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點(diǎn)成技術(shù)| 微流控:液滴微流控應(yīng)用說(shuō)明

來(lái)源:廣州虹科電子科技有限公司   2025年10月31日 16:07  

微流體應(yīng)用說(shuō)明

1 簡(jiǎn)介

相比傳統(tǒng)的批量生成技術(shù),利用微流控技術(shù)進(jìn)行液滴生成與操控具有顯著優(yōu)勢(shì)。液滴微流控技術(shù)是指在不混溶的兩相介質(zhì)中(如油相中的水滴)操控離散液體體積的一種方法。其主要優(yōu)勢(shì)包括以下幾點(diǎn):

 

優(yōu)點(diǎn)

應(yīng)用

精確的小體積液滴控制

增強(qiáng)混合效果

對(duì)液滴尺寸和形狀等參數(shù)的精確控制

支持高通量實(shí)驗(yàn)

乳液生成

泡沫或氣泡生成

納米顆粒合成

細(xì)胞封裝

藥物輸送

微膠囊生成

 

液滴合成原理

微流液滴生成系統(tǒng)用于在不混溶的介質(zhì)生成單分散水滴或油滴。在被動(dòng)式液滴生成方法中,關(guān)鍵原理是利用至少兩股不混溶的流體,并對(duì)其中一相施加剪切力,從而將其分裂為離散液滴。

生成微流控液滴的主要目的有兩個(gè)。第一個(gè)是生成具有非常高單分散性的液滴,與傳統(tǒng)的乳液批量生產(chǎn)方法相反,微流控技術(shù)能夠提供尺寸非常一致的液滴。食品工業(yè)和制藥行業(yè)等材料科學(xué)領(lǐng)域從這些新型微流控技術(shù)中受益匪淺。

第二個(gè)目的是對(duì)特定樣本進(jìn)行分隔。通過(guò)微流控液滴,可以操控極小且精確的樣本體積,同時(shí)實(shí)現(xiàn)高通量實(shí)驗(yàn),因?yàn)槊總€(gè)液滴都可以作為一個(gè)獨(dú)立的微反應(yīng)器。此外,液滴還能夠增強(qiáng)化學(xué)混合效果,從而克服單相微流控技術(shù)中的一個(gè)基本問(wèn)題。


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3 液滴應(yīng)用示例

 

單孢子包封

用于藥物輸送的納米水凝膠

-間隙-殼微膠囊

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4 液滴生成方法

 

推薦解決方案

壓力驅(qū)動(dòng)流量控制器

微流控芯片

50 ml Falcon 儲(chǔ)液器

配件和管道

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5 液滴生成與操控的兩種主要方法

液滴生成的方法多種多樣,這里介紹數(shù)字微流控中常用的兩種方法。這些方法利用兩種不混溶的介質(zhì)(通常為水和油)以及特定的芯片設(shè)計(jì),使其中一股流體被分割成離散液滴。在這兩種方法中,需要非常精確的流體控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴參數(shù)(如尺寸和頻率)的精準(zhǔn)調(diào)控。更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟可參考我們的應(yīng)用說(shuō)明。

關(guān)鍵因素

表面潤(rùn)濕性:表面潤(rùn)濕性是防止液滴粘附在芯片壁上的關(guān)鍵參數(shù)。對(duì)于水包油液滴,表面需具有疏水性;而對(duì)于油包水乳液,表面則需具有親水性。

表面活性劑:使用表面活性劑可以有效防止液滴的合并,從而保持液滴的穩(wěn)定性。

 

流動(dòng)聚焦法

T 型連接方法

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在流動(dòng)聚焦法中,中間相被兩股連續(xù)相流體擠壓

在這種方法中,兩種流體通常通過(guò)壓力控制器分別注入兩個(gè)正交的通道中。液滴的形成發(fā)生在這兩個(gè)通道的交匯處。

 


參考文獻(xiàn)

以下是關(guān)于液滴生成與操控的部分微流控研究文獻(xiàn)。如果您希望將特定文獻(xiàn)添加到此列表中,請(qǐng)隨時(shí)聯(lián)系我們!

 

1. Baroud, C. N., Gallaire, F., & Dangla, R. (2010). Dynamics of microfluidic droplets. Lab on a Chip, 10(16), 2032-2045.

2. Teh, S. Y., Lin, R., Hung, L. H., & Lee, A. P. (2008). Droplet microfluidics. Lab on a Chip, 8(2), 198-220.

3. I Solvas, X. (2011). Droplet microfluidics: recent developments and future applications. Chemical Communications, 47(7), 1936-1942.

4. Weibel, D. B., & Whitesides, G. M. (2006). Applications of microfluidics in chemical biology. Current opinion in chemical biology, 10(6), 584-591.

5. Song, H., Chen, D. L., & Ismagilov, R. F. (2006). Reactions in droplets in microfluidic channels. Angewandte chemie international edition, 45(44), 7336-7356.

6. Brouzes, E., Medkova, M., Savenelli, N., Marran, D., Twardowski, M., Hutchison, J. B., … & Samuels, M. L. (2009). Droplet microfluidic technology for single-cell high-throughput screening. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(34), 14195-14200.


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