传统液滴生成: 精度不足、应用被限制
液滴生成的应用意义深远,从药物发现和诊断,到食品和化妆品生产以及油漆等工业应用等领域。但是,传统液滴制备方法存在液滴均匀性差、低通量与自动化程度低、交叉污染风险高、资源浪费与可拓展性差等显著缺点,这些问题严重限制了其在精密实验中的应用,同时也难以满足微型化和集成化设备的需求。
传统液滴生成技术常见不足
尺寸不均一
难以控制液滴的大小和形状,导致批次间差异大。
低生成速率
生产效率较低,难以满足大规模应用需求。
浪费昂贵试剂
难以实现精确计量,容易造成试剂浪费。
交叉污染风险
结构复杂,清洗困难,易产生交叉污染。
功能集成度低
难以集成复杂的化学反应或物理过程。
微流控液滴生成: 高精度、高通量、集成化
相较于传统方法,微流控液滴生成技术展现出卓越的液滴均一性,能够实现高通量、高自动化的生产,并且精确控制动态参数(如流速、温度),同时开放体系的交叉污染风险低,试剂消耗量少,易于集成和拓展,极大提升了精密实验的效率、精度和可重复性,是应对现代科研挑战的理想解决方案。
微流控液滴生成技术优势
高精度和可控性
- 通过精确的通道几何形状、流速比和界面张力控制,实现亚微米到微米级尺寸的液滴,且尺寸分布窄。
- 稳定生成: 能够持续稳定地生成液滴,不易受外界干扰。
- 可编程性: 能够通过调整流速、流体性质等参数,灵活调控液滴的大小、生成频率和组成。
兼容性广
- 材料选择多样: 可根据应用需求选择玻璃、PDMS、聚碳酸酯等不同材料制作芯片。
- 适应不同流体: 能够处理各种粘度、表面张力和导电性的流体。
高度集成化和多功能性
- 集成化平台: 可在同一微流控芯片上集成液滴生成、混合、反应、分离、检测等多个功能模块,实现“芯片上的实验室”。
- 多相流体处理: 能够高效处理多种不混溶相的液滴生成(如油包水、水包油、气体液滴等)
点成解决方案
通过在精确几何形状的微流控芯片中使用微流控泵精确控制不混溶的液体(通常是水基和油基)来生成液滴。芯片几何形状通常有三种类型:

共流聚焦
分散相通道被封闭在连续相通道内。当分散的流体进入连续相流体时,它会受到连续相流体的剪切力,直到它最终破裂并通过滴落或喷射形成液滴。

流聚焦
微流控芯片中的“+”或 X 结几何形状。对于油包水液滴;水样(分散相)在交界处与油样(连续相)相遇,交界处的通道通常变窄。与交叉流类似,连续相(本例中为油)的流速通常高于分散相(水)的流速。在这种情况下,可以通过降低连续相的流速来增加液滴的尺寸。为了获得水包油的液滴,将液体颠倒过来。

交叉流
微流控芯片中的T型接头或Y型接头。对于油包水液滴;油样(连续相)沿一个方向流动。水样(分散相)在T型或Y型接头处流入油样。当水样加入油样时,连续流动的油的剪切力将水样破碎成液滴。在这种情况下,液滴的大小由在微流控芯片通道中流动的油样和水样的流速比以及油样的粘度、速度和界面张力决定。
方案一
WORKFLOW

装有SmartFlo软件的PC或iPad通过USB线或WiFi与4U压力泵相连接,外源空气压缩机将压力从4U泵的两个通道泵入液体储存器中,流体经过的两个流量传感器与泵和芯片连接,不同通道内的液体流经芯片形成液滴。
技术资料
技术视频
液滴生成全流程揭秘
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Elveflow的OB1 MK4是世界上唯一使用压电调节器的微流体流量控制系统,其流量控制的精确度是市场上其他流量控制器的20倍,速度快10倍。无论您是需要压力还是真空,低流速还是高流速,短期实验还是长期实验,OB1 MK4都是您进行微流体研究的理想之选。
- 可自定义&升级,1个模块,最多四个通道,5种压力范围。
- 配置流量传感器以达到最快的流量控制
- 允许您使用您自己的代码来控制OB1 MK4并且可连入第三方设备
ExiGo微流体注射泵是一款可由iPad mini控制的微流体注射泵。适用于众多微流控应用、精确的多通道混合、电生理学、单细胞分析、分析生物化学和RNA/DNA分析。
- 血栓剪切流动研究
- 在配体涂层表面或内皮细胞上进行基于细胞的剪切流动、粘附和迁移实验。
- 细胞和微粒操作研究
- 精准的多通道混合
- 液滴生成
- 水动力流动聚焦
UniGo微流体压力泵是一种精密的压力泵,适用于各种需要精确、稳定流量输送的微流体应用场合。压力泵组件依靠注入可控的空气来产生压力。
- 血栓剪切流动研究
- 在配体涂层表面或内皮细胞上进行基于细胞的剪切流动、粘附和迁移实验。
- 细胞和微粒操作研究
- 精准的多通道混合
- 液滴生成
- 水动力流动聚焦
4U四通道微流体压力泵是一种精密的压力泵,适用于各种需要精确、稳定流量输送的微流体应用场合。压力泵组件依靠注入可控的空气来产生压力。
- 器官芯片研究
- VOC 实验装置
- 在配体涂层表面或内皮细胞上进行基于细胞的剪切流动、粘附和迁移实验。
- 细胞和微粒操作研究
- 精准的多通道混合
- 液滴生成
- 固体表面细菌生物膜的形成
一系列不同设计的液滴发生器芯片可以产生不同大小和频率的液滴。超越液滴生成功能的集成芯片,例如通过将液滴生成与液滴存储相结合,用于后续的光学分析,从而允许进行各种各样的实验。
- 可重复使用且经济高效:1个分流器和3个液滴发生器结点,采用2种不同的设计,用于分散相的单次或双次注入,单个芯片上的分流器和流聚焦结点可进行一系列实验设置
- 即插即用,线管与标准25G针头的连接简易,无笨重的鲁尔连接器
- 适用于微流体注射泵和微流体压力泵,包括Cellix的ExiGo,UniGo和4U泵,可使流速精确稳定、无脉冲
适用于标准移液器,便于在芯片上涂覆试剂,如:油包水液滴生成的通道疏水性 - 适用于免疫荧光显微镜,用于细胞封装研究
MFS 标准流量传感器采用热飞行时间技术测量微小通道中的流速。其特点使其成为微流控应用中坚固、可靠且经济实惠的解决方案:
- 切换迅速,响应时间低至50ms
- 具有流向可逆的清洗模式或可编程的灌注模式(恒定、斜坡、阶跃、正弦)
- 可通过PC端SmartFlo软件进行编程
- 即插即用的流量传感器,用于主动反馈和精准的流量控制
- 由iPad mini或PC(LabVIEW、Matlab、Python等)进行控制,可独立控制或编程最多4个泵模块
- 使用标准线管与所有微流体生物芯片连接
- 我们提供完整实验所需的全部配件,包括连接套件、流量传感器、真空压缩机、芯片盖等。
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