本發(fā)明涉及一種微流控芯片及對(duì)應(yīng)的微流控方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)中，生物技術(shù)、生命科技、化工科技等領(lǐng)域的藥品研發(fā)、醫(yī)學(xué)檢測(cè)、食品開發(fā)、生物催化、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等過程復(fù)雜而漫長(zhǎng)，涉及的學(xué)科門類眾多，而當(dāng)前實(shí)際的研發(fā)、生產(chǎn)以及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)合，大多仍然采用傳統(tǒng)方法，包括使用取液器、取液槍、試劑盒等工具，多采用人工或半人工的方式進(jìn)行，自動(dòng)化程度不高，效率低下，并且整個(gè)過程樣品、原料使用量偏高，浪費(fèi)嚴(yán)重，使得相關(guān)的材料、人力、管理等成本居高不下。隨著科技的進(jìn)步以及時(shí)代的發(fā)展，很多復(fù)雜的檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)都可以在幾平方厘米甚至更小的芯片上實(shí)現(xiàn)，這就是微流控技術(shù)，它被稱為“改變世界”的七種技術(shù)之一。

液滴，也叫液滴型微反應(yīng)器，是下一代生化分析工具，皮升至微升級(jí)的液滴，在酶、細(xì)胞、蛋白、細(xì)菌等檢測(cè)與篩選、基因測(cè)序、稀缺樣本參與的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，必將扮演重要的角色，具有非常誘人的應(yīng)用前景。

但在當(dāng)下，微流控技術(shù)在更多的領(lǐng)域主要處于研發(fā)試驗(yàn)階段，實(shí)際在國民經(jīng)濟(jì)中得到應(yīng)有的不多，主要原因是微流控技術(shù)在很多應(yīng)用中遇到難以解決的問題，其中最重要的一個(gè)瓶頸技術(shù)：如何把微樣本中高活性、高品質(zhì)或其它具有特定參數(shù)特征的部分篩選出來，具體篩選對(duì)象包括酶、蛋白、細(xì)菌、細(xì)胞、病毒等，這個(gè)技術(shù)關(guān)系到獲得樣本的品質(zhì)，影響深遠(yuǎn)。

國外有學(xué)者采用高壓電極產(chǎn)生電場(chǎng)的方式，在帶有分叉結(jié)構(gòu)的通道中，檢測(cè)液滴參數(shù)后，按照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)閾值，有選擇的通過電極接通電信號(hào)，產(chǎn)生的電場(chǎng)使附近的液滴受到介電力的“拉拽”，改變?cè)撘旱蔚倪\(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)而完成液滴的篩選。

但上述方式采用了較強(qiáng)的電場(chǎng)，其對(duì)液滴以及液滴內(nèi)部的樣本產(chǎn)生了不良影響，甚至導(dǎo)致使用這種方法篩選出的樣本的活性、功效、性能、狀態(tài)發(fā)生了不可逆的變化，影響了后續(xù)的應(yīng)用。

本發(fā)明克服了上述技術(shù)的缺陷，在實(shí)現(xiàn)液滴篩選環(huán)節(jié)中不使用強(qiáng)電場(chǎng)，而是利用液滴自身的重力以及液滴在液體中的浮力，實(shí)現(xiàn)液滴的無損篩選。

本發(fā)明具有非常好的應(yīng)用前景與市場(chǎng)預(yù)期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的微流控芯片，適用對(duì)象可以是內(nèi)部含有樣本的液滴，也可以針對(duì)內(nèi)部不含有樣本的液滴，其中，液滴中含有樣本的情形，樣本包括活性樣本與非活性樣本兩種。

本發(fā)明的微流控芯片，用于實(shí)施分選或篩選的適用對(duì)象，包括體積在皮升至微升級(jí)別的液滴，也包括上述范圍之外的液滴。

在可供液體及液滴流動(dòng)的通道內(nèi)，液滴與液滴之間、液滴與通道之間，存在與前述液滴不相溶的液體。

液滴周圍液體中可以包含如下多種成分中的若干種：表面活性劑、增加液滴穩(wěn)定性物質(zhì)、抑制液滴相互融合物質(zhì)、上述以外對(duì)液滴內(nèi)樣本可以施加影響的物質(zhì)，也可以不包含上述物質(zhì)。

