Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

القائم الشعرية جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي لتشكيل السيطرة الحجم من Monodisperse Microdroplets

Published: February 22, 2016 doi: 10.3791/53860

Abstract

هنا، علينا أن نظهر طريقة بسيطة لإنتاج السريع ل، monodisperse، W microdroplets بحجم يمكن السيطرة عليها / O باستخدام جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي القائم على شعري. وقد تم مؤخرا استخدام W / O microdroplets في الأساليب القوية التي تمكن المنمنمة التجارب الكيميائية. لذلك، ووضع طريقة تنوعا لانتاج monodisperse W هناك حاجة / O microdroplets. لقد قمنا بتطوير طريقة لتوليد monodisperse W microdroplets / O استنادا إلى جهاز تتدفق التعاون القائم الشعرية الطرد المركزي axisymmetric ميكروفلويديك. نجحنا في السيطرة على حجم microdroplets عن طريق ضبط فتحة الشعرية. أسلوبنا يتطلب معدات وهذا هو أسهل لاستخدام لمن بتقنيات الموائع الدقيقة الأخرى، لا يتطلب سوى كمية صغيرة (0،1-1 ميكرولتر) من محلول العينة لتغليف، ويساعد على إنتاج مئات الآلاف عدد من W microdroplets / O في الثانية . نتوقع أن هذه الطريقة تساعد الدراسات البيولوجية التي تتطلب الصورة البيولوجي الثمينamples من خلال الحفاظ على حجم العينات للالسريع الكيمياء الحيوية التحليل الكمي والدراسات البيولوجية.

Introduction

W / O microdroplets 1-5 دينا العديد من التطبيقات الهامة لدراسة الكيمياء الحيوية والهندسة الحيوية، بما في ذلك تركيب البروتين بروتين بلورة مستحلب PCR 8،9، التغليف خلية 10، وبناء أنظمة تشبه الخلايا الاصطناعية 5،6. لإنتاج microdroplets W / O لهذه التطبيقات، ومعايير مهمة هي السيطرة على حجم وmonodispersibility من microdroplets W / O. ميكروفلويديك أجهزة لصنع monodisperse، بحجم يمكن السيطرة عليها W / O microdroplets 11 تقوم على أساس التعاون المتدفقة طريقة 12،13، التي تركز تدفق طريقة 14،15، وأسلوب T-تقاطع 16 في microchannels. ورغم أن هذه الأساليب إنتاج monodisperse غاية W microdroplets / O، وعملية التصنيع الدقيق يتطلب معالجة معقدة والتقنيات المتخصصة لإعداد microchannels، وأيضا يتطلب كمية كبيرة من محلول العينة (على الأقل عدة مئات من81؛ ل) بسبب حجم القتلى لا مفر منه في مضخات الحقن والأنابيب التي تجري محلول العينة لو microchannels. وبالتالي، وسيلة سهلة الاستخدام وانخفاض القتلى الحجم لتوليد monodisperse W هناك حاجة / O microdroplets.

هذه الورقة، جنبا إلى جنب مع أشرطة الفيديو من الإجراءات التجريبية، يصف الطرد المركزي القائم على شعري axisymmetric المتدفق شارك جهاز ميكروفلويديك 17 لتوليد خلايا الحجم، monodisperse W / O microdroplets (الشكل 1). هذه الطريقة البسيطة يحقق monodispersity حجم وحجم التحكم. فهو يتطلب الطاولة مصغرة الطرد المركزي وaxisymmetric جهاز ميكروفلويديك المتدفق التعاون القائم الشعرية الثابتة في microtube أخذ العينات. أسلوبنا يحتاج فقط حجم صغير جدا (0.1 ميكرولتر)، ولا يضيع أي حجم كبير من العينة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. تصنيع جهاز ميكروفلويديك القائم على شعري

