Generación de doble emulsión utilizando un flujo Focus Dispositivo de polidimetilsiloxano (PDMS) Co-axial

Resumen

La generación de emulsiones dobles microfluídicas generalmente involucra dispositivos con humectabilidad estampada o componentes de vidrio fabricados a medida. Aquí describimos la fabricación y prueba de un generador de doble emulsión de polidimetilsiloxano (PDMS) que no requiere tratamiento superficial ni procesos de fabricación complicados, y es capaz de producir emulsiones dobles de hasta 14 μm.

Resumen

Las emulsiones dobles son útiles en una serie de aplicaciones biológicas e industriales en las que es importante tener un fluido portador acuoso. En este trabajo se presenta un dispositivo microfluídico de polidimetilsiloxano (PDMS) capaz de generar emulsiones dobles agua/aceite/agua utilizando una geometría de enfoque de flujo coaxial que puede fabricarse íntegramente utilizando litografía blanda. Al igual que los dispositivos de emulsión que utilizan capilares de vidrio, se pueden formar emulsiones dobles en canales con humectabilidad uniforme y con dimensiones mucho más pequeñas que los tamaños de los canales. La geometría de enfoque de flujo tridimensional se logra mediante la fundición de un par de losas PDMS utilizando litografía blanda de dos capas, y luego acoplando las losas en una configuración de concha. Las características de bloqueo complementarias moldeadas en las losas PDMS permiten el registro preciso de las características en cada una de las superficies de la losa. Las pruebas del dispositivo demuestran la formación de emulsiones dobles de 14 μm a 50 μm de diámetro mientras se utilizan canales grandes que son robustos contra el ensuciamiento y la obstrucción.

Introducción

Emulsiones dobles consisten en gotas separadas de una fase de la portadora por una capa de fluido intermedio, inmiscibles, y son de particular interés debido a sus usos potenciales en industrial, farmacéutica y aplicaciones biológicas ^1. En algunos casos, la capacidad de encapsular compuestos de alto valor en el núcleo de una emulsión doble permite el material a ser protegido y se libera de una manera controlada. Por ejemplo, los fármacos pueden encapsularse en condiciones de solubilidad no es apropiado para el fluido portador externo ^2. Además, la capa de aceite intermedio se puede utilizar como una plantilla cápsula para la encapsulación....

Protocolo

1. SU8 Fabricación Maestro

1. Diseñar las estructuras de microfluidos para dos fabricación capa utilizando el software AutoCAD y tienen los diseños impresos por un proveedor en la película placa de circuito con 10 micras de resolución. Los detalles de diseño del dispositivo se dan en una referencia vinculada ^{11 y} las geometrías de canal se muestran en la Figura 1. Las capas deben incluir marcas de alineación para ayudar collocate características de cada capa de la fabricación ^12.
2. Coloque una oblea de silicio de diámetro previamente limpiado 3 pulgadas en una recubridora de rotación y encienda el vacío para pega....

Resultados

El generador de emulsión doble se compone de un dispositivo de enfoque de flujo co-axial creado usando la fabricación 3D PDMS (Figura 1A). La geometría permite que la formación de un chorro de co-axial de tres fases para ser cortado en un cuadrado, 50 micras x 50 micras orificio, permitiendo la formación de agua / aceite / agua emulsiones dobles (Figura 1B, Figura 1C). La fase acuosa interna y la fase aceite intermedio se juntan en un cr.......

Discusión

La geometría de generación de emulsión doble se describe aquí está diseñado para imitar la física de los dispositivos capilares de vidrio ^8. En estos, capilares de vidrio cilíndricos alineados se utilizan para crear un chorro coaxial tres fases que se cizalla en gotitas de emulsión dobles uniformes. La función de nuestro dispositivo 3D PDMS es dependiente de la alineación central de pequeñas características formadas con 50 micras de fabricación de altura con canales de fase de portadora que son 320 micras de .......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Fotomascarillas	CadArt Servcies Obleas de silicona
de 3", tipo P, virgen grado de prueba	University Wafers	447
SU-8 3035	Microchem	Y311074
SU-8 2050	Microchem	Y111072
Sylgard 184 kit de elastómero de silicona	Krayden 4019862
jeringas de 1 ml	BD
Jeringas de 10 ml	BD	309604
27 agujas de gaga	BD	305109
PE 2 tubo de polietileno	Scientific Commodities, Inc.	B31695-PE/2
Novec 7500	Fisher Scientific	98-0212-2928-5	Comúnmente conocido como HFE 7500
Surfactante biocompatible	Ran Biotechnologies	008-FluoroSurfactante
35,000 MW PEG	Sigma Aldrich 1546660
Tween 20	Sigma Aldrich	P1369
Dodecil sulfato de sodio	Sigma Aldrich	L3771