Herstellung von hoher Viskosität Tröpfchen mit mikrofluidischen Kapillare Gerät mit Phase-Inversion Co-Flow Struktur

Summary

Eine Phase-Inversion-Co-Flow-Gerät zeigt um Monodisperse hochviskose Tröpfchen über 1 Pas zu erzeugen, die schwierig, in Tröpfchen Mikrofluidik zu verwirklichen ist.

Abstract

Die Generation der Monodisperse Tropfen mit hoher Viskosität seit jeher eine Herausforderung in Tröpfchen Mikrofluidik. Hier zeigen wir ein Phase-Inversion Co-Flow Gerät um einheitlich hoher Viskosität Tröpfchen in eine niedrigviskose Flüssigkeit zu erzeugen. Das mikrofluidischen Kapillare Gerät hat eine gemeinsame Co-Flow-Struktur mit seinen Ausgang zu einem breiteren Schlauch anschließen. Längliche Tröpfchen der niedrigviskosen Flüssigkeit werden zunächst durch die hochviskose Flüssigkeit in der Co-Flow Struktur gekapselt. Wie die länglichen dünnflüssiges Tröpfchen durch den Ausgang die behandelt wird fließen, durch die niedrigviskose Flüssigkeit benetzt werden, wird Phase Inversion dann durch die Adhäsion der niedrigen Viskosität Tropfen an der Spitze der Ausfahrt induziert die Ergebnisse in die anschließende inverse Kapselung von hochviskosen Flüssigkeiten. Die Größe der resultierenden hochviskose Tröpfchen kann durch Ändern der Preis Verhältnis der niedrigviskosen Flüssigkeit, hochviskose Flüssigkeit. Wir zeigen einige typische Beispiele für die Erzeugung von hoher Viskosität Tröpfchen mit einer Viskosität bis 11,9 Pas, wie Glycerin, Honig, Stärke und Polymer-Lösung. Die Methode bietet einen einfachen und unkomplizierten Ansatz um Monodisperse hochviskose Tröpfchen erzeugen, die in einer Vielzahl von Tröpfchen-basierten Anwendungen wie Materialsynthese, Drug-Delivery, Zelle Assay, Bioengineering und Lebensmitteln verwendet werden dürfen Technik.

Introduction

Die Generation der Tröpfchen wird eine Schlüsseltechnologie in einer Vielzahl von Anwendungen, z. B. Drug-Delivery, Materialsynthese, 3D Bioprinting, Zelle Assays und Food engineering^{1,2,3,4 , 5 , 6}. Co fließen mikrofluidischen Geräte mit t-Kreuzung^7,8,^1,9, oder Fluss-Fokussierung^10,11 Strukturen si....

Protocol

(1) Herstellung einer Phase Inversion Co-Flow Kapillare Vorrichtung für die Generierung von wässrigen, hochviskose Tröpfchen mit einem Durchmesser von ca. 500 μm zu beobachten.

Hinweis: Das Quadrat Außenrohr verwendet hier ist für Bilder der Generierung der hochviskosen Tröpfchen. Besteht keine Notwendigkeit, Bilder zu nehmen, kann eine vereinfachte Version des Geräts entsprechend Protokoll Schritt 2 gebildet werden.

1. Bereiten Sie drei Glasröhren mit verschiedenen Größen für die Montage der Kapillare Gerät.
   1. Nehmen Sie ein Quadrat Glasrohr mit einer inneren Größe von 1,05 mm, und schneiden Sie ein Stück d....

Results

Eine mikrofluidischen Kapillare Gerät mit einer Phase-Inversion, Co-Flow Struktur wurde entwickelt, um Monodisperse wässrigen hochviskose Tröpfchen, erzeugen, wie in Figur 1Adargestellt. In Abbildung 1, war die hochviskosen wässrige Phase Glycerin hat eine Viskosität η_w = 1,4 Pas; dünnflüssiges Öl-Phase wurde flüssiges Paraffin, hat eine Viskosität η_o = 0,029 Pas; die Oberflächenspannung zw.......

Discussion

Das Phase-Inversion-Co-Flow-Gerät bietet eine einfache und geradlinig vorwärts Methode Monodisperse hochviskose Tröpfchen erzeugen. Dieses Gerät hat eine ähnliche Struktur gemeinsamen Co-Flow-Geräte, wie die grundlegende Co-Flow-Struktur besteht aus einem Innenrohr, eingefügt in das mittlere Rohr, die, das Ausfahrt von denen mit Auslass-Schlauch verbunden ist. Allerdings gibt es zwei Hauptunterschiede zwischen dem Phase-Inversion Co-Flow Gerät und gemeinsamen Co-Flow-Gerät zur Erzeugung von hoher Viskosität Tröpfchen mit.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
VitroTubes Glasröhre	VitroCom	8240	Square - Miniatur Hohlglasröhre, I.D.=0.4mm, OD=0.8mm
VitroTubes Glasröhre	VitroCom	CV2033	Rund - Miniatur Hohlglasröhre, I.D.=0.2mm, O.D.=0.33mm
VitroTubes Glasröhre	VitroCom	CV1017	Rund - Miniatur Hohlglasröhre, I.D.=0.1mm, O.D.=0.17mm
VitroTubes Glasröhre	VitroCom	Q14606	Quadratisch - Miniatur-Hohlglasröhre, ID = 1,05 mm + 0,1 / -0, OD = 1,5 mm
Standard-Glaskapillaren	WPI	1B100-6	Rund - Glasröhre, ID = 0,58 mm, AD = 1,00 mm
Glycerin	Sinopharm Chemisches Reagenz Beijing	10010618
Paraffin Liquid	Sinopharm Chemisches Reagenz Beijing	30139828
Poly(vinylalkohol), PVA-124	Sinopharm Chemisches Reagenz Beijing	30153084
Span 80	Sigma-Aldrich	85548
Stärke	Sigma-Aldrich	S9765
Trichlor(octadecyl)silan	Sigma-Aldrich	104817
Toluidinblau O	Sigma-Aldrich	T3260
Honig			Mönchspfefferhonig, häufig Lebensmittel, das im Supermarkt
DEVCON 5 Minute Epoxy	ITW		Epoxidkleber
Blunt Tip Edelstahl Dosiernadeln (Luer Lock)	Suzhou Lanbo Nadel, China	LTA820050	20G x 1/2"
Wolfram/Hartmetall-Anreißer	Ullman	1830	Zum Schneiden von Glasröhren
Objektträger	Segel Marke	7101	76,2 mm x 25,4 mm, Dicke 1 - 1,2 mm
Polyethylenschlauch	Scientific Commodities	BB31695-PE/5	I.D. = 0,86 mm, O.D. = 1,32 mm
Spritzenpumpen	Längere Pumpe, China	LSP01-1A	3 Pumpen für die Experimente benötigt