提供了具有电润湿配置和优化的液滴致动表面的微流体设备。该设备包括具有介电层、共价结合到介电层的疏水层和电耦合到介电层并配置为连接到电压源的第一电极的导电衬底。微流体设备还包括可选地包括在盖中的第二电极，其配置为连接到电压源。疏水层的特征在于以产生密集堆积单层的方式共价结合到介电层表面的自缔合分子，所述单层抵抗极性分子或物质的插入和/或渗透。还提供了：微流体设备，具有电润湿配置，其进一步包括具有介电泳配置的部分或模块；系统，包括组合有水性液滴和与水性液滴的介质不混溶的流体介质的任何微流体设备；相关试剂盒；以及在微流体设备内操纵液滴的方法，液滴可选地包含微生物，例如生物细胞。