点成方案|面向科研的标准化微流控液滴生成(上):标准化微流控液滴生成,精准调控,稳定高效

点成方案|面向科研的标准化微流控液滴生成(上):标准化微流控液滴生成,精准调控,稳定高效

概述

本方案基于点成Elveflow 微流控液滴生成套件与点成Microfludic Chipshop微流控芯片,您无需具备微流控专业前置知识,通过标准化流程,即可实现油包水 (W/O) 单分散液滴的稳定生成、参数调控与优化,适配生物医学、材料合成、高通量筛选等多场景实验需求。

一、方案核心优势

● 极简操作,新手也能快速上手

采用即插即用的标准化系统设计,配合分步式操作指南,大幅降低操作门槛。

● 宽粒径覆盖,满足多样化应用需求

1.搭配 Microfludic Chipshop两款专用芯片(Fluidic 440与 Fluidic947),可轻松实现10-80 μm 液滴粒径的全面覆盖。

2.通过Elveflow  控制模块的流量精准调控,研究人员可根据实验需求定制所 需液滴尺寸,无需额外投入。

● 卓越均一性,确保实验数据高可信度

结合 Chipshop 芯片独特的流动聚焦结构与 Elveflow 无与伦比的精准压力/流量控制,系统能稳定输出CV (变异系数)<3%的单分散液滴。在核心尺寸(如30 μm 喷嘴)下,CV 值甚至可低 至<1.5%。

● 全系统兼容,无额外适配成本:

Elveflow 控制模块与 Chipshop 芯片之间实现完美适配。所有配件等全覆盖实验需求,无需额外适配成本,大幅简化系统搭建过程。

● 灵活可优化,,满足不断更新的实验需求:

系统支持压力/流量双模式控制,用户可根据实验条件和液滴特性,灵活调整参数。同时,关键配件(如流量传感器)支持升级,可实现液滴频率/粒径的更精细化调控。

二、核心原理:流聚焦

本系统基于经典的流动聚焦 (Flow     Focusing) 原理,结合 Elveflow  精准压力驱动的流量控制,实现 高度单分散液滴的稳定生成。

● 相流汇聚:分散相(水相,即目标液滴内相)从中心喷嘴流出,连续相(油相,含2% FluoSurf 表面活性剂作为承载相)则从两侧对称通道流出。

● 剪切力形成:两相在喷嘴处精确汇合,连续相流体对分散相形成强大的剪切力。

 精准切割与稳定:借助点成 Elveflow OB1控制器的精准压力/流量调控,连续相能将分散相流体 “剪切”成均匀的微液滴。同时,油相中的表面活性剂会迅速吸附在油-水界面,显著降低表面张 力,有效防止液滴聚并。

● 参数调控:液滴的粒径大小与生成频率主要由油相/水相的流量比和喷嘴尺寸共同决定。在相同 喷嘴下,提高油相流量可提升液滴生成频率;调整水相流量可精确调控液滴粒径,实现高度可控 的实验结果。

芯片内液滴生成实拍图

三、构建您的微流控液滴生成工作站

01 点成 Elveflow套件:精准控制与辅助核心

本套件为油相和水相提供稳定、精准的驱动力及实时监测,所有配件参数与 Chipshop 芯片完美匹 配 。

● OB1 微流体流量和压力控制器(双通道,0-2bar)

OB1 微流体流量和压力控制器(双通道,0-2bar)

核心功能:精准输出两相(油相/水相)的压力或流量,支持压力/流量双模式

应用场景:为油相/水相提供稳定压力驱动

● MFS-2-D  流量传感器(2个)

MFS-2-D  流量传感器

核心功能:实时监测油相/水相流量,实现闭环流量控制,精准度高

适配场景:流量模式下的液滴参数精准调控

● 系统配件:

a.  流体阻力件(22-H/22-1): 提升系统流体阻力,优化流量控制稳定性,用于分散相(水)/ 连续相(油)流量稳定

b.  连接配件 (PTFE 管路、Mini Luer连接器等): 实现各模块的密封连接,适配 MCS 芯片 接口,用于全系统无泄漏流体传输

c.  储液配件(储液池支架、加压储液池盖):  固定储液池,为油相/水相提供稳定密封的加压 供液,适配1.5/15/50mL 储液池

02 点成MCS 微流控芯片:液滴生成的“舞台”

MCS 芯片是液滴生成的“舞台”,其独特设计确保液滴的精准形成。两款芯片均为Topas(COC)   疏 水材质,适配油包水 (W/O)  液滴生成,疏水表面防止水相黏壁,每款芯片含8个独立流体系统、4 种喷嘴尺寸,支持平行实验,芯片接口为 Mini Luer,与 Elveflow 配件直接对接。

● Microfluidic Chipshop Fluidic 440芯片:大粒径液滴专用

粒径范围:50-80 μm, 喷嘴尺寸:50/60/70/80μm,CV<2%。

核心功能:精准输出两相(油相/水相)的压力或流量,支持压力/流量双模式

应用场景:为油相/水相提供稳定压力驱动

● Microfluidic Chipshop Fluidic947芯片:小粒径液滴专用

粒径范围:10-40μm,  喷嘴尺寸:10/15/20/30 μm,  其中30 μm 喷嘴 CV<1.5%,10μm   喷嘴 CV<3%

03 实验室外部必备条件

外部气源:为 OB1 控制器提供稳定气压。

电脑:安装Elveflow ESI控制软件,实现直观的参数设置与系统操控。

储液池(1.5/15/50mL):  配合储液池支架使用。

显微镜(可选配成像系统): 用于实时观察液滴生成过程与粒径特征。

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