La generazione di doppie emulsioni microfluidiche coinvolge tipicamente dispositivi con bagnabilità modellata o componenti in vetro fabbricati su misura. Qui descriviamo la fabbricazione e il collaudo di un generatore di doppia emulsione interamente in polidimetilsilossano (PDMS) che non richiede trattamenti superficiali o complicati processi di fabbricazione ed è in grado di produrre doppie emulsioni fino a 14 μm.
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Articolo metodologico
Doppia Emulsione Generazione Utilizzando un Polidimetilsilossano (PDMS) coassiale flusso fuoco Dispositivo
In questo articolo
Sommario
Abstract
Le emulsioni doppie sono utili in una serie di applicazioni biologiche e industriali in cui è importante avere un fluido vettore acquoso. Questo articolo presenta un dispositivo microfluidico in polidimetilsilossano (PDMS) in grado di generare doppie emulsioni acqua/olio/acqua utilizzando una geometria di focalizzazione del flusso coassiale che può essere fabbricata interamente utilizzando la litografia morbida. Analogamente ai dispositivi di emulsione che utilizzano capillari di vetro, le emulsioni doppie possono essere formate in canali con bagnabilità uniforme e con dimensioni molto più piccole delle dimensioni del canale. La geometria tridimensionale di focalizzazione del flusso si ottiene colando una coppia di lastre PDMS utilizzando la litografia morbida a due strati, quindi accoppiando le lastre insieme in una configurazione a conchiglia. Le funzioni di bloccaggio complementari stampate nelle lastre PDMS consentono la registrazione accurata delle caratteristiche su ciascuna delle superfici della soletta. I test del dispositivo dimostrano la formazione di doppie emulsioni da 14 μm a 50 μm di diametro, utilizzando canali di grandi dimensioni robusti contro incrostazioni e intasamenti.
Introduzione
Emulsioni doppie consistono goccioline separate da una fase portante da uno strato liquido immiscibile intermedio, e sono di particolare interesse per le loro potenziali impieghi industriali, farmaceutici e applicazioni biologiche 1. In alcuni casi, la capacità di incapsulare composti ad alto valore del core doppio dell'emulsione permette materiale da proteggere e rilasciato in modo controllato. Ad esempio, i farmaci possono essere incapsulati in condizioni di solubilità non appropriati per il vettore fluido esterno 2. Inoltre, lo strato di olio intermedio può essere utilizzato come modello per la capsula incapsulamento e la consegna d....
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Protocollo
1. SU8 Maestro Fabrication
- Progettare le strutture microfluidica per due fabbricazione strato utilizzando il software AutoCAD e avere i disegni stampati da un fornitore su pellicola circuito con risoluzione di 10 micron. I dettagli del progetto del dispositivo sono riportati in un riferimento collegato 11 e le geometrie dei canali nella Figura 1. Gli strati devono includere segni di allineamento per aiutare colloca caratteristiche da ogni strato fabbricazione 12.
- Posizionare un 3 pollici wafer di silicio del diametro di pre-pulizia su un dispositivo a induzione giro e accendere il vuoto di apporre al mandrin....
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Risultati
Il generatore doppia emulsione costituito da un dispositivo di messa a fuoco flusso coassiale creato utilizzando 3D PDMS fabbricazione (Figura 1A). La geometria permette che la formazione di un getto coassiale trifase da tagliare in un quadrato, 50 um x 50 um orifizio, consentendo la formazione di acqua / olio / acqua doppio emulsioni (Figura 1B, Figura 1C). La fase acquosa interna e la fase olio medio sono riuniti in una giunzione con d.......
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Discussione
La doppia geometria di generazione emulsione qui descritto è stato progettato per simulare la fisica dei dispositivi capillare vetro 8. In questi, capillari di vetro cilindriche allineati vengono usati per creare un getto coassiale trifase che viene tranciata in uniformi goccioline doppia emulsione. La funzione del nostro dispositivo 3D PDMS dipende l'allineamento centrale piccole caratteristiche formate con 50 micron fabbricazione alto con canali di fase portante che sono 320 micron di altezza totale. C&.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto da un premio di ricerca del California Institute for Quantitative Biosciences (QB3), il Bridging the Gap Award dalla Fondazione Famiglia Rogers, il / Sandler Foundation Program UCSF per Breakthrough Ricerca Biomedica, una borsa di studio dalla BASF, e la NSF attraverso il Programma di Facoltà anticipo di sviluppo di carriera (CARRIERA) (DBI-1.253.293).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Fotomaschere | CadArt Servcies | ||
| 3" wafer di silicone, tipo P, grado di prova vergine | Wafer universitari | 447 | |
| SU-8 3035 | Microchem | Y311074 | |
| SU-8 2050 | Microchem | Y111072 | |
| Sylgard 184 kit di elastomeri siliconici | Krayden | 4019862 | |
| siringhe da 1 ml | BD | ||
| siringhe da 10 ml | BD | 309604 | |
| 27 aghi gaugue | BD | 305109 | |
| PE 2 tubo in polietilene | Scientific Commodities, Inc. | B31695-PE/2 | |
| Novec 7500 | Fisher Scientific | 98-0212-2928-5 | Comunemente noto come HFE 7500 |
| Tensioattivo biocompatibile | Ran Biotechnologies | 008-FluoroSurfactant | |
| 35.000 MW PEG | Sigma Aldrich | 1546660 | |
| Tween 20 | Sigma Aldrich | P1369 | |
| Sodio dodecil solfato | Sigma Aldrich | L3771 |
Riferimenti
- Van Der Graaf, S., Schroën, C. G. P. H., Boom, R. M. Preparation of double emulsions by membrane emulsification - A review. J. Membrane Sci. 251 (1-2), 7-15 (2005).
- Laugel, C., Baillet, A. P., Youenang Piemi, M., Marty, J., Ferrier, D.
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Ristampe e permessi
Tag
Dispositivo microfluidico in PDMSfocalizzazione del flusso coassialefabbricazione tramite soft lithographyemulsioni acqua-olio-acquaprogettazione di chip microfluidiciconfigurazione di pompa a siringatecnica di bonding al plasmaanalisi della dimensione delle goccecompatibilità con la citometria a flusso
