Waiting
Login processing...

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

Engineering

Поколение под контролем размер поли (этиленгликоля) Diacrylate каплями через Semi-3-мерной потока упором Microfluidic приборы

Published: July 3, 2018 doi: 10.3791/57198

Summary

Здесь мы представляем протокол для иллюстрации процессы изготовления и проверки экспериментов semi-three-dimensional (полу 3D) потока упором microfluidic чип для формирования капли.

Abstract

Форма и размер controllable поли (этиленгликоля) diacrylate (PEGDA) капельки могут производиться через поток упором процесса в microfluidic устройство. Этот документ предлагает semi-three-dimensional (полу 3D) потока упором microfluidic чип для формирования капли. Полидиметилсилоксан (PDMS) чип было изготовлено с использованием метода многослойных мягкой литографии. Гексадекан, содержащих ПАВ был использован в качестве непрерывной фазой, и PEGDA с ультрафиолетовой (УФ) Фото инициатор был дисперсной фазы. ПАВ позволили местным поверхностное натяжение отказаться и сформировал более арочных подсказка, которая содействует взлома крошечные микро капельки. Как постоянное давление дисперсной фазы, размер капель стало меньше с увеличением давления непрерывной фазой до дисперсной фазы, которые потока была break off. В результате капель с изменением размер от 1 мкм до 80 мкм в диаметре может быть выборочно достигнуто путем изменения коэффициента давления в двух подводящих каналов, и средний коэффициент вариации оценивался ниже 7%. Кроме того капель может превратиться в микро бусы, УФ-облучения для фото полимеризации. Спрягать биомолекул на такой поверхности микро бусины имеют много потенциальных применений в областях биологии и химии.

Introduction

На основе капелька microfluidic системы имеют возможность капельки высоко монодисперсных от нанометр до микрометра диаметр круга1 и провести большой потенциал в высок объём наркотиков открытие2, синтез биомолекул3 ,4и диагностическое тестирование5. Из-за уникальные преимущества мелких капель, например большей площади поверхности соотношение объема и крупномасштабных приложений с потребления несколько микролитров образца технология привлекла большой интерес в широкий спектр областей. Эмульгирование двух несмешивающихся жидкостей является одним из наиболее типичных методов для создания дроплета. В предыдущих докладах, в поле исследователи разработали целый ряд различных капелька формирования геометрии, включая т-образного перекрестка, поток упором и совместно течет геометрии. В т-образного геометрии дисперсной фазы доставляется через канала перпендикулярная в основной канал, в котором непрерывной фазой течет6,7. В типичных двухмерный (2D) потока упор8,9 геометрии дисперсной фазы потока состригается с боковой; и для совместного течет геометрии10,11, с другой стороны, капиллярные, представляя дисперсной фазы потока помещается co аксиально внутри больше капилляров для совместного геометрия, таким образом, чтобы поток дисперсной фазы состригается с все направления.

Размер капли контролируется, регулируя каналов потока и размер оценить соотношение, и минимальный размер производимых совместно течет или т-образного ограничен до десятков микрометров. Для потока упором капелька формирования системы, три режима капелька распада образуют регулируя отношение давления двухфазных и концентрации ПАВ, включая капает режима, кумулятивного режима и потокового подсказка-15. Режим потоковой передачи подсказка называется также формирование потока и появление тонких, что нить, растягивая из кончик конуса дисперсной фазы потока будет соблюдаться. Предыдущие исследования показали капельки меньше, чем несколько микрометров могут создаваться Хотя чаевые потоковое процесс в 2D или полу 3D потока упором устройство8,12. Однако, как водный раствор, содержащий очень низкой концентрации PEGDA был использован в качестве дисперсной фазы, усадка PEGDA частиц составляло около 60% оригинальных капель диаметром после фото полимеризации, при PEGDA без разбавления как дисперсной фазы привели к нестабильной потокового Подсказка режиме12. Межфазное натяжение является важным параметром эмульсии процесса и он будет уменьшаться за счет добавления ПАВ в непрерывной фазой жидкость, ведущих к снижению размера капли, выше частоты генерации13, сильно изогнутый кончик, и предотвращения нестабильности14. Кроме того когда массовая концентрация ПАВ намного выше, чем концентрация критических мицеллы, межфазного натяжения приблизительно неизменна в насыщенное состояние13 и режим потоковой передачи подсказка может произойти15.

