。芯片制备方面，他们在国际上率先提出基于多孔道毛细管阵列的三维微流控芯片，改进了芯片的制备工艺，实现了对多相流体在微通道内形貌的精确控制（J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 8790; Adv. Mater., 2014, 26, 5184; Adv. Mater., 2017, 29, 1605765）。在微流控液滴生成和操控方面，基于水动力学原理，结合重力、电热、机械等方法实现了对液滴的形貌、定向迁移以及融合、分裂等行为的控制（Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 1648; J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 54; Sci. Adv., 2017, 3, 31700004）。在微流控材料制备及生化分析方面，他们基于液滴模板，开发了多种微纳尺度的功能性生物材料，提出了基于微流控平台的液相芯片技术用于生物分子的多元检测，并将微流体力学与仿生学相结合，实现了生物传感和器官芯片的构建（Adv. Mater., 2009, 21, 569; Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 7350; J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 7933; Adv. Mater., 2014, 26, 2413; Adv. Mater., 2014, 26, 3270; Adv. Mater., 2014, 26, 7333; J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 15533）。相关的研究成果多次被评为编辑推荐及封面论文，并被Nature 和Science 等选为研究亮点进行报道。此外，基于以上研究成果及广泛的国际影响力，作者先后受邀在化学及材料科学领域权威期刊Accounts of Chemical Research 和Small 撰写综述文章（Acc. Chem. Res., 2014, 47, 3632; Small, 2015, 11, 151）。

该论文作者为：Luoran Shang, Yao Cheng and Yuanjin Zhao

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Emerging Droplet Microfluidics

Chem. Rev., 2017, DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00848

导师介绍

赵远锦

http://www.x-mol.com/university/faculty/41619