微流控专题 | 微流体应用说明

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简介

与更常见的生成技术(例如批量方法)相比,微流体生成和操控液滴具有巨大的优势。基于液滴的微流体包括操控不混溶相中的离散体积流体,例如油中的水滴。主要优势如下:

优点

  • 更好地控制少量流体
  • 增强混合
  • 精细控制液滴大小和形状等参数
  • 高通量实验

应用

  • 乳液
  • 泡沫或气泡生成
  • 纳米粒子合成
  • 细胞封装
  • 药物输送

液滴合成原理

微流体液滴生成系统用于在不可混溶相中产生单分散水滴或油滴。在被动液滴生产方法中,关键原理是使用至少两股不可混溶流体流,并对其中一相产生剪切力,以将流分解为离散液滴。

这是创建微流体液滴的两个主要动机。第一个是生成具有非常高单分散性的液滴,与传统的乳液批量生产方法相反,微流体提供非常一致的液滴大小。材料科学应用,例如食品或制药行业,从这些新的微流体技术中受益匪浅。

第二个是将给定的样本分隔开来。微流体液滴是一种操纵非常小且精确的样本量的方法,同时也是一种实现高通量实验的方法,因为每个液滴都成为一个独特的微反应器。此外,液滴是一种增强化学品混合并克服单相微流体最基本问题之一的方法。

液滴应用示例

单孢包囊

用于药物输送的纳米水凝胶

芯隙壳微胶囊

液滴生成方法——推荐解决方案

展望未来,点成将继续聚焦于提供高精尖的解决方案及产品开发,为生物和医药行业以及上下游企事业单位提供更专业的技术支持。

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压力驱动流量控制器

微流控芯片

50 ml Falcon 储液器

配件和管道

产生和操纵液滴的两种主要方法

产生液滴的方法有很多种,我们在此介绍两种最常用的数字微流体方法。这些方法使用两种不混溶相(通常是水和油)和特定的芯片设计,允许将其中一个液流分解成离散液滴。在这两种方法中,需要非常精确的流量控制系统才能精确控制液滴参数(大小和频率)。

  • 表面润湿性:这是避免液滴粘附在芯片壁上的关键参数。对于油包水液滴,表面必须是疏水的。对于水包油乳液,表面必须是亲水的。
  • 表面活性剂:使用表面活性剂有助于防止液滴聚结。

流动聚焦法

T 型连接方法

在流动聚焦方法中,中间相被挤压在两股连续相流之间。

在这种配置中,两相被注入(通常使用压力控制器)两个正交通道。液滴形成于两个通道的交叉处。

参考文献

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