На основании вышеизложенного, в настоящем документе, мы разработали снисходительный подход для PEGDA капельки поколения с помощью полу 3D потока упором microfluidic устройства, изготовленные методом многослойной мягкой литографии. Отличается от типичных 2D упором потока устройства, полу 3D потока упором устройство имеет мелкой дисперсной фазы канал и канал глубоко непрерывной фазой, так что дисперсной фазы может быть состригается с вверх и вниз рядом с боковым. Это обеспечивает более широкий диапазон регулировки потока упор режиме путем уменьшения энергии и давление, необходимое для распада капли. В отличие от предыдущего доклада12, дисперсной фазы является чисто PEGDAcontaining фото инициатор, убедившись, что коэффициент усадки PEGDA частиц меньше, чем 10%16; и непрерывной фазой является смесь гексадекан, растворяя с высокой насыпной концентрации неионогенных ПАВ на основе силикона. Размер контролируемый и единой капли были произведены путем корректировки давления соотношение двух фаз. Диаметр капель изменяется от 80 мкм до 1 мкм, как капельки распада обрабатывает изменения от кумулятивного режима режим потоковой передачи подсказка. Кроме того был синтезирован PEGDA частиц через процесс фото полимеризации в УФ-облучения. Капелька поколения microfluidic системы с легкостью изготовления будет предоставлять больше возможностей для биологических приложений.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. форма изготовление

  1. Дизайн два фотошаблонов, с использованием графического программного обеспечения. Описывают контур микроканальные структуры и использовать два отдельных слоев для маска 1 и 2 в том же файле чертежа, поэтому убедитесь, все соединения между различными каналами. Печать различных слоев самостоятельно хром пластины на стекле поставщиком с разрешением 1 мкм. Убедитесь, что фотошаблонов темные с прозрачной разработанные структуры, как отрицательной полярности.
    Примечание: Маска 1 содержит дисперсной фазы входного канала и отверстия. Маска 2 содержит входной канал непрерывной фазой, фильтр и розетки.
  2. В лаборатории места для фотолитографии чистые 3-дюймовый диаметр кремниевой пластины. Поместите пластины на спин coater, включите вакуум, чтобы прикрепить вафельные для вращения патрона. Спин пальто 2-3 мл Су-8 2025 негативного фоторезиста на вафельные для 10 s при 1000 об/мин, затем 30 s при 3000 об/мин, обеспечивая первый слой толщиной 20 мкм.
  3. Мягкие Выпекать на 95 ° C плитой для 6 мин. После того, как покрытые вафельной остынет до комнатной температуры (RT), разоблачить его через маску 1 под коллимированных 15 МВт/см2, 365 Нм УФ 18 s. после облучения, выпекать на 95 ° C плитой для 6 мин, а затем позволить вафельные остыть до RT.
  4. Повторите процесс спин покрытие. Применять 2-3 мл Су-8 2100 негативного фоторезиста на вафельные для 10 s при 1000 об/мин, затем 30 s при 2000 об/мин, обеспечивая второй слой толщиной 130 мкм. После мягкой пекут на 95 ° C плитой для 35 мин, место маска 2 на втором слое фоторезиста выставить на 30 s, который был согласован с уровень канала дисперсной фазы УФ каппу. После экспозиции, выпекать на 95 ° C плитой для 7 мин.
  5. Разработка вафля, погружая в перемешиваемой бат 50 мл пропиленгликоля эфире Метилацетат, до тех пор, пока функции стало ясно на пластины, а затем промойте его с этиловым спиртом. Наконец место пластины на платформе термостатический-выпечки 2 h.

