一、实验背景
液滴微流控技术通过精准控制两相流体（如油相与水相）的相互作用，可生成单分散性液滴，在药物递送、食品乳化、生物材料合成等领域具有重要价值。本案例基于点成生物Elveflow微流控技术平台，结合点成Elveflow OB1压力控制器、MFS流量传感器及玻璃芯片，实现了水包油（O/W）液滴的高效生成与参数优化。
二、实验系统搭建
1.硬件配置
压力控制器 OB1 Mk4
流量传感器
管道、配件和储液器
液滴生成芯片
微流控压力控制系统：采用点成Elveflow OB1 MK4四通道压力控制器，支持0-8000 mbar压力范围，压力稳定性达0.005% FS，响应时间低至10ms。本实验为2通道，压力范围0~2000mbar。
流量监测模块：MFS热式流量传感器，实时监测两相流体流速。
芯片设计：采用玻璃材质液滴生成芯片（耐腐蚀），基于流动聚焦结构设计，通道尺寸经优化后宽度为65um，深度为30um，可生成液滴大小15~80um。
成像系统：搭配高分辨率显微镜，捕捉液滴生成动态，分析液滴尺寸分布。
2.流体体系
水相：醇类水溶液，作为连续相，提供界面张力调控；
油相：二氯甲烷，作为分散相。
3.软件控制
点成Elveflow ESI智能软件：通过图形化界面设置压力、流速等液滴生成参数，可实现自动化流程控制
数据采集：同步记录压力、流量及显微镜图像软件数据，用于液滴直径（D）、生成频率（f）与单分散性（CV）的实时分析。
三、搭建实验流程与参数优化
1.液滴生成机理
微液滴的关键在于微尺度多相流的控制，而且微尺度下流体流动呈现出许多与宏观流动不同的力学特性。十字聚焦型微通道在控制微液滴的生成尺寸范围和生成的稳定性上体现了优越性。玻璃液滴芯片采用十字聚焦型（也称流动聚焦法）
原理：芯片生成液滴的部位为“十”字型，采用流动聚焦法制备液滴。在流动聚焦法中，三条流路聚焦一个管道中，分散相和流动相汇合于十字交叉管处上下对称的流动相同时挤压分散相使其断裂，从而形成液滴。
基于上述原理，通过OB1压力控制器分别调节水相与油相压力，驱动两相流体在芯片通道内形成稳定界面。油相在剪切力作用下断裂为单分散液滴，水相包裹形成O/W结构。实际生成效果如下图：
2.关键参数优化
压力梯度设置：
由于在本实验中，压力和流速呈线性关系，本文选用压力控制来调整液滴尺寸大小。
通过ESI软件设定水相和油相压力，初始压力水相和油相均为100mbar左右，生成液滴直径D=50±5 um；通过微调压力差（每次增大/减小10mbar，流速越大生成液滴越小），实现直径在30~60um范围内可控。
3.芯片处理
由于二氯甲烷对塑料基具有腐蚀性，本实验采用耐腐蚀的玻璃材质，并进行亲水化处理。
若想用于油包水液滴制备，则需进行疏水化处理。
四、实验结果与验证
1.液滴性能分析
尺寸均一性：根据显微镜图像分析显示，液滴直径CV值远小于10%
稳定性测试：液滴在芯片生成通道中会存在碰撞、挤压情况，以及在收集储存过程中，均无融合或破裂现象，表明界面稳定性优异。
2.技术优势对比
传统液滴生成方法为，将水相或油相加入到另外一液相中，过程中充分搅拌。此方法操作简单但生成液滴尺寸不稳定且随着实验进行，后期液滴尺寸会明显增大，无法满足研究要求。对于特殊溶液，例如二氯甲烷具有腐蚀性和挥发性，对操作人员和部分设备均存在隐患，需要结合微流控系统套装来保证实验过程安全及稳定。
结语
本案例通过点成Elveflow OB1压力控制器与液滴生成微流控芯片等微流控相关设备的协同应用，实现了水包油液滴的精准、高效制备，为微球的技术生产提供了可靠方案。未来结合微流控芯片、自动化分选等技术，可进一步拓展其在药物开发、食品工程等领域的应用边界。
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