非接触式高通量超声移液仪
随着药物筛选、基因检测、合成生物学和生物制造等领域的发展，生命科学实验对微量液体处理的精度、通量和自动化水平提出了更高要求。传统移液设备通常依靠吸头或喷嘴接触样品，容易产生试剂残留、交叉污染和喷嘴堵塞，同时需要消耗大量一次性耗材。
团队基于聚焦超声驱动技术研制了非接触式高通量超声移液仪。仪器将脉冲声能聚焦于开放式流体池液面，使液体在声辐射力作用下形成微小液滴并向目标位置喷射，无需吸头、毛细管或喷嘴接触样品。通过集成阵列式流体池、聚焦超声换能器、精密运动平台、液滴观测模块和自动化控制软件，可实现多孔位、多试剂的快速、连续转移。
目前，系统具备皮升级液滴分配能力，液滴速度调节范围为0～2 m/s，液滴变异系数低于6%，分配速率可达500滴/秒以上，可兼容1536孔流体池。相关技术可应用于高通量药物筛选、微量生化反应、DNA与蛋白质检测、细胞分配及声学液滴生物打印等场景。
研究内容
1.聚焦超声液滴激发与精准控制
研究聚焦声场作用下液面的变形、射流形成和液滴断裂机制，开展聚焦超声换能器、驱动电路及流体池结构设计。通过调节超声脉冲功率和作用时间，实现对液滴体积、初始速度及飞行状态的精准控制。
2.多试剂自适应转移与液滴融合
针对不同试剂在黏度、表面张力和密度方面的差异，建立液体物性、输入功率与液滴速度之间的关系，实现超声功率的自适应调节。同时研究飞行液滴与目标液滴之间的碰撞、回弹、铺展和融合规律，提高微量液体转移的稳定性与一致性。
3.高通量自动化仪器与应用
集成阵列式流体池、目标基底、精密运动平台、机器视觉和控制软件，实现源孔、目标孔、液滴数量及转移路径的程序化设置。围绕药物筛选、生化分析、生物样品分配和声学液滴打印等需求，开展仪器性能验证与应用研究。
参考文献
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