2. полу 3D потока упором Microfluidic чип изготовление

  1. PDMS смесь мономера и его отвердителя в соотношении различный вес верхней и нижних слоев, как правило 10:1 для верхнего слоя и 8:1 для нижнего слоя, используя автоматическое мазь агитатор на 4 мин.
    Примечание: Верхней и нижней плиты PDMS готовят в соотношении немного отличается (10:1 и 8:1 соответственно) PDMS базы отвердителя, повышение прочности склеивания. При соотношении 5:1 выбирается для нижнего слоя, жестче снизу PDMS плиты затрудняет выравнивание и уменьшает прочность сцепления из-за отсутствия гибкости. Кроме того толщина плиты PDMS нижней — около 1 мм для адаптации рабочее расстояние микроскопа. Чип легко деформируется под высоким давлением, когда выбирается в соотношении 15:1.
  2. Вылейте смесь в завершенных кремний плесень в чашке Петри 90 мм и обеспечивают толщиной 2 ~ 3 мм. Поместите его в вакуумной камере и Дега до тех пор, пока все воздушные пузырьки исчезают. Лечение при 80 ° C для 1 h в духовке.
  3. Разрешить PDMS остыть до использования RT. скальпель сократить по крайней мере 3 мм от особенностей устройства и медленно слезает PDMS слой из кремниевой пластины. Пунш входе дисперсной фазы, непрерывной фазой входе и выходе в верхнем слое PDMS с помощью удар диаметром 0,75 мм.
  4. Очистите PDMS с клейкой лентой, чтобы удалить частицы пыли. Плазмы относиться к верхней и нижней PDMS слои одновременно в течение 2 мин в плазме 300 W очиститель. Поместите верхний слой на нижней поверхности слоя и вставьте поверхности относительно до особенностей выравниваются просмотра через стерео Микроскоп.
  5. Вылечить устройство в духовке при температуре 120 ° C на один день для повышения прочности и завершить связь.

3. реагенты подготовка

  1. Для приготовления раствора непрерывной фазы: гексадекан, растворяя 18% vol на силиконовой основе неионогенных ПАВ.
  2. Приготовляют раствор дисперсной фазы: гидрофильные поли (этиленгликоля) diacrylate (PEGDA, 255 МВт) содержащий 2-hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone (98%, 224 МВт) в концентрации 5 мг/мл как фото инициатора и (B) родамин 95%, 479.01 МВт) в концентрации 1 ммоль/Л как флуоресцентных красителей.
  3. Заполните 1 мл водохранилищ Пневматический контроллер с непрерывной фазой. Заполните кончик 200 мкл гель загрузки с дисперсной фазы.

4. система подготовки

  1. Место полу 3D microfluidic устройство на сцене инвертированным оптическим микроскопом, Просмотр с помощью высокоскоростной камеры.
  2. Подключите фторированные этилена пропилена (FEP) трубка к вырубные непрерывной фазой, прикрепив короткой трубки из нержавеющей стали, затем вставьте конец кончик загрузки гель в вырубные дисперсной фазы. Вставьте в розетку в устройстве 20-см Длина трубки FEP и поместите конец в 15 мл пластиковых пробирок.
    Примечание: Конфигурация системы проиллюстрирована на рисунке 1.

5. капельки формирования

  1. Поместите устройство на верстаке инвертированным микроскопом и убедитесь, что перекрестка различных каналов расположен примерно в положение источника света микроскопа. Фокус инвертированным микроскопом на область, содержащую пересечение двух фаз, регионе отверстия и ниже по течению канала.
  2. Значение давления в два этапа с использованием Пневматический контроллер для доставки жидкости медленно в пересекающихся регион с 15 мбар для дисперсной фазы и 30 мбар для непрерывной фазой. Подождите 3 минуты для стабилизации и уравновешивания до стабильного потока жидкости, перевозящих не пузыри и остатков PDMS.
  3. Входные параметры в пользовательском интерфейсе управления программного обеспечения. Давление дисперсной фазы как базового уровня давления системы константа, например, поддерживать его на 45 мбар. Увеличение давления непрерывной фазой, до тех пор, пока режим распада эмульсии изменяется от струйного кончик потоковое режим, а затем подождать 5 минут для стабилизации.
  4. Поместите конец трубки FEP, соединяющий выход отверстие для пластиковых пробирок для сбора капель.

6. PEGDA частицы коллекции и характеристика

  1. Исправьте пластиковых пробирок наискось в арматуре. Получите PEGDA частиц через быстрое затвердевание УФ облучения при жидкой фазы потока в трубе.
  2. При завершении процесса сбора, образец и наблюдать PEGDA частиц через флуоресцентный микроскоп с 20 X или 60 X объектов соответственно.
    Примечание. Цифровые люминесцентные изображения, захваченные камерой анализируются рутинные специализированного программного обеспечения. Изображение является первым Деконволюция, основанный на R-L алгоритм17 чтобы устранить размытие эффект вне фокусировки света, и сферы, которую объектов на изображении извлекаются на основе метода обнаружения Canny края; Наконец диаметр каждого объекта сфере могут быть рассчитаны с использованием преобразования Хафа18. В результате среднее и стандартное отклонение диаметров сфере объектов в каждом изображении может быть оценена.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Полу 3D чип потока упором microfluidic было изготовлено с использованием методов многослойных мягкой литографии, как описано выше. Процесс изготовления и результаты для главной формы в protocolare, показан на рисунке 2. Первый слой, который обеспечивает широкий канал 65 мкм для введения дисперсной фазы и 50 мкм широкие отверстия(рис. 2), является 20 микрон в толщину. Добавление 130 мкм толщина слоя используется для обеспечения непрерывной фазой канал и канал выхода (рис. 2b). Рисунок 2 c показывает готовой формы. Фильтр на входе предназначен для предотвращения мусора отверстиями, пробитыми в PDMS въезд. Это делается для преодоления засорение в отверстия (рис.d).

После изготовления мастер форм, процесс литья и результаты в протоколе показаны на рисунке 3. Верхней и нижней половине штук с зеркальной конструкции готовятся с использованием PDMS. С помощью удар 0,75 мм просверлить верхний слой PDMS впускных и выпускных отверстий. После кислорода плазменной обработки одновременно, особенности верхней и нижней плиты PDMS выравниваются с меньшим ошибка выравнивания, которая существенно не влияет производительность устройства. Длина всей полу 3D устройства составляет около 5 см. Мы стараемся фишки длиной 10 см, добавление течению канала. Однако чем больше чип, тем труднее выравнивание процесс из-за увеличения выравнивание региона. Кроме того более короткие чип (например, 2,5 см длиной чип, который мы использовали) также затрудняет процесс выравнивания из-за отсутствия гибкости.

Полу 3D потока упором microfluidic устройство и процесс формирования типичный капелька проиллюстрированы на рисунке 4. Ожидается, что из-за разницы в глубины канале дисперсной фазы и непрерывной фазой, дисперсной фазы потока сжал от всех направлений по непрерывной фазой потока. В результате симметричной конической жидкости отзыв формы капельки непрерывно. Соотношение давление фазы дисперсных и непрерывного потока изменяется размер капель. Для наших экспериментов, давление дисперсной фазы (PD) поддерживается постоянной как базового уровня давления и давления непрерывной фазы (PC) изменяется влиять на усилие сдвига, таким образом, чтобы изменить процессы распада капелька смывающий режим режим потоковой передачи подсказка, как показано на рисунке 5. Капли затвердевает фото полимеризации формирование частиц. Воздействие УФ лучей polymerizes мономера в капли. Рисунок 6 показывает флуоресцентного изображения частиц с соотношением различных давления; и анализ изображений показывает размер капли, который строится в зависимости от соотношения давления на рисунке 7. По аналогии с электрической цепи метод24, аэрогидродинамических эквивалентная схема показана на следующий Рисунок 7b. Мы примерно расчет гидравлического сопротивления из трех частей: канал дисперсной фазы – 1,26 X 1014ПАs м-3 (R3); сумма отверстия и ниже по течению канала составляет 6,08 X 1012ПАsм-3 (R4 + R5); непрерывной фазой канала и фильтра являются 2,19 X 1012ПАsм-3 (R2) и 1.10 X 1012ПАsм-3 (R1). Отношения между всеми гидравлических сопротивлений и скорости потока показаны как следующее:

Equation 1

Equation 2

Equation 3

PB это давление пересечения двух этапов микроканальные. Когда давление дисперсной фазы (PD) поддерживается на 45 мбар, соотношение давления преобразуется в соответствующее соотношение скорость потока:

QC = 0.8859PC - 1.62891

QD = 2.1302 - 0.0217PC

Размер капли строится в зависимости от соотношения скорость потока на рисунке 7 c. Рисунок показывает, что коэффициент увеличения давления (PC / PD) приводит к диспергирования фазы потока, стриженый в кончик spindlier и снижение капли. Размер частиц PEGDA варьируется от 1 мкм до 80 мкм с средний коэффициент вариации (кв) ниже 7%. Меньше капли были замечены флуоресцентный микроскоп с 60 X объекта, так было только десяток или около того капельки в представлении микроскопа. Кроме того небольшие капельки были примерно двадцать или тридцать пикселей в радиусе. Это было трудно характеризовать коэффициенты дисперсии мелких капель, и небольшая база приведет к неточными расчет, поэтому CVs этих мелких капель не были указаны.

Figure 1
Рисунок 1 : Конфигурация экспериментальной системы Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: матер формы для многослойных мягкой литография. (a) маска 1 используется для формирования 20 мкм функций. Мастер содержит канал дисперсной фазы и отверстия. (b) маска 2 используется для формирования 130 мкм функций. Мастер содержит непрерывную фазу канал и канал выхода. (c) монолитный мастер. (d) чертежа САПР и SEM расположен на входе для предотвращения засорения фильтра. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3: литья и склеивание процессов для PDMS microfluidic чипа. (a) схема Ассамблеи полу 3D PDMS устройства. (b) структуры PDMS плита под устройство монолитной microfluidic SEM.(c) . Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4: Примерный принцип полу 3D потока упором microfluidic систем работы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5 : Иллюстративный флуоресценции маги различных процессов распада дроплет. смывающий режиме (a-d) и (e-f) подсказка-режим потоковой передачи. PC давление непрерывной фазой, и PD давление дисперсной фазы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 6
Рисунок 6 . PEGDA частиц под различные давления коэффициент. Флуоресценции изображения частиц различных размеров и частиц под оптический микроскоп (a-b) и (c-d) Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия. PC давление непрерывной фазой, и PD давление дисперсной фазы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 7
Рисунок 7 . Размер капли. (a) соответствующие размеры на основе соотношения давления. Черный квадрат представляет распределение размера капли, и верхний цифры являются соответствующий коэффициент вариации. Небольшие капельки трудно характеризовать коэффициенты дисперсии мелких капель, поэтому резюме этих мелких капель не были указаны. (b) Иллюстрация аэрогидродинамических цепи. (c) взаимосвязь между капелька размер и потока оценить соотношение. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Была разработана ранее поколение капель в режиме фокусировки потока с использованием 2D и полу 3D microfluidic устройства в различных докладах8,9,15,19,20, 21. В этих системах водный жидкость, которая не может быть затвердевших был выбран как дисперсной фазы, например деионизированной воды8,15,20,21, водный раствор натрия Гидроксид19 и формирование стабильной подсказка потокового режима нуждается в поддержке высокого напряжения электрического поля8,21. Кроме того такая система фокусировки потока формирования капли похож на один из чистой воды, с низкой концентрацией водный раствор PEGDA12, который является более стабильным, чем с помощью PEGDA без разбавления как дисперсной фазы.

В нашей полу 3D потока упором microfluidic системы без высокого напряжения электрического поля неразбавленный раствор PEGDA был использован как дисперсной фазы жидкость, увеличивающейся трудности для процесса распада стабильной капелька формы. Мы обнаружили, что кончик-режим потоковой передачи была более стабильной, увеличивая концентрацию поверхностно-активных веществ; а также, повышение концентрации ПАВ снизилась местного поверхностного натяжения и сформировал более арочных подсказка, приводит к уменьшению размера капли. В результате контролируемый размер капель (1 мкм до 80 мкм в диаметре) может быть получено только регулировки давления коэффициент, простота изготовления и высокая воспроизводимость манере.

Однако существует основных ограничений для нашей системы microfluidic полу 3D потока упором. PDMS является своего рода гибкого материала, так что режим фокусировки потока будет работать нестабильно под высоким давлением из-за деформации микроканальные. Кроме того хотя сообщалось, что что гексадекан вызовет PDMS опухоль22, мы не наблюдать значительные деформации нашего микроканальные причинения такого эффекта. Были отобраны 80 мкм и широкий канал 100 мкм для дисперсной фазы, и небольшие деформации наблюдалось, когда давление повышается. Таким образом мы предлагаем, что скорость потока в регионе отверстие слишком высока под таким высоким давлением приводит к неизбежным деформациям, но не за счет разбухание гексадекан. Целом плоские устройства будет слегка согнуть после дальнейшего использования для 7 часов. Она занимает около 4 часов для измерения группы практических данных, и устройство не было удивительно деформируется. Кроме того это стоит того, привело ли процесс распада ожесточеннее, с помощью т-образного перекрестка в нестабильных потока упор режиме. Y-Джанкшн, поток упором структуры с углом между двумя фазы каналов (включая 15°, 45°, 65°) был выбран сделать нежный поток упором для более стабильного режима. Однако, режим не подсказка потоковое произошла под те microfluidic приборы, и только больше капель формируется под смывающий режим. Также было сообщено, что полная ширина дисперсной фазы потока было около 30 мкм при высокого давления коэффициент, с использованием Y-Джанкшен23. Наконец базовый уровень, давление на дисперсной фазы была довольно низкой, и низкого давления уменьшает частоту поколения, особенно для мелких капель. Ожидается, что более высокие темпы производства быть приобретены через структуру параллельно в нашей будущей работе.

Небольшие капельки вызывает высокий коэффициент поверхности тома, приводит к более высокой скорости реакции и эффективности. В биологии, малые капельки будет использоваться для антитела скрининг и лекарств поверхностных украшения, инкапсуляции, добавив биологических молекул, такие, как целевые генетических и клетки и производства функциональных частиц путем добавления магнитных и флуоресцентные материал. Мы надеемся, что наши протоколы, касающиеся изготовления полу 3D потока упором PDMS устройства и малые капельки поколения, будет способствовать непрерывной и глубокого исследования в таких местах и использоваться в широком диапазоне биологических приложений.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана Шэньчжэнь фундаментальных исследований (Грант № финансирования JCYJ 20150630170146829, JCYJ20160531195439665 и JCYJ20160317152359560). Авторы хотели бы поблагодарить профессора ю. Чэнь в Шэньчжэнь институты передовых технологий, Китайская академия наук для опоры.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Teh, S. Y., Lin, R., Hung, L. H., Lee, A. P. Droplet microfluidics. Lab on a chip. 8, 198-220 (2008).
  2. Xiao, Q., et al. Novel multifunctional NaYF4:Er3+,Yb3+/PEGDA hybrid microspheres: NIR-light-activated photopolymerization and drug delivery. Chemical communications. 49, 1527-1529 (2013).
  3. Pan, M., Kim, M., Blauch, L., Tang, S. K. Y. Surface-functionalizable amphiphilic nanoparticles for pickering emulsions with designer fluid-fluid interfaces. RSC Adv. 6, 39926-39932 (2016).
  4. Zhang, L., et al. Microfluidic synthesis of rigid nanovesicles for hydrophilic reagents delivery. Angewandte Chemie. 54, 3952-3956 (2015).
  5. Shembekar, N., Chaipan, C., Utharala, R., Merten, C. A. Droplet-based microfluidics in drug discovery, transcriptomics and high-throughput molecular genetics. Lab on a chip. 16, 1314-1331 (2016).
  6. Soh, G. Y., Yeoh, G. H., Timchenko, V. Numerical investigation on the velocity fields during droplet formation in a microfluidic T-junction. Chemical Engineering Science. 139, 99-108 (2016).
  7. Chiarello, E., Derzsi, L., Pierno, M., Mistura, G., Piccin, E. Generation of Oil Droplets in a Non-Newtonian Liquid Using a Microfluidic T-Junction. Micromachines. 6, 1825-1835 (2015).
  8. Moyle, T. M., Walker, L. M., