Summary
여기, 선물이 제조 프로세스와 semi-three-dimensional (세미-3D) 흐름 초점 미세 칩 물방울 형성에 대 한 확인 실험을 설명 하는 프로토콜.
Abstract
균일 하 고 크기를 제어할 수 있는 폴 리 (에틸렌 글리콜) 빛 (PEGDA) 방울 초점 미세 장치에서 프로세스 흐름을 통해 생성 될 수 있습니다. 이 종이 물방울 형성에 대 한 semi-three-dimensional (세미-3D) 흐름 초점 미세 칩을 제안합니다. 입니다 (PDMS) 칩 멀티 레이어 소프트 리소 그래피 방법을 사용 하 여 날조 되었다. Hexadecane 계면 활성 제를 포함 하는 연속 위상으로 사용 되었다 고 자외선 (UV) 사진-초기자와 PEGDA는 분산 된 단계. 계면 활성 제 드롭 지역 표면 장력을 허용 하 고 작은 마이크로-물방울으로 승진 더 cusped 팁을 형성 했다. 분산 단계의 압력은 일정, 방울의 크기 분산된 단계 흐름은 그만 두어 전에 연속 단계 압력 증가 함께 작은 되었다. 그 결과, 1 µ m에서 80 µ m 직경에서에 크기 변형 된 방울 두 입구 채널에 압력 비율을 변경 하 여 선택적으로 달성 될 수 있었다 그리고 변이의 평균 계수 7% 이기 위하여 견적 되었다. 또한, 물방울 사진 중 합에 대 한 자외선 노출에 의해 마이크로 비즈로 돌 수 있었다. 같은 마이크로 구슬 표면에 생체 변화는 생물학과 화학의 분야에서 많은 잠재적인 응용 프로그램을 있다.
Introduction
미세 물방울 기반 시스템은 높은 마이크로미터 직경 범위1 나노미터에서 단 분산 방울을 생산 하 고 높은 처리량 약물 발견2, 생체3의 합성에에서 큰 잠재력을 보유 하는 능력 ,4및5를 테스트 하는 진단. 볼륨 비율 및 샘플의 약간 microliters 소비와 함께 대규모 응용 프로그램에 더 큰 표면 영역 같은 작은 물방울의 독특한 장점으로 인해 기술 분야의 광범위 한 범위에 광범위 한 관심을 모으고 있다. 유화 2 개의 혼합할 수 없는 액체의 작은 물방울을 생성 하는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 필드에서 이전 보고서, 연구원은 다른 방울 형성 형상, t-교차점, 흐름 초점과 공동 흐르는 형상 등의 다양 한을 개발 했습니다. T-교차점 기하학에서 분산된 단계는 지속적인 단계6,7흐르는 메인 채널에 수직 채널을 통해 배달 됩니다. 일반적인 2 차원 (2D) 흐름 초점8,9 형상에, 분산된 단계 흐름 측면;에서 전단은 공동 흐르는 형상10,11, 다른 한편으로, 분산된 단계 흐름을 소개 하는 모 세관 배치 됩니다 공동 축방향 공동 흐르는 형상에 대 한 더 큰 모 세관 내부 분산된 단계 흐름에서 전단 모든 방향입니다.