  1. انشأت من أصحاب
    ملاحظة: يتم عرض التصميم حامل في الشكل 2A.
    1. قطع كل من أقراص أربعة من أصحاب (الشكل 2A (ط) - (د)) في الفترة من 2 ملم سميكة لوحة من البلاستيك بولي أسيتال باستخدام آلة الطحن. استخدام الأبعاد التالية لكل من أربعة أقراص من صاحب: (ط) القرص 1 قطرها 8.5 ملم، ثقب الشعرية (CH) قطرها 1.3 ملم، ثقب المسمار (SH) قطرها 1.8 مم؛ (ب) القرص 2 قطرها 8.7 ملم، CH قطرها 2.0 ملم، SH قطرها 1.8 مم؛ (ج) قرص 3 قطرها 8.7 ملم، CH قطرها 0.5 ملم، SH قطرها 1.8 مم؛ و (رابعا) قرص 4 قطرها 9.1 ملم، CH قطرها 1.0 ملم، SH قطرها 1.8 مم.
    2. تجميع أصحاب باستخدام M2 × 40 مسامير (الشكل 2B). والجزء السفلي من حامل (الشكل 2B) ويتكون من قرص 1 و 2 القرص في الشكل 2A (ط)، (ب)، والجزء العلوي (الشكللدى عودتهم 2B) من حامل يتكون من قرص 3 و 4 القرص في الشكل 2A (ج)، (د).
      1. لبناء الجزء السفلي من حامل، إدراج المسمار في ثلاثة SH من كل قرص 1 و 2. تقصير مسامير من وأد قبالة قطعة من جزء الموضوع. حافظ على طول المسمار في 0.9 سم (نفس طول الجزء السفلي من حامل).
      2. لبناء الجزء العلوي من حامل، إدراج مسامير في SH اثنين من كل قرص 3 و 4. تقصير مسامير من وأد قبالة قطعة من جزء الموضوع. حافظ على طول المسمار في 0.7 سم (نفس طول الجزء العلوي من حامل).
      3. لتجميع حامل، والانضمام إلى الأجزاء السفلية والعلوية من صاحب باستخدام المسمار الطويل.
        ملاحظة: حافظ على طول كل جزء من حامل بالضبط: الجزء السفلي هو 0.9 سم؛ الجزء العلوي هو 0.7 سم (الشكل 2B).
  2. تلفيق من الشعيرات الدموية الزجاج
    1. استخدام نوعين من الزجاج الشعيرات الدموية: والزجاج الشعرية الداخلي (القطر الخارجي (OD) / القطر الداخلي (ID): 1.0 / 0.6 ملم)، والشعيرات الدموية الزجاج الخارجي (OD / ID: 2.0 / 1.12 مم).
    2. استخدام قطع الزجاج لتقسيم الزجاج الشعرية الخارجي إلى ثلاثة أجزاء متساوية، ثم استخدام قطع الزجاج لتقسيم الزجاج الشعرية الداخلي إلى قسمين متساويين.
    3. شحذ كل مقسمة الشعيرات الدموية الداخلية والخارجية الزجاج باستخدام مجتذب الزجاج الشعرية (الشكل 3A). تعيين وزن مجتذب في حد أقصى. تعيين مستوى حرارة مجتذب في 60 درجة لمدة الشعرية الزجاج الخارجي و 70 درجة لمدة الشعرية الداخلي. بعناية شحذ الزجاج الشعرية.
      1. حافظ على طول الحافة داخل جزء ضيق من الزجاج الشعرية: الشعرية الداخلي هو 1،5-1،8 سم؛ الشعرية الخارجي هو 0،8-1،0 سم (الشكل 3C). إذا كان هذا هو طول أقصر أو أطول من طول وصفها، يرجى ضبط مستوى حرارة مجتذب.
    4. Fتاسعا الشعيرات الدموية الداخلية أو الخارجية من الزجاج إلى microforge تقف باستخدام شريط (الشكل 3B).
    5. قطع غيض من الزجاج الشعرية باستخدام microforge في ثلاث خطوات (الشكل 3B): (ط) لمس غيض من الزجاج الشعرية إلى الخرز الزجاجي على سلك البلاتين، (ب) تسخين سلك البلاتين من داس على قدم التبديل لمدة 1-2 ثانية، و (ج) بعد 1-2 ثانية، وقطع غيض من الزجاج الشعرية عن طريق التبريد سلك البلاتين.
      1. ضبط اقطار الداخلي ط) والخارجي س) الفوهات الشعرية، على التوالي. قطر الفتحة من الزجاج الشعرية الداخلي هو 5 و 10 و 20 ميكرومتر ط = 5،10، 20 ميكرون) والخارجي الزجاج الشعرية (د س) 60 ميكرون س = 60 ميكرون) في هذه التجربة.
        ملاحظة: الزجاج الشعرية غير القابل للتصرف. كرر تلفيق capillar الزجاجالمنشأ.