上述對(duì)液滴內(nèi)樣本可以施加影響的物質(zhì)包括但不限于：氧氣、二氧化碳、鹽、消毒液、增稠劑、減稠劑。

上述的通道指包含若干個(gè)端口，既可以采用空腔結(jié)構(gòu)形式，也可以采用通過端口與外界連通的非空腔結(jié)構(gòu)形式，包括但不限于：可容液滴運(yùn)動(dòng)的空腔結(jié)構(gòu)、微通道、導(dǎo)管、局部開放的水槽結(jié)構(gòu)等，本發(fā)明可以采用微流控芯片實(shí)現(xiàn)，也可借助其它帶有微通道結(jié)構(gòu)的器物實(shí)現(xiàn)。

通過上述與液滴不相溶的液體的驅(qū)動(dòng)，液滴在帶有分叉結(jié)構(gòu)的上述通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)液滴分選處的通道的分叉結(jié)構(gòu)的多個(gè)分支中，至少有一個(gè)分支在重力方向上的投影分量不為零，用于確保重力或浮力能夠作用到液滴，實(shí)現(xiàn)針對(duì)液滴的操控。

所述實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道分叉形式，包含一分二、一分三、一分四、一分五、一分n，這里的一分n指一分五路以上的分支情形。

上述用于液滴分選的通道分叉結(jié)構(gòu)，在重力方向上的投影分量不為零的實(shí)現(xiàn)，選擇如下方法、措施中的一種或多種：

（1）實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道制作時(shí)，沿液滴運(yùn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道分叉結(jié)構(gòu)的分支方向由水平向垂直過度，或由水平變?yōu)榇怪保?/p>

（2）實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道制作時(shí)，沿液滴運(yùn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道分叉結(jié)構(gòu)的分支方向與地球水平面呈一定夾角，具體分為下述不同情況：

用于密度小于周圍液體的液滴的篩選時(shí)，該實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道分叉結(jié)構(gòu)的分支在液滴運(yùn)動(dòng)方向的矢量與重力矢量反向或夾角為鈍角，即以水平面為參照，在液滴運(yùn)動(dòng)方向，通道分叉結(jié)構(gòu)的分支包含向上傾斜的部分，用于實(shí)現(xiàn)液滴借助浮力自動(dòng)經(jīng)向上傾斜的通道分支“上浮”運(yùn)動(dòng)；

用于密度大于周圍液體的液滴的篩選時(shí)，該實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道分叉結(jié)構(gòu)的分支在液滴運(yùn)動(dòng)方向的矢量與重力矢量同向或夾角為銳角，即以水平面為參照，在液滴運(yùn)動(dòng)方向，通道分叉結(jié)構(gòu)的分支包含向下傾斜的部分，即實(shí)現(xiàn)液滴借助重力自動(dòng)經(jīng)向下傾斜的通道分支“下沉”運(yùn)動(dòng)；

（3）雖然實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道分叉結(jié)構(gòu)在水平放置時(shí)，其分支在重力方向的投影為零，但使用時(shí)，使該實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道分叉結(jié)構(gòu)垂直、傾斜或翻轉(zhuǎn)放置，通過這種方式實(shí)現(xiàn)：內(nèi)部用于分選的通道分叉結(jié)構(gòu)的分支在重力方向的投影不為零，從而借助重力或浮力的作用實(shí)現(xiàn)液滴按密度的區(qū)分進(jìn)行分選。

液滴在到達(dá)實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道分叉結(jié)構(gòu)處之前，沿單通道以串行方式或經(jīng)多通道并行方式進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域，經(jīng)多通道并行方式進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域的情形，每個(gè)通道中的液滴以串行方式運(yùn)動(dòng)。

所述檢測(cè)區(qū)域針對(duì)液滴的檢測(cè)包括對(duì)液滴參數(shù)、性質(zhì)、狀態(tài)、大小、顏色、氣味、聲音中若干方面的檢測(cè)，其中液滴參數(shù)包括液滴的直接參數(shù)與間接參數(shù)，檢測(cè)區(qū)域由下述中的若干種實(shí)現(xiàn)：

