滴やエマルジョンを生成するためのガラスベースのデバイス

このプロトコルは、ガラスベースのマイクロ流体デバイスを製造する方法を詳細に説明しています。このプロトコルに従うことで、経験のない人でもこれらのデバイスを構築して使用できます。ガラスを使用すると、表面を疎水性または親水性に簡単にレンダリングできるため、ガラスベースのデバイスは安定したエマルジョン滴を生成するのに魅力的です。

化粧品、食品産業、ドラッグデリバリーなど、さまざまな分野での滴剤やエマルジョンの用途は複数あります。この原稿では、集中農業での使用についてもう少し強調します。各ステップで忍耐強くあることをお勧めします。

また、先端がきれいで壊れていないことを確認してください。デバイスが完了するまで待たずにこれらを確認してください。簡単な滴を作るには、顕微鏡スライドで作られたガラスベースを使用してデバイスを構築します。

先端には、直径1ミリメートルの丸いガラス毛細血管を使用してください。次に、20ゲージのシリンジ針を使用して、キャピラリーへの液体の導入を容易にします。カミソリの刃またはメスを使用して、針の根元に毛細血管の外径の大きさに等しい穴を彫る。

針を水ですすぎ、ほこりや繊維を切断から取り除き、針を風乾させます。装置を組み立てるには、キャピラリーの先端を顕微鏡スライドの端から1〜2センチメートル外側に配置し、視野やシリンジ針に干渉しないようにキャピラリーの中央にエポキシのダブを加えることによって、丸いキャピラリーを顕微鏡スライドに接着します。次に、毛細血管の端が針の中央に座るようにシリンジ針を置き、針の底の縁の周りに少量の硬化エポキシを入れます。

数分後、新鮮なエポキシの第2層を塗布し、針の基部を覆い、穴を避ける。次に、硬化したエポキシで穴を覆い、エポキシが針の内部に流れ込まないようにします。落下を発生させるには、先端が台所の蛇口のように下を向くようにクランプを使用してデバイスを垂直位置に置きます。

シリンジポンプまたは圧力駆動セットアップを使用して、液体を装置に送り込みます。エマルジョン滴を作るには、外側の液体に長さ5センチの正方形のキャピラリーと直径1ミリメートルの丸いキャピラリーを使用してください。丸い毛細血管の長さが四角い毛細血管より数センチメートル長くなっていることを確認してください。

円形キャピラリーの外径を正方形キャピラリーの内側のサイズに合わせ、両方のキャピラリーが同軸に揃っていることを確認します。次に、装置を組み立てるために、キャピラリーの先端を顕微鏡スライドの端部の外側に1〜2センチメートル配置し、キャピラリーの中央にエポキシのダブを塗布することによって、四角いキャピラリーを顕微鏡スライドに接着する。エポキシが完全に硬化するまで待ちます。

次いで、スライド上の丸い毛細血管の端部が四角い毛細血管の端部から数センチメートルになるように四角い毛細血管に丸い毛細血管を導入する。四角い毛細血管の内側にある丸い毛細血管の他端は、四角い毛細血管の端部から丸い毛細血管の直径にほぼ等しい距離にあるべきである。丸い毛細血管の端と四角い毛細血管の始まりの間の中間距離でエポキシのダブを使用して丸い毛細血管を接着し、エポキシが完全に硬化するまで待ちます。

針基部にキャピラリーを収容するには、キャピラリーの外径の大きさである丸いキャップの基部に穴をあけます。次いで、他方の針を四角い毛細血管の端部に嵌め込むように、針の基部に円形かつ四角い穴を彫り、接合部を収容する。切断後、針を水ですすぎ、風乾させます。

次に、前述のように接着します。マイクロ流体デバイスを構築するには、スライドの2つの小さな部分を切断し、エポキシを使用して、スライドを一緒に保持するために2つの顕微鏡スライドに接着します。エポキシが完全に硬化するまで待ちます。

ダイヤモンドスクライブを使用して、四角いキャピラリーを約4センチメートルの長さにカットします。内側が丸い毛細血管の外径と一致する正方形の毛細血管を使用して、毛細血管を同軸に整列させます。このプロトコルでは、2 ミリメートルのサイドキャピラリーを使用します。

次いで、ピペット引上げ機を用いて、丸い毛細血管を引っ張り、細い先端を有する2つの半毛細血管を得た。次に、マイクロ鍛冶機を用いて、1つの半毛細血管の先端を所望の直径に切断する。残りの半分をコレクタキャピラリーとして使用するには、元の平らな端が回復するように引っ張った先端を切断します。

四角い毛細血管をスライドに接着します。スライドの関節が表示領域にあってはならないため、スライドの中央に毛細血管を置かないでください。次に、先端とコレクタキャピラリを2mm程度離れた正方形キャピラリの内部に配置します。

関節を避けるには、先端毛細血管とコレクター毛細血管の両方の端を同じ側に置きます。毛細血管の開いた端への接続を製作するには、これらの端を覆う4本の針を配置し、前述のように針を接着します。デバイスの漏れをテストするには、バインダークリップで保持された曲がったチューブを使用して2本の針を閉じます。

次いで、シリンジを用いて、最後の針を出口として用いて針の1つを通して脱イオン水を手動で装置にポンプで送り込む。漏れが観察されない場合は、次の針を通して水をポンプで送り、4本の針すべてについてこのプロセスを繰り返します。漏れが見つかった場合は、デバイスを完全に乾燥させ、エポキシを塗布し、1時間待ってから再度テストしてください。

漏れがないことを確認した後、装置に実験液を充填し、気泡を除去します。次に、内側の液体または分散相のシリンジを針1つに、外側の液体または連続相を針2に接続し、コレクター液体または対極を針4に接続します。針3本は出口用です。

最後に、内部液体とコレクタ液体を供給する針に電源を接続して、チップとコレクタ液体の間の電位差を設定します。この研究では、580マイクロメートルの先端を使用して約3.3ミリメートルのシリコーンオイルドロップが生成されました。そして、86マイクロメートルの先端を使用して1.75ミリメートルの滴が生成されました。

さらに、滴下、コーンジェット、およびホイップモードのエレクトロコフロー装置を使用してエマルジョン滴が生成されました。これらの結果では、同じ液体がインナー液体およびコレクタ液体として使用されている。しかし、実験の目標がこれらの滴を集めることである場合、別の導電性液体をコレクターとして使用する必要があります。

辛抱強く、エポキシが治るまで待ってください。濡れても乾くことはなく、手順全体をもう一度開始する必要があります。複数のエマルジョンは、スケジューリングシリーズのフローフォーカスの組み合わせを使用して生成することができます。

各追加のスキームは、モーションドロップにシェルを追加します。フローフォーカシングセクションも使用できます。