2. إجراءات Microdroplets / O توليد W

  1. ملء الزجاج الشعرية الخارجي مع السطحي النفط التي تحتوي على. خليط من النفط والسطحي هو سداسي تحتوي على 2٪ (وزن / وزن) monooleate صوربيتان في هذه التجربة (الشكل 4A).
    ملاحظة: هناك العديد من مجموعات من الزيوت والسطحي (على سبيل المثال، قد تكون الزيوت المفلورة أو الغازية، قد يكون السطحي الأيونية، غير أيوني، أو الكيميائية الفلورية).
    1. إدخال 10 ميكرولتر من سداسي تحتوي على صوربيتان monooleate إلى الزجاج الشعرية الخارجي. في الشكل 4A، قطر الفتحة من الزجاج الشعرية الخارجي س) هو 60 ميكرون س = 60 ميكرون). لضبط فتحة من الزجاج الشعرية، والعودة إلى الخطوات 1.2.4-1.2.5.
  2. تعيين الشعرية الخارجي في الجزء السفلي من حامل (الشكل 4B).
  3. غرفة المعيشةث حوالي 0.1 ميكرولتر من محلول مائي إلى الزجاج الشعرية الداخلي (الشكل 4C) من خلال العمل الشعري. في الشكل 4C، قطر الفتحة من الزجاج الشعرية الداخلي ط) 10 ميكرون ط = 10 ميكرون). لضبط فتحة من الزجاج الشعرية، والعودة إلى الخطوات 1.2.4-1.2.5.
  4. تعيين الشعرية الداخلي في الجزء العلوي من حامل (الشكل 4D-أ). تضاف الشعرية الداخلي في شعري الخارجي (الشكل 4D-أ). وعند النظر إلى نقطة دائرة بيضاء كما في الشكل 4D واحد، ومراقبة الموقف من الشعرية الداخلي داخل الشعيرات الدموية الخارجي (القطر الداخلي الشعرية الخارجي (ث) = 130 ميكرون) (الشكل 4D-ب، ج) باستخدام المجهر الرقمي . يجب تعيين موقف الشعرية الداخلي في الشعرية الخارجي إلى w = 100-150 ميكرون.
    ملاحظة: لتغيير موقف الداخليةالشعرية في شعري الخارجي، يرجى تحويل المسمار في الجزء العلوي من حامل. وبالتالي، وبعد المسافة ث يمكن التحكم بدقة.
  5. إدخال 100 ميكرولتر من سداسي تحتوي على صوربيتان monooleate (2٪ ث / ث) في الجزء السفلي من microtube 1.5 مل عينة. تثبيت حامل، مع الشعيرات الدموية الداخلية والخارجية، في نموذج microtube (الشكل 4E-أ). مما لا شك فيه للتحقق من الشعرية الخارجي لإبقائه بعيدا عن واجهة للنفط الهواء (الشكل 4E-ب).
  6. أجهزة الطرد المركزي في microtube العينة باستخدام الطاولة يتأرجح التدريجي من نوع مصغرة الطرد المركزي في خطورة 1600 x ج لمدة 1-2 ثانية لتوليد microdroplets (الشكل 4F). تنفيذ جميع التجارب في RT.
    ملاحظة: استخدام يتأرجح التدريجي من نوع الطرد المركزي. قطرات قد تتصادم مع جدار من microtube عينة وتتفكك عند استخدام جهاز للطرد المركزي ثابت زاوية من نوع.
  7. رسم ببطء W / O قطرات بواسطة ماصة، ثم وضعها على الصورة الزجاجLIDE.
  8. ولدت التقاط الصور من microdroplets باستخدام مجهر رقمي (التكبير، 200X).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

في هذه الدراسة، فإننا نقدم وسيلة بسيطة لتوليد microdroplets W / O-خلية الحجم باستخدام جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي القائم الشعرية (الشكل 1). كان يتألف الجهاز ميكروفلويديك لصاحب الشعرية (الشكل 2B)، واثنين من الشعيرات الدموية الزجاج (الزجاج الشعيرات الدموية الداخلي والخارجي في الشكل 3C)، وmicrotube التي تحتوي على النفط بما في ذلك السطحي. نحن حقن 0.1 ميكرولتر من محلول العينة في الزجاج الشعرية الداخلي ووضع الزجاج الشعرية الداخلي في الزجاج الشعرية الخارجي (الشكل 4D). تم إنشاء microdroplets W / O-خلية الحجم من هضبة-رايلي عدم الاستقرار من النفث تدفق عينة حل 17 (الشكل 1B) وكانت مستقرة لا يقل عن 2 ساعة 17.

أمثلة نموذجية من أحجام مختلفة من W / O microdroplets ولدت من الشعرية-باوترد سد جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي في الشكل (5). ويبين الشكل 5A-F الصور المجهر الرقمي ورسوم بيانية حجم التوزيع (ن = 200) من microdroplets W / O. تم إنشاء يا microdroplets W / باستخدام الشعرية الداخلي مع د ط = 5 (A، B) و 10 (C، D)، أو 20 ميكرون (E، F) قطر الفتحة مع الحفاظ د س و ث ثابت في 60 ميكرون و 115 ميكرون، على التوالي. تم الحصول على قياسات حجم microdroplets / O W الناتجة عن تحليل صورة المجهر الحصول عليها. لد ط = 5، و 10، و 20 ميكرون فتحات، كان متوسط ​​بأقطار من microdroplets 8.3 ميكرون (الانحراف المعياري (SD) 0.9 ميكرون، معامل الاختلاف (CV) 10.8٪)، 12.7 ميكرون (SD 1.1 ميكرون، السيرة الذاتية 8.6٪)، و 17.9 ميكرون (SD 1.4 ميكرون، السيرة الذاتية 7.8٪) على التوالي. وتشير هذه النتائج إلى أن حصلنا عليها بنجاح monodisperse W / O microdropleالخبر للطريقة المقترحة. وعلاوة على ذلك، كانت أقطار microdroplet W / O تقريبا نفس شعري فتحة الداخلية (الشكل 5G). وهكذا، فإن حجم متوسط ​​من microdroplets W / O يمكن بسهولة ضبطها على نطاق واسع، وعادة 5-20 ميكرون، وذلك باستخدام جهاز الجزئي.