（1）檢測(cè)窗、

（2）檢測(cè)孔、

（3）預(yù)設(shè)檢測(cè)裝置或部件的特定區(qū)域。

針對(duì)液滴的檢測(cè)采用如下手段中的一種或多種：

（1）激發(fā)熒光檢測(cè)；

（2）影像識(shí)別；

（3）顏色識(shí)別；

（4）氣味識(shí)別；

（5）聲音識(shí)別；

（6）同位素鑒別；

（7）阻抗或?qū)Ъ{測(cè)量；

（8）電容或頻率測(cè)量；

（9）相關(guān)的電壓或電流測(cè)量；

（10）熱量測(cè)量；

（11）紅外或遠(yuǎn)紅外測(cè)量。

依據(jù)檢測(cè)結(jié)果，將液滴分為兩類，向其中一類液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)，通道包含三個(gè)或三個(gè)以上分支的多分支結(jié)構(gòu)，該多分支結(jié)構(gòu)的形式可以是“t”型或“y”型三通結(jié)構(gòu)，也可以是其它形狀、其它分支數(shù)的多分支形式，注入方法包括下述方法中的一種或多種：

（1）多分支結(jié)構(gòu)的若干分支通路作為加液口，即向液滴注入物質(zhì)的入口，在液滴經(jīng)過該加液口時(shí)，在泵、閥的控制作用下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)加液口向液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)；

（2）多分支結(jié)構(gòu)的若干分支通路作為加液口，即向液滴注入物質(zhì)的入口，附近設(shè)有磁場(chǎng)發(fā)射裝置，在液滴經(jīng)過該加液口時(shí)，借助前述磁場(chǎng)發(fā)射裝置產(chǎn)生磁場(chǎng)的作用，使液滴與經(jīng)加液口發(fā)射出的與液滴內(nèi)液體相溶的物質(zhì)接觸并融合，從而實(shí)現(xiàn)向液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)；

（3）多分支結(jié)構(gòu)的若干分支通路作為加液口，即向液滴注入物質(zhì)的入口，附近設(shè)有電極，在液滴經(jīng)過該加液口時(shí)，借助該電極接通電信號(hào)后所產(chǎn)生電場(chǎng)的作用，通過介電力，使液滴與經(jīng)加液口發(fā)射出的與液滴內(nèi)液體相溶的物質(zhì)接觸并融合，從而實(shí)現(xiàn)向液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)；

（4）多分支結(jié)構(gòu)的若干分支通路作為加液口，即向液滴注入物質(zhì)的入口，附近設(shè)有超聲波發(fā)射裝置，在液滴經(jīng)過該加液口時(shí)，借助前述超聲波發(fā)射裝置產(chǎn)生超聲波的作用，使液滴與經(jīng)加液口發(fā)射出的與液滴內(nèi)液體相溶的物質(zhì)接觸并融合，從而實(shí)現(xiàn)向液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)。

更具體的：采用如下方式：

依據(jù)檢測(cè)結(jié)果，將液滴分為兩類，向其中一類液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)，通道多分支結(jié)構(gòu)為三通結(jié)構(gòu)，該三通結(jié)構(gòu)可以是“t”型或“y”型，也可以是其它形狀的三通形式，注入方法包括下述方法中的一種或多種：

（1）三通結(jié)構(gòu)的一個(gè)分支通路作為加液口，即向液滴注入物質(zhì)的入口，在液滴經(jīng)過該加液口時(shí)，在泵、閥的控制作用下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)加液口向液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)；

（2）三通結(jié)構(gòu)的一個(gè)分支通路作為加液口，即向液滴注入物質(zhì)的入口，附近設(shè)有磁場(chǎng)發(fā)射裝置，在液滴經(jīng)過該加液口時(shí)，借助前述磁場(chǎng)發(fā)射裝置產(chǎn)生磁場(chǎng)的作用，使液滴與經(jīng)加液口發(fā)射出的與液滴內(nèi)液體相溶的物質(zhì)接觸并融合，從而實(shí)現(xiàn)向液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)；

（3）三通結(jié)構(gòu)的一個(gè)分支通路作為加液口，即向液滴注入物質(zhì)的入口，附近設(shè)有電極，在液滴經(jīng)過該加液口時(shí)，借助該電極接通電信號(hào)后所產(chǎn)生電場(chǎng)的作用，通過介電力，使液滴與經(jīng)加液口發(fā)射出的與液滴內(nèi)液體相溶的物質(zhì)接觸并融合，從而實(shí)現(xiàn)向液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)；

（4）三通結(jié)構(gòu)的一個(gè)分支通路作為加液口，即向液滴注入物質(zhì)的入口，附近設(shè)有超聲波發(fā)射裝置，在液滴經(jīng)過該加液口時(shí)，借助前述超聲波發(fā)射裝置產(chǎn)生超聲波的作用，使液滴與經(jīng)加液口發(fā)射出的與液滴內(nèi)液體相溶的物質(zhì)接觸并融合，從而實(shí)現(xiàn)向液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)。

上述向液滴內(nèi)注入的物質(zhì)類型為液體、氣體與固體中的若干種，注入該種物質(zhì)的目的是使液滴密度發(fā)生變化，更具體的，與液滴周圍的液體密度相比，注入前述物質(zhì)后與其它未注入前述物質(zhì)的多種液滴中，產(chǎn)生如下情形：

一種液滴密度高于液滴周圍液體的密度，另一種液滴密度低于液滴周圍液體的密度，第三種液滴密度等于液滴周圍液體的密度。

另外，因?yàn)橐旱蚊芏冉^對(duì)相等在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)，上述多種情形中的“密度相等”包括密度相近的情形，判斷的標(biāo)準(zhǔn)閾值根據(jù)通道尺寸、液滴大小、液滴慣性參數(shù)、通道參數(shù)、實(shí)際應(yīng)用情形或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)定，范圍為0%～100%，包括但不限于下述幾個(gè)實(shí)例參數(shù)及相應(yīng)判別方法：

（1）密度差別小于1%認(rèn)為液滴之間密度相近，否則認(rèn)為液滴之間液滴不相近；

（2）密度差別小于3%認(rèn)為液滴之間密度相近，否則認(rèn)為液滴之間液滴不相近；

（3）密度差別小于5%認(rèn)為液滴之間密度相近，否則認(rèn)為液滴之間液滴不相近；

（4）密度差別小于10%認(rèn)為液滴之間密度相近，否則認(rèn)為液滴之間液滴不相近；

（5）密度差別小于15%認(rèn)為液滴之間密度相近，否則認(rèn)為液滴之間液滴不相近；

（6）密度差別小于20%認(rèn)為液滴之間密度相近，否則認(rèn)為液滴之間液滴不相近；

（7）密度差別小于30%認(rèn)為液滴之間密度相近，否則認(rèn)為液滴之間液滴不相近。

注入使液滴密度發(fā)生變化的物質(zhì)后，既可以采用使液滴的顏色發(fā)生變化的方式，便于后續(xù)進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)便于操作人員進(jìn)行觀察；也可采用液滴顏色不發(fā)生變化的方式。

由于用于分選的通道分叉結(jié)構(gòu)的多個(gè)分支中，至少有一個(gè)在重力方向上的投影分量不為零，因?yàn)榕c周圍液體相比密度大小的不同，經(jīng)過液滴注入某種物質(zhì)的位置與實(shí)現(xiàn)分選的通道分叉結(jié)構(gòu)處之間的距離，在重力或浮力的作用下，液滴按密度的差異逐漸在重力方向上具有不同的速度、位移，繼而在到達(dá)通道分叉結(jié)構(gòu)處時(shí)進(jìn)入其不同方向的分支入口，最終實(shí)現(xiàn)液滴的分選。

根據(jù)注入某種物質(zhì)時(shí)液滴所處的通道位置與實(shí)現(xiàn)分選的通道分叉結(jié)構(gòu)處之間的距離長(zhǎng)度或尺寸，控制液滴運(yùn)動(dòng)速度，使不同密度的多類液滴能夠在該段通道完成重力方向上足夠多但不超限的位移，該位移能夠按密度差異使不同密度的液滴分別到達(dá)通道分叉結(jié)構(gòu)不同分支入口，最終實(shí)現(xiàn)分選。