작은 물방울 크기 채널 크기와 흐름 속도 비율을 조정 하 여 제어 되 고 공동 흐르는 또는 t-교차점에 의해 생산 하는 최소 크기는 수십 마이크로미터로 제한. 흐름 초점 작은 물방울 대형 시스템에 대 한 작은 물방울이 별의 세 가지 모드의 2 단계 압력 비율을 조정 하 여 양식 및 계면 활성 제 농도 떨어지는 등 정권, jetting 정권, 및 팁 스트리밍15. 팁 스트리밍 모드 스레드 형성, 그리고 얇은 스레드 분산된 단계 흐름 콘의 끝에서 밖으로 그리기 관찰 될 것 입의 모양이 라고도 합니다. 팁 스트리밍 비록 몇 마이크로미터 생성할 수 보다는 작은 방울을 증명 하는 이전 연구 프로세스 2D 또는 세미-3D 흐름 초점 장치8,12. 그러나, PEGDA의 매우 낮은 농도 포함 하는 용액 분산된 상으로 사용 되었다, PEGDA 입자의 수축 비율 했다 원래 방울 직경에서의 약 60%로 희석 하지 않고 PEGDA 동안 사진 합 후는 분산된 단계 불안정 팁 스트리밍 모드12이끌어 냈다. 계면 장력 에멀젼 과정의 중요 한 매개 변수 이며 그것은 지속적인 위상 액체, 작은 물방울 크기, 더 높은 세대 주파수13, 높은 곡선된 팁, 감소에 지도에 계면 활성 제의 추가 때문 줄어 고 14불안정성 방지합니다. 또한, 대량 계면 활성 제 농도 임계 micelle 농도 보다 훨씬 높은 경우 계면 장력은 약13 포화 상태 가변 그리고 팁 스트리밍 모드15를 발생할 수 있습니다.
이 논문에서는, 위의 관찰에 따라 우리 PEGDA 방울 생성 장치를 사용 하는 세미-3D 흐름 초점 미세, 멀티 레이어 소프트 리소 그래피 방법으로 조작에 대 한 손쉬운 접근 개발. 다른 일반적인 2D 흐름 집중 장치, 세미-3D 흐름 집중 장치는 얕은 분산된 단계 채널 및 깊은 연속 위상 채널 있으므로 분산된 단계 수 수 전단에서 위쪽 및 아래쪽 옆에 옆에. 이 흐름 초점 모드에 대 한 에너지와 물방울이 별에 필요한 압력을 감소 시켜 더 큰 조정 범위를 제공 합니다. 다른 이전 보고서12, 분산된 단계는 순수한 PEGDAcontaining 사진-초기자, PEGDA 입자의 수축 비율 1016; 보다 낮은 그리고 지속적인 단계 높은 대량 실리콘 기반 비 계면 활성 제의 농도와 용 해 hexadecane의 혼합물 이다. 크기 제어 및 균일 한 방울 두 단계의 압력 비율을 조정 하 여 제작 했다. 물방울이 별 팁 스트리밍 모드 처리 모드에서 변경 내용을 처리 하는으로 방울의 직경 1 µ m 80 µ m에서 변경 됩니다. 또한, PEGDA 입자는 자외선 노출 사진 중 합 과정을 통해 합성 했다. 제조의 용이성과 물방울 생성 미세 시스템 생물학 응용 프로그램에 대 한 더 많은 가능성을 제공할 것입니다.
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Protocol
1. 금형 제작
- 두 포토 드로잉 소프트웨어를 사용 하 여 디자인 합니다. 아닌 구조의 개요를 설명 마스크 1과 2 같은 드로잉 파일에 대 한 두 개의 별도 레이어를 사용 하 여, 그래서 서로 다른 채널 간의 모든 연결을 확인 하십시오. 1 µ m 해상도와 공급 업체에 의해 유리 플레이트 크롬을 독립적으로 서로 다른 레이어를 인쇄 합니다. 네거티브 극성으로는 포토 어두운 투명 하 게 설계 된 구조 인지 확인 합니다.
참고: 마스크 1 분산된 단계 입구 채널 및 구멍을 포함 한다. 마스크 2 연속 단계 입구 채널, 필터와 콘센트 포함 되어 있습니다. - 지정 된 사진 평판 실험실에서 직경 3 인치 실리콘 웨이퍼를 청소. Spin coater에 웨이퍼를 배치, 스핀 척에 웨이퍼를 부착 하 여 진공에. 스핀-코트 수 8 2025 부정적인 감광 제 10 웨이퍼에의 2-3 mL 1000 rpm, 다음 30 s s 20 µ m의 첫 번째 레이어 두께 제공 하는 3000 rpm에서.