الشكل 1
الشكل 1. نظرة عامة على axisymmetric جهاز ميكروفلويديك وتشكيل microdroplets / O W باستخدام جهاز التدفق المشترك. (A) رسم توضيحي على أساس الشعرية الطرد المركزي من الطرد المركزي القائم على شعري axisymmetric جهاز ميكروفلويديك وW توليد عملية / O microdroplets تتدفق المشارك ( ضمن دائرة)، (B) W microdroplets / O الناتجة عن هضبة-رايلي عدم استقرار تدفق النفث من محلول مائي 17، د ط هو قطر الفتحة من الزجاج الشعرية الداخلي، د سهو قطر الفتحة من الزجاج الشعرية الداخلي، ث هو القطر الداخلي للالشعرية الخارجي، (C) صورة من جهاز ملفقة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2. الإعداد لصاحب الشعرية (A) تصميم صاحب الشعرية المصنوعة من البلاستيك بولي أسيتال: وحدة من أقطار في حامل غير ملم. (ب) صور لصاحب تتكون من الجزء العلوي والجزء السفلي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
(A) شحذ الزجاج الشعرية باستخدام مجتذب الزجاج الشعرية، (ب) غيض من شعري خفضت بها microforge (دائرة من النقاط السوداء) ومخطط قطع من غيض، (C) صور من الشعرية الداخلي والخارجي ملفقة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (4)
الرقم 4. مخطط تدفق الجهاز ميكروفلويديك انشاء وجيل من microdroplets / O W (أ) إعداد الشعرية الخارجي. النفط مع السطحي أدخلت الشعرية الخارجي، (ب) الشعرية الخارجي وضعت على الجزء السفلي من حامل، (ج) إعداد الشعرية الداخلية: محلول مائي الدكتورعون إلى الشعيرات الدموية الداخلي بواسطة الشعرية، الشعرية (D) الداخلية تعيين في الجزء العلوي من حامل (أ). التحقق من أن شعري الداخلي كان في الشعرية الخارجي باستخدام مجهر رقمي (ب، ج)، (ه) حامل مع الشعيرات الدموية الداخلية والخارجية المثبتة في أنبوب العينة (أ). التحقق من أن شعري الخارجي وظل بعيدا عن واجهة للنفط الهواء، (F) وأخيرا، تم طرد عينة microtube التي كتبها الطاولة يتأرجح التدريجي من نوع مصغرة الطرد المركزي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 5
الرقم 5. تشكيل microdroplets W / O-خلية الحجم monodisperse. الصور المجهر الرقمية وتوزيع حجم رسوم بيانية (ن = 200) من microdroplets تم إنشاؤها باستخدام الشعيرات الدموية من مختلف ديامتر، د ط = 5 (A، B) و 10 (C، D)، و 20 ميكرون (E، F)، (G) الارتباط بين قطر الفتحة من الزجاج الشعرية وقطر microdroplets لدت W / O . أشرطة الخطأ تظهر الانحرافات المعيارية من قطر microdroplets W / O الذي تم إنشاؤه. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

باستخدام هذا الجهاز، تم إنشاء monodisperse W / O microdroplets من هضبة-رايلي عدم استقرار طائرة تدفق 17. لم الفحص المجهري لا تكشف عن وجود قطرات الأقمار الصناعية. في تصنيع الجهاز، ثلاث خطوات حاسمة ضرورية لتوليد monodisperse W microdroplets / O بنجاح. أولا، لتوفير تدفق التوالي السطحي النفط التي تحتوي على ومحلول مائي، والثقوب الشعرية من أربعة أقراص يجب أن تكون مرتبة في نمط متحدة المركز. ثانيا، تم إدراج الشعرية الداخلي بعناية في شعري الخارجي لأن غيض من شعري يكسر بسهولة إذا إنها تجري اتصالات مع حامل العلوي. هذه العملية يمكن أن يكون صعبا، ولذا فإننا نوصي باستخدام عدسة مكبرة. وأخيرا، من أجل جعل تدفق النفث من محلول مائي 17، يجب تعيين موقف الشعرية الداخلي في شعري الخارجي إلى w = 100-150 ميكرون. إذا كان حجم توزيع W / O microdroplets الناتجة عن التصنيع العسكري الطرد المركزيجهاز rofluidic ليس monodisperse، والتحقق من موقف الشعرية الداخلي في الشعرية الخارجي. لتغيير الموقف من الشعرية الداخلي في الشعرية الخارجي، يرجى بدوره المسمار في الجزء العلوي من حامل. وبالتالي، وبعد المسافة ث يمكن التحكم بدقة.

لجعل monodisperse W microdroplets / O، وهناك قيود الحالية. هناك صعوبة في زيادة معدل الطرد المركزي (إذا لزم الأمر) لأنه تم إجراء جميع التجارب في الدراسة في الحد الأقصى لمعدل الطرد المركزي من أجهزة الطرد المركزي سطح المكتب. بالإضافة إلى ذلك، جيل بالقطيرات صعب من مجموعة متنوعة من الحلول عينة مختلفة، والحد الحاضر تعتمد على تصميم أجهزة الطرد المركزي. الشعيرات الدموية متعددة الماسورة كما الشعرية الداخلي قد توفر microdroplets مغلفة من تركيبات مختلفة من المواد والحلول 18.

الجهاز ميكروفلويديك واثنين من المزايا الرئيسية مقارنة مع الطرق التقليدية متناهية: ط) هبالامر السهل وتلفيق قوي، وب) شرط فقط حجم صغير (0.1 ميكرولتر) من محلول العينة. أولا، تصنيع الجهاز المتدفق التعاون القائم الشعرية الطرد المركزي axisymmetric ميكروفلويديك هو بسيط وقوي. فقط مطلوبة الشعيرات الدموية رقيقة، حامل الشعرية، وmicrotube العينة. الوقت تلفيق 5-10 دقيقة للجهاز. تصنيع الجهاز يستغرق وقتا أقل مقارنة تصنيع جهاز ميكروفلويديك الآخرين. وعلاوة على ذلك، صاحب الشعرية قوي ويمكن إعادة استخدامها. ولذلك، فإن المواد الاستهلاكية الوحيدة هي الزجاج الشعيرات الدموية وعينة microtube في الجهاز، مما يجعله أقل تكلفة من أنظمة الموائع الدقيقة الأخرى. وأخيرا، منذ كانت تنتج تدفقات النفط والمائية من قبل قوة الطرد المركزي، لم يكن هناك أي حجم الضائع. لمدة 1-2 ثانية، الجهاز يولد عدد كبير من microdroplets.

Microdroplets هم المرشحين المثالي لإجراء التجارب الإنتاجية العالية التي تنطوي على كميات صغيرة من عينة محلولن. مع هذا الجهاز، فمن الممكن نظريا لتوليد مئات الآلاف من microdroplets 10 ميكرون الحجم في الثانية من 0.1 ميكرولتر من محلول العينة. وهكذا، فإن جهاز يستوعب العمل مع العينات البيولوجية الثمينة عن طريق التقليل من حجم العينات اللازمة للتحليل الكمي السريع. هذا الجهاز يمكن استخدامها لتحليل التفاعلات الكيميائية الحيوية 6-9 وحيدة الخلية التفاعلات الأنزيمية 10.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2-mm-thick polyacetal plastic plate Tool Nikkyo Technos, Co., Ltd. (Japan) 244-6432-08
Milling machine Tool Roland DG Co., Ltd. (Japan) MDX-40A
End Mill RSE230-0.5*2.5 Tool NS Tool Co., Ltd. (Japan) 01-00644-00501
M2*40 screws Tool Jujo Synthetic Chemistry Labo. (Japan) 0001-024
Glass Capillry Puller Tool Narishige (Japan) PC-10
Microforge Tool Narishige (Japan) MF-900
Inner Glass Capillary Tool Narishige (Japan) G-1
Outer Glass Capillary Tool World Precision Instruments Inc. (USA) 1B200-6
1.5 ml Sample tube Tool INA OPTIKA CO.,LTD (Japan) ST-0150F
Hexadecane Reagent Wako Pure Chemical Industries Ltd. (Japan) 080-03685 
Sorbitan monooleate (Span 80) Reagent Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (Japan) S0060
Milli Q system Reagent Merck Millipore Corporation (Germany) ZRQSVP030
Swinging-out-type Mini-centrifuge Tool Hitech Co., Ltd. (Japan) ATT101
Digital Microscope Tool KEYENCE Corporation (Japan) VHX-2001

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Song, H., Chen, D. L., Ismagilov, R. F. Reactions in droplets in microfluidic channels. Angew. Chem., Int. Ed. 45 (44), 7336-7356 (2006).
  2. Huebner, A., et al. Microdroplets: a sea of applications? Lab Chip. 8, 1244-1254 (2008).
  3. Taly, V., Kelly, B. T., Griffiths, A. D. Droplets as microreactors for highthroughput biology. ChemBioChem. 8 (3), 263-272 (2007).
  4. Teh, S. Y., Lin, R., Hung, L. H., Lee, A. P. Droplet microfluidics. Lab Chip . 8, 198-220 (2008).
  5. Takinoue, M., Takeuchi, S. Droplet microfluidics for the study of artificial cells. Anal. Bioanal. Chem. 400 (6), 1705-1716 (2011).
  6. Hase, M., Yamada, A., Hamada, T., Baigl, D., Yoshikawa, K. Manipulation of cell-sized phospholipid-coated microdroplets and their use as biochemical microreactors. Langmuir. 23 (2), 348-352 (2007).
  7. Zheng, B., Tice, J. D., Roach, L. S., Ismagilov, R. F. A Droplet-Based, Composite PDMS/Glass Capillary Microfluidic System for Evaluating Protein Crystallization Conditions by Microbatch and Vapor-Diffusion Methods with On-Chip X-Ray Diffraction. Angew. Chem., Int. Ed. 43 (19), 2508-2511 (2004).
  8. Nakano, M., et al. Single-molecule PCR using water-in-oil emulsion. J. Biotechnol. 102 (2), 117-124 (2003).
  9. Diehl, F., et al. BEAMing: single-molecule PCR on microparticles in water-in-oil emulsions. Nat. Methods. 3, 551-559 (2006).
  10. He, M., et al. Selective encapsulation of single cells and subcellular organelles into picoliter- and femtoliter-volume droplets. Anal. Chem. 77 (6), 1539-1544 (2005).
  11. Baroud, C., Gallaire, F., Dangla, R. Dynamics of microfluidic droplets. Lab Chip. 10, 2032-2045 (2010).
  12. Utada, A. S., Nieves, A. F., Stone, H. A., Weitz, D. A. Dripping to jetting transitions in coflowing liquid streams. Phys. Rev. Lett. 99 (9), 094502 (2007).
  13. Cramer, C., Fischer, P., Windhab, E. J. Drop formation in a co-flowing ambient fluid. Chem. Eng. Sci. 59 (15), 3045-3058 (2004).
  14. Anna, S. L., Bontoux, N., Stone, H. A. Formation of dispersions using "flow-focusing" in microchannels. Appl. Phys. Lett. 82, 364-366 (2003).
  15. Takeuchi, S., Garstecki, P., Weibel, D. B., Whitesides, G. M. An axisymmetric flow-focusing microfluidic device. Adv. Mater. 17 (8), 1067-1072 (2005).
  16. Thorsen, T., Roberts, R. W., Arnold, F. H., Quake, S. R. Dynamic pattern formation in a vesicle-generating microfluidic device. Phys. Rev. Lett. 86 (18), 4163-4166 (2001).
  17. Yamashita, H., et al. Generation of monodisperse cell-sized microdroplets using a centrifuge-based axisymmetric co-flowing microfluidic device. J. Biosci. Biotech. 119 (4), 492-495 (2015).
  18. Maeda, K., Onoe, H., Takinoue, M., Takeuchi, S. Controlled synthesis of 3D multi-compartmental particles with centrifuge-based microdroplet formation from a multi-barrelled capillary. Adv. Mater. 24 (10), 1340-1346 (2012).

Tags

الهندسة، العدد 108، الماء في الزيت microdroplets، والرذاذ على microfluidics، جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي شعري القائم، Axisymmetric المشارك المتدفقة
القائم الشعرية جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي لتشكيل السيطرة الحجم من Monodisperse Microdroplets
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Morita, M., Yamashita, H., Hayakawa, More

Morita, M., Yamashita, H., Hayakawa, M., Onoe, H., Takinoue, M. Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets. J. Vis. Exp. (108), e53860, doi:10.3791/53860 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter