微流控芯片,凭借其体积小、效率高、试剂消耗少、分辨率高、灵敏度高、耗时短、成本低等优点,被广泛应用在各个领域。而液滴微流控技术作为微流控技术的重要分支,在近几年来倍受青睐,带来了大量的科学发展和技术的进步。微流控芯片操控的基础是微流体的驱动和控制技术。目前应用比较普遍的驱动方式就是注射泵驱动,但是注射泵驱动的纹波较大、单一注射器的流速范围小、芯杆容易变形、不易集成自动化等不足是注射泵无法绕过的缺陷。为很好的解决注射泵的问题,可以采用具有脉动纹波小、响应速度快、控制范围广等优点的气压驱动系统作为微流控的驱动源。因此,通过采用模块化设计思想从硬件电路设计、人机交互上位机界面设计、泵外形等机械结构设计、管路连接器件的选择等几个方面设计基于气压驱动的快速微纳液滴系统。该系统有如下优点：1)体积小、重量轻,有两个相互独立腔室可以同时驱动两路液体流动；2)该系统达到了0 bar到10 bar的宽范围气压控制、在整个宽范围内都拥有0.001 bar的分辨率和0.001 bar的精度；3)利用该系统最小可以生成皮升级的液滴,非常方便微纳升液体的输送。利用基于气压驱动的快速微纳液滴系统研究不同的复配表面活性剂亲水亲油平衡值(HLB值)和不同复配表面活性剂含量对液滴稳定性的影响,并通过液滴的液滴个数、归一化平均粒径、液滴粒径标准差、液滴粒径归一化标准差随时间的变化情况以及液滴粒径的概率分布情况,分析得出当HLB值为5.5,并且复配表面活性剂与矿物油体积比为5：95(也即复配表面活性剂在油相中体积分数为5%)时,生成100μm以内的液滴的稳定性是最好的。通过利用快速微纳液滴系统和以上表面活性剂值和配比研究在不同油相、水相气压以及不同油相水相气压比下,液滴粒在流道中的形态和分布以及液滴粒径的情况。通过实验表明不同的油相水相气压会影响交叉口处水相“收缩颈”的大小,从而影响液滴粒径的大小。在油相气压大于水相气压时,随着油相气压的增大,液滴粒径会减小,并且减小速度先快后慢。液滴粒径变化斜率的绝对值与油相和水相气压比值呈倒数关系。并且,在相同的油相和水相气压比下,液滴粒径随着水相气压的增大而减小。快速微纳液滴系统非常适合作为液滴微流控或其他微流控的驱动源,相信在不久的未来,会越来越多的被采用,甚至在某些方面完全取代注射泵的应用。