- 6 분 동안 95 ° C 열판에 부드러운 빵. 코팅 된 웨이퍼 (RT) 실내 온도에 냉각, 후는 조명을 15 mW/cm2, 365 마스크 1 통해 노출 18 미 후 노출에 대 한 UV의 nm 6 분 동안 95 ° C 열판에 구워 다음 실시간에 냉각 웨이퍼를 허용
- 스핀 코팅 과정을 반복 합니다. 2-3 mL 수 8 2100 부정적인 감광 제 10 웨이퍼에 적용 1000 rpm, 다음 30 s s 2000 rpm, 130 µ m의 두 번째 레이어 두께 제공. 35 분 동안 95 ° C 열판에 부드러운 빵, 후 위 마스크 2 30 노출 두 번째 레이어 감광 s, UV aligner에 의해 분산된 단계 채널 계층으로 정렬 되었다. 사후 노출, 7 분 동안 95 ° C 열판에 구워.
- 기능, 웨이퍼에 명확 하 게 될 때까지 에틸 알코올로 씻어 프로필 렌 글리콜 메 틸 에테르 아세테이트의 50 mL의 촉발된 욕조에 immersing 하 여 웨이퍼를 개발 합니다. 마지막으로, 2 시간에 대 한 하드 베이킹에 서 모스 탯 플랫폼에 웨이퍼를 놓습니다.
2. 세미-3D 흐름 초점 미세 칩 제조
- 믹스 PDMS 단위체와 상단 및 하단 레이어, 일반적으로 상위 계층에 대 한 10:1 및 8:1 아래 계층에 대 한 약간 다른 무게 비에 그것의 경화제 4 분에 대 한 자동 연 교 반기를 사용합니다.
참고: 위쪽 및 아래쪽 PDMS 석판 약간 다른 비율에 준비가 (10:1 및 8:1 각각) 경화제를 PDMS 기지의 접합 강도 향상. 5:1 비율을 아래 계층에 대 한 선택 하면 엄격한 하단 PDMS 슬 래 브 맞춤 어려운 고 유연성의 부족으로 인해 결합 강도 감소 시킨다. 또한, 하단 PDMS 슬 래 브의 두께 현미경의 작동 거리를 적응에 대 한 약 1 m m 이다. 15:1 비율을 선택 하면 칩은 쉽게 높은 압력에서 변형. - 90 mm 페 트리 접시에 완성 된 실리콘 몰드에 혼합물을 부 어 하 고 제공 하는 두께 2 ~ 3 mm. 진공 챔버에 배치 그리고 모든 공기 거품이 사라질 때까지 드. 80 ° C 오븐에서 1 h에서 치료.
- PDMS 장치 기능에서 적어도 3mm 잘라내어 천천히 껍질 실리콘 웨이퍼에서 PDMS 층을 메스 실시간 사용을 허용 합니다. 분산된 단계 입구, 연속 단계 입구 및 0.75 m m 직경 펀치를 사용 하 여 최고 PDMS 층에서 콘센트를 펀치.
- 먼지 입자를 제거 하는 접착 테이프를 가진 PDMS를 청소. 플라즈마 청소기 300 W 플라즈마에 2 분 동안 동시에 위쪽 및 아래쪽 PDMS 레이어 취급. 상위 레이어 아래쪽 레이어 표면에 배치를 서피스 상대적으로 기능 스테레오 현미경을 통해 보기 정렬 됩니다.
- 치료 강도 강화 하 고 결합을 완료 한 날에 대 한 120 ° C에서 오븐에 장치.
3. 시 약 준비
- 연속 위상의 솔루션을 준비: 18 vol % 실리콘 기반 비 계면 활성 제를 용 해 하 여 Hexadecane.
- 분산 단계의 솔루션 준비: 친수성 폴 리 (에틸렌 글리콜) 빛 (PEGDA, MW 255) 사진-창시자, 및 rhodamine B (5 mg/mL의 농도에서 포함 된 2-hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone (98%, MW 224) 95%, MW 479.01) 형광 염료로 1 mmol/L의 농도에서.
- 공 압 압력 컨트롤러의 1 mL 저수지를 연속 단계에 채워 넣어 라. 분산된 단계와 200 µ L 젤 로드 팁을 작성.
4. 시스템 준비
- 고속 카메라 보기는 거꾸로 광학 현미경의 스테이지 준결승 3 차원 미세 장치를 놓습니다.
- 짧은 스테인레스 스틸 튜브를 연결 하 여 연속 위상의 천공된 구멍에 플 루 오 르 에틸렌 프로필 렌 (FEP) 튜브를 연결 다음 분산 단계의 천공된 구멍에 젤 로드 팁의 끝을 삽입 합니다. FEP 튜브의 20 cm 길이 장치에서 콘센트에 삽입 하 고 15 mL 원심 분리기 튜브에서 끝을 배치.
참고: 시스템의 구성은 그림 1에 나와 있습니다.
5. 방울 형성
- 거꾸로 현미경의 워크 벤치에 장치를 놓고 서로 다른 채널의 현미경의 광원의 위치에 대략 위치 하는지 확인 합니다. 2 단계 교차점을 포함 하는 영역이, 구멍 지역 및 다운스트림 채널에 거꾸로 한 현미경의 초점을 맞춥니다.
- 공 압 압력 컨트롤러를 사용 하 여 분산 단계 15 mbar와 30 mbar 연속 단계에 대 한 교차 영역에 천천히 액체를 제공 하는 두 단계의 압력을 설정 합니다. 안정화와 안정적인 유체 흐름 거품 및 PDMS 잔류물 없이 운반까지 평형에 대 일 분을 기다립니다.
- 제어 소프트웨어의 사용자 인터페이스에 매개 변수를 입력 합니다. 예를 들어 상수 시스템의 베이스 레벨 압력으로 분산 단계의 압력을 설정, 45 mbar에서 그것을 유지. 유제가 별 모드 jetting 팁 스트리밍 모드에서 변경 될 때까지 지속적인 단계의 압력을 증가 후 안정화를 위한 5 분 기다립니다.
- FEP 튜브 끝 방울 수집 하 원심 분리기 튜브에 연결 하는 콘센트 구멍을 배치 합니다.
6. PEGDA 입자 수집 및 특성화
- 정착 물에 aslant 원심 분리기 튜브를 수정. 때 튜브를 액체 단계 흐름 UV 노출에 의해 급속 한 응고를 통해 PEGDA 입자를 얻을.
- 수집 프로세스를 완료 하는 경우 샘플 하 고 각각 20 X 60 X 개체와 형광 현미경을 통해 PEGDA 입자를 관찰 합니다.
참고. 카메라에 의해 촬영 된 디지털 형광 이미지 맞춤 소프트웨어 루틴에 의해 분석 된다. 이미지는 첫 번째 deconvolution 밖으로의 초점 빛과 이미지에서 개체 캐니에 지 검출 방법;에 따라 추출 영역의 흐림 효과 제거 하는 R-L 알고리즘17 에 따라 마지막으로, 각 영역 개체의 직경 Hough 변환18를 사용 하 여 계산할 수 있습니다. 그 결과, 평균 및 표준 편차 각 이미지에 구체 개체의 직경의 추정 될 수 있습니다.
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Representative Results
세미-3D 흐름 초점 미세 칩 멀티 레이어 소프트 리소 그래피 기술을 사용 하 여 위에서 설명한 대로 조작 했다. 제조 프로세스와 결과 그림 2에 표시 된 protocolare에 있는 마스터 형 이다. 65 µ m 넓은 채널 분산된 단계와는 50 µ m 넓은 개 구 부 (그림 2를) 도입을 제공 하는 첫 번째 계층은 두께에서 20 µ m. 또한 130 µ m 두께 레이어는 연속 단계 채널 및 출구 채널 (그림 2b)를 제공 하는 데 사용 됩니다. 그림 2 c 완성 된 몰드를 보여줍니다. 입구에서 필터는 입력에서 PDMS에 구멍 뚫은 구멍의 파편을 방지 하기 위해 설계 되었습니다. 이 구멍 (그림 2d)에 막힘을 극복 하기 위해 수행 됩니다.