本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)形式及控制方法包括但不限于：

采用“上中下三路分選，原滴上浮，注物平走或下沉”的微流控方法：

微流控芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)液滴分選的多個(gè)分叉中，包括如下多種分支：

（1）以水平面為參照，分支的結(jié)構(gòu)包含使液滴的走向與水平面平行的部分；

（2）以水平面為參照，分支的結(jié)構(gòu)包含使液滴的走向?yàn)橄蛏系牟糠郑?/p>

（3）以水平面為參照，分支的結(jié)構(gòu)包含使液滴的走向?yàn)橄蛳碌牟糠郑?/p>

液滴在到達(dá)實(shí)現(xiàn)液滴分選的通道分叉處之前，對(duì)液滴實(shí)施檢測(cè)，

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果向其中一類液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)，該注入物質(zhì)類型為液體、氣體與固體中的若干種，使注入該種物質(zhì)后的液滴密度等于與之不相溶且驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的周圍液體的密度，產(chǎn)生“平走”的效果，進(jìn)入通道分叉的與水平面平行的分支；根據(jù)檢測(cè)結(jié)果向其中另一類液滴內(nèi)注入某種物質(zhì)，該注入物質(zhì)類型為液體、氣體與固體中的若干種，使注入該種物質(zhì)后的液滴密度高于與之不相溶且驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的周圍液體的密度，產(chǎn)生“下沉”的效果，進(jìn)入通道分叉的向下的分支；上述過程中其它所有沒有注入前述物質(zhì)的液滴的密度低于與之不相溶且驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的周圍液體的密度，產(chǎn)生“上浮”的效果，進(jìn)入通道分叉的向上的分支，

這里使液滴產(chǎn)生“平走”、“下沉”兩種效果的過程中，注入的物質(zhì)可以不同，也可以相同但注入的劑量有差異，

利用上述分叉結(jié)構(gòu)，在與之不相溶的液體的驅(qū)動(dòng)下，即實(shí)現(xiàn)不同密度的液滴在重力與浮力的作用下，進(jìn)入分叉結(jié)構(gòu)的不同分支，繼而實(shí)現(xiàn)分選。

本發(fā)明中，使用電極實(shí)現(xiàn)的情形，電極上接入的電信號(hào)為直流或交流，電壓幅值在1v至5000v之間或-5000v至-1v之間；電信號(hào)為交流時(shí)的參數(shù)為：電壓頻率在50hz至1mhz之間；電極上接入的電信號(hào)的幅值與頻率的選擇依據(jù)包括但不限于：芯片內(nèi)通道中液滴與電極的距離、制作通道的材質(zhì)、液滴的參數(shù)、電極的形狀；電極上接入的電信號(hào)的類型包括：方波、三角波、正弦波、鋸齒波、積分波、微分波、階梯波，以及直流與上述波形中多個(gè)類型的疊加或同時(shí)組合使用。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)包括但不限于：進(jìn)液池與進(jìn)液接口中的一種或多種、成品池與出液接口中的一種或多種、廢液池與廢液接口中的一種或多種、加液池與加液接口中的一種或多種。

上述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的情形中，所述電極、磁場(chǎng)發(fā)射裝置、超聲波發(fā)射裝置的安裝方法包含但不限于如下方法中的若干種：預(yù)埋法、灌注法、印刷電路法。

本發(fā)明中的控制方式包括但不限于：通過傳感器測(cè)量與液滴相關(guān)的電壓、電流、阻抗、顏色、圖像、熒光或其它性狀、參數(shù)；在微控制器、微處理器、plc、計(jì)算機(jī)或其它智能設(shè)備的控制下，根據(jù)用戶之前的設(shè)定，控制泵、閥或電極等部件，或者通過對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)、超聲波、液滴間用于驅(qū)動(dòng)液滴的液體的相關(guān)的控制，另外通過對(duì)液滴或加液口處物質(zhì)的影響或驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加液口處物質(zhì)注入特定參數(shù)的液滴中，從而改變這類特定參數(shù)液滴的密度。

本發(fā)明中的控制方式包括但不限于：液滴之間、液滴與通道之間的用于驅(qū)動(dòng)、間隔液滴的液體，其驅(qū)動(dòng)是在微控制器、微處理器、plc、計(jì)算機(jī)或其它智能設(shè)備的控制下，通過泵、閥或其它液體控制設(shè)備、部件完成。

本發(fā)明中，使用微流控芯片實(shí)現(xiàn)的情形，針對(duì)液滴的檢測(cè)通過微流控芯片的檢測(cè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)；用于液滴分選的帶分叉結(jié)構(gòu)的通道位于微流控芯片內(nèi)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的“上中下三路分選，原滴上浮，注物平走或下沉”式液滴分選實(shí)施例示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的密度大于周圍液體的液滴受力分析圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的密度小于周圍液體的液滴受力分析圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的密度等于周圍液體的液滴受力分析圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的典型實(shí)施例如圖1～圖5所示，該實(shí)施例只是本發(fā)明具體形式中的一種，給出的目的是更詳細(xì)的描述本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍，也不是限定本發(fā)明的應(yīng)用形式。

實(shí)施例一：

“上中下三路分選，原滴上浮，注物平走或下沉”式液滴分選：輕液滴注入物質(zhì)后變重,液滴沿上中下分支實(shí)現(xiàn)分選。

圖1為本實(shí)施例的示意圖，標(biāo)號(hào)1為進(jìn)液接口；標(biāo)號(hào)2為第一路出液接口；標(biāo)號(hào)3為第二路出液接口；標(biāo)號(hào)11為第三路出液接口；標(biāo)號(hào)4為向液滴內(nèi)加注的物質(zhì)；標(biāo)號(hào)5為加液口；標(biāo)號(hào)6為檢測(cè)區(qū)域；標(biāo)號(hào)7為經(jīng)進(jìn)液接口剛進(jìn)入通道的液體；標(biāo)號(hào)8為經(jīng)加液口完成加液的液滴；標(biāo)號(hào)9為經(jīng)加液口沒有加液的液滴；標(biāo)號(hào)10為實(shí)現(xiàn)分選的通道分叉結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，本發(fā)明的密度小于周圍液體的液滴根據(jù)參數(shù)選擇性注入物質(zhì)，不同參數(shù)注入物質(zhì)的量不同，使注入物質(zhì)的液滴產(chǎn)生兩種效果：

（1）密度大于周圍液體；

（2）密度等于周圍液體，

繼而出現(xiàn)三種液滴：密度大于周圍液體、密度等于周圍液體、密度小于周圍液體，這三種液滴由于重力及浮力的作用，在通道分叉處分別沿上中下分支運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分選，這里的上中下分支指三個(gè)分支，沿液滴的運(yùn)動(dòng)方向：其中一個(gè)“上分支”包含與重力矢量反向的投影分量；其中一個(gè)“中分支”與重力矢量方向垂直或接近垂直；另一個(gè)“下分支”包含與重力矢量同向的投影分量。

圖2是密度大于周圍液體的液滴受力分析圖；圖3是密度小于周圍液體的液滴受力分析圖；圖4是密度等于周圍液體的液滴受力分析圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，微控制器通過對(duì)泵、閥的控制，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)通道內(nèi)的液滴周圍液體流動(dòng)，并間接驅(qū)動(dòng)液滴運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，微控制器通過檢測(cè)裝置對(duì)通道內(nèi)液滴進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)定的參數(shù)或條件，實(shí)時(shí)對(duì)泵、閥進(jìn)行控制，或?qū)﹄姌O進(jìn)行加電、斷電控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)符合用戶預(yù)先設(shè)定參數(shù)或條件的液滴在通道內(nèi)的加液口附近被注入物質(zhì)，進(jìn)而液滴的密度發(fā)生改變，在通道分叉處，實(shí)現(xiàn)液滴因?yàn)橹亓?、浮力的合力的方向不同，沿通道分叉結(jié)構(gòu)的不同分支分別運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分選。