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技術文章
微流體應用說明
1 簡介
相比傳統的批量生成技術，利用微流控技術進行液滴生成與操控具有顯著優勢。液滴微流控技術是指在不混溶的兩相介質中（如油相中的水滴）操控離散液體體積的一種方法。其主要優勢包括以下幾點：
優點 | 應用 |
l 更精確的小體積液滴控制 l 增強混合效果 l 對液滴尺寸和形狀等參數的精確控制 l 支持高通量實驗 | l 乳液生成 l 泡沫或氣泡生成 l 納米顆粒合成 l 細胞封裝 l 藥物輸送 l 微膠囊生成 |
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液滴合成原理
微流控液滴生成系統用于在不混溶的介質中生成單分散水滴或油滴。在被動式液滴生成方法中，關鍵原理是利用至少兩股不混溶的流體，并對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。第一個是生成具有非常高單分散性的液滴，與傳統的乳液批量生產方法相反，微流控技術能夠提供尺寸非常一致的液滴。食品工業和制藥行業等材料科學領域從這些新型微流控技術中受益匪淺。
第二個目的是對特定樣本進行分隔。通過微流控液滴，可以操控極小且精確的樣本體積，同時實現高通量實驗，因為每個液滴都可以作為一個獨立的微反應器。此外，液滴還能夠增強化學混合效果，從而克服單相微流控技術中的一個基本問題。
3 液滴應用示例
單孢子包封 | 用于藥物輸送的納米水凝膠 | 核-間隙-殼微膠囊 |
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4 液滴生成方法
推薦解決方案
壓力驅動流量控制器 | 微流控芯片 | 50 ml Falcon 儲液器 | 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（通常為水和油）以及特定的芯片設計，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以實現對液滴參數（如尺寸和頻率）的精準調控。更詳細的實驗步驟可參考我們的應用說明。
關鍵因素
n 表面潤濕性：表面潤濕性是防止液滴粘附在芯片壁上的關鍵參數。對于水包油液滴，表面需具有疏水性；而對于油包水乳液，表面則需具有親水性。
n 表面活性劑：使用表面活性劑可以有效防止液滴的合并，從而保持液滴的穩定性。
流動聚焦法 | T 型連接方法 |
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在流動聚焦法中，中間相被兩股連續相流體擠壓 | 在這種方法中，兩種流體通常通過壓力控制器分別注入兩個正交的通道中。液滴的形成發生在這兩個通道的交匯處。 |
參考文獻
以下是關于液滴生成與操控的部分微流控研究文獻。如果您希望將特定文獻添加到此列表中，請隨時聯系我們！
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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