마스터 금형, 조립 후 주조 과정과 결과 는 프로토콜에는 그림 3에 표시 됩니다. 위쪽 및 아래쪽 절반 조각 미러 구조 PDMS를 사용 하 여 준비가 되어 있습니다. PDMS의 상위 층으로 입구 및 출구 구멍을 드릴을 0.75 m m 펀치를 사용 하 여. 산소 플라즈마 처리 후 동시에, 상단 및 하단 PDMS 석판의 기능을 장치 성능 영향을 크게 주지 않는 적은 정렬 오류와 함께 정렬 됩니다. 모든 세미-3D 장치 길이 약 5 cm입니다. 우리는 10 cm 긴 칩 다운스트림 채널을 추가 했어요. 그러나, 큰 칩, 더 어려운 맞춤 증가 정렬 지역으로 처리. 또한, (예: 2.5 cm 긴 칩 사용) 짧은 칩 또한 어려운 정렬 프로세스 유연성의 부족 합니다.
세미-3D 흐름 초점 미세 장치 및 일반적인 방울 형성 과정은 그림 4에 설명. 분산된 단계 채널 및 연속 단계 채널의 깊이의 차이 때문에 분산된 단계 흐름 연속 단계 흐름에 의해 모든 방향에서 압박 될 예정 이다. 그 결과, 대칭 원뿔 액체 방울을 지속적으로 생산 하는 폼 팁. 방울의 크기는 분산 및 연속 단계 흐름의 압력 비율에 의해 변경 됩니다. 우리의 실험에 대 한 분산된 단계 (PD)의 압력 유지 일정 베이스 레벨 압력 및 연속 위상의 압력 (PC)는 수정 전단 힘에 영향을 미칠에서 물방울이 별 프로세스 변경 그림 5에서 같이 팁 스트리밍 모드, 처리 모드입니다. 작은 물방울 입자를 형성 하는 사진 중 합에 의해 경화는. UV 노출 polymerizes 작은 물방울에서 단위체. 그림 6 은 다른 압력 비율; 입자의 형광 이미지 그리고 이미지 분석 결과 물방울 크기는 그림 7에있는 압력 비율의 기능으로 그려집니다. 전기 회로 방법24, 와 비유에 의해 해당 유체 회로 다음 그림 7b에 표시 됩니다. 우리는 대략 세 부분 유압 저항 계산: 분산된 단계 채널은 1.26 1014펜 실바 니 아 • • s m-3 (R3); X 개 구 부 및 다운스트림 채널의 합이 1012Pa •의 • m-3 (R4 + R5); X 6.08 연속 위상 채널과 필터 있으며 2.19 1012Pa •의 • m-3 (R2) X 1012Pa •의 • m-3 (R1) X 1.10. 모든 유압 저항 및 흐름 속도 사이의 관계 표시 됩니다 다음과 같은:
PB 2 단계 아닌의 교차점의 압력 이다. 45 mbar에서 분산된 단계 (PD)의 압력을 유지 압력 비율 해당 흐름 속도 비율 변환 됩니다.
QC = 0.8859PC -1.62891
QD = 2.1302-0.0217PC
작은 물방울 크기 그림 7 c에에서 흐름 속도 비율의 기능으로 플롯 됩니다. 그림을 나타냅니다 증가 압력 비율 (PC / PD) spindlier 팁 및 감소 드롭릿으로 전단 되 고 분산 단계 흐름에 리드. PEGDA 입자 크기 범위 80 µ m와 7% 편차 (CV)의 평균 계수 1 µ m에서 다릅니다. 현미경의 보기에서 12 또는 너무 작은 물방울만 했다 그래서 작은 물방울은 60 X 개체와 형광 현미경을 통해 관찰 되었다. 또한, 더 작은 작은 물방울 반경에서 20 또는 30 픽셀 약 했다. 작은 방울의 분산의 계수 특성 힘 들었다 그리고 그 작은 방울의 CVs 나타나지 했다 그래서 작은 자료 부정확 한 계산 이어질 것 이다.
그림 1 : 실험 시스템의 구성 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: 멀티 레이어 소프트 리소 그래피에 대 한 교 형. (a) 마스크 1 20 µ m 기능의 형성에 대 한 사용. 마스터 분산된 단계 채널 및 구멍을 포함 한다. (b) 마스크 2 130 µ m 기능의 형성에 대 한 사용. 마스터 연속 단계 채널 및 출구 채널을 포함합니다. (c) 단일 마스터입니다. (d) CAD 드로잉 및 막힘을 방지 하기 위해 입구에 위치한 필터의 SEM 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: 주조 및 본딩 PDMS 미세 칩에 대 한 처리. (a) 세미-3D PDMS 장치 어셈블리의 회로도. (b) PDMS 구조 SEM.(c) 모놀리식 미세 장치 아래의 슬 래 브. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4: 작동 세미-3D 흐름 초점 미세 시스템의 원리를 설명. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5 : 다양 한 작은 물방울이 별 프로세스는 설명 형광 mages. 토 출 모드 (-d) (e-f) 팁 스트리밍 모드 PC 는 연속 위상의 압력 그리고 PD 는 분산 단계의 압력. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 6 . 다른 압력 비율에서 PEGDA 입자. 형광 이미지 다른 크기에서 입자와 입자 (a-b) 광학 현미경 및 (c-d) confocal 레이저 스캐닝 현미경 검사 법. PC 는 연속 위상의 압력 그리고 PD 는 분산 단계의 압력. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 7 . 작은 물방울 크기입니다. (a) 압력 비율에 근거 하 여 해당 크기. 검은 사각형 물방울 크기 분포 나타내고 첨자 숫자는 변이의 해당 계수. 작은 방울은 그 작은 작은 물방울의 CV 표시 되지 했다 그래서 작은 방울의 분산의 계수를 특성화 어렵습니다. (b) 유체 회로의 그림. (c) 작은 물방울 크기와 흐름 속도 비율 사이 관계. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
2D 및 3D 세미 미세 장치를 사용 하 여 흐름 초점 모드에서 작은 물방울의 생성 이전 보고서8,,915,19,20, 다양 한 개발 되었습니다. 21. 이러한 시스템에서 수성 액체 고형화 하지 수는으로 선정 되었다 이온된 수8,15,,2021, 같은 분산된 단계 나트륨의 용액 안정적인 팁 스트리밍 모드의 형성과 수산화19 고전압 전기 분야8,21의 지원이 필요 합니다. 또한, 이러한 흐름 초점 작은 물방울 대형 시스템이입니다 순수한 물, PEGDA12의 저 농도 용액 중 하나 PEGDA 분산된 단계로 희석 하지 않고 사용 하 중 보다 더 안정.
세미-3D 흐름 초점 미세 시스템에서 고전압 전기 분야 없이 undiluted PEGDA 솔루션 형태 안정 물방울이 별 과정에 어려움을 증가 하는 분산된 단계 액체도 사용 되었다. 우리는 발견 팁 스트리밍 모드 했다 안정 되어 있는 계면 활성 제;의 농도 증가 시켜 그리고, 계면 활성 제의 농도 증가 지역 표면 장력을 감소 하 고 물방울 크기 감소에 이어지는 더 cusped 팁을 형성 했다. 그 결과, 크기 제어 (1 µ m 직경에서 80 µ m) 방울만 제조 및 높은 재현성으로 용이성에 압력 비율을 조정 하 여 얻을 수 있습니다.
그러나, 우리의 세미-3D 흐름 초점 미세 시스템에 대 한 주요 제한이입니다. PDMS는 유연한 소재 흐름 초점 모드는 아닌의 변형으로 인해 높은 압력 하에서 불안정 해질 것 이다. 또한, 그 hexadecane PDMS22붓기가 발생할 것 이라고 보도 했다, 하지만 우리는 우리의 아닌 그러한 효과 의해 발생의 중요 한 변형을 관찰 하지 않았다. 80 µ m, 100 µ m 넓은 채널 분산된 단계에 대 한 선정 됐다, 그리고 약간의 변형 압력 증가 하는 때 관찰 되었다. 그래서, 우리 제안 구멍 지역에 흐름 속도 등 높은 압력에서 너무 높은 선도 피할 수 없는 변형, 하지만 hexadecane의 붓기 효과 때문. 전체 평면 장치 7 시간 동안 계속된 사용 후 약간 구 부 것 이다. 실용적인 데이터 그룹을 측정 하기 위해 약 4 시간 소요 되 고 장치는 현저 하 게 변형 하지. 또한, 그것은 가치가 탐험 불안정 한 흐름 초점 모드에서 t-교차점을 사용 하 여 치열이 별 과정 결과 여부입니다. Y-교차점, (를 포함 하 여 15 °, 45 °, 65 °) 두 단계 채널 사이의 각도와 흐름 초점 구조는 부드러운 흐름-초점 보다 안정적인 모드에 대 한 수 있도록 선정 됐다. 그러나, 아무 팁 스트리밍 모드 그 미세 장치에서 발생 하 고만 더 큰 작은 물방울에서 형성 토 출 모드. 그것은 또한 분산된 단계 흐름의 전체 너비는 약 30 µ m Y 접속점23을 사용 하 여 고압 비율에서 알려졌다. 마지막으로, 분산된 단계에 적용 하는 기본 수준 압력은 다소 낮은, 그리고 낮은 압력 생성 빈도가 감소, 특히 더 작은 작은 물방울에 대 한. 높은 생산 속도 우리의 미래의 작업에 뛰어난된 구조를 통해 취득 될 예정 이다.
더 작은 작은 물방울 더 높은 표면 볼륨 비율, 더 높은 반응 속도 효율으로 이어지는 발생 합니다. 생물학, 작은 물방울 항 체 검사 및 약물 발견에 의해 사용 됩니다 surficial 장식, 타겟 유전자 같은 생물 분자, 추가 셀, 및 자석 및 형광 추가 하 여 생산 기능 입자 캡슐화 소재입니다. 우리 세미-3D 흐름 초점 PDMS 장치 및 작은 물방울 생성의 제조에 관련 된 우리의 프로토콜 같은 분야에서 지속적이 고 깊은 연구에 기여할 것입니다 하 고 다양 한 생물 학적 응용에에서 사용 될 바랍니다.
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Disclosures
저자는 공개 없다.
Acknowledgments
이 작품 심천 기초 연구 (그랜트 제 자금에 의해 지원 되었다 JCYJ 20150630170146829, JCYJ20160531195439665 및 JCYJ20160317152359560)입니다. 저자는 교수부터 Y. 첸 심천 연구소의 고급 기술 지원에 대 한 과학의 중국 아카데미에 감사 하 고 싶습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Silicon wafer | Huashi Co., Ltd | ||
| SU-8 2025, 2100 | Microchem Co. | Y111069 | |
| SU-8 developer | Microchem Co. | Y020100 | |
| Chromium mask | Qingyi Precision Mask Making Co., Ltd | ||
| polydimethylsiloxane(PDMS) | Dow Corning | Sylgard 184 | |
| poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) | Sigma | 26570-48-9 | |
| 2-hydroxy-40-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone | TCI | H1361-5G | photoinitiator |
| Hexadecane | Sigma | 544-76- 3 | |
| ABIL EM 90 | CHT | 144243-53-8 | surfactants |
| Rhodamine B | Aladdin | 81-88-9 | fluorescent dye |
| Spin Coater | |||
| Lithography machine | |||
| Automatic ointment agitator | Thinky | ARV-310 | |
| Oven | BluePard | ||
| Optical microscope | OLYMPUS | IX71 | |
| High-speed camera | Hamamatsu, Japan | ORCA-flash | |
| MAESFLO Microfluidic Fluid Control System | FLUIGENT | MFCS-EZ | |
| UV lamp | FUTANSI | 365 nm UV light, 8000 MW/CM2 |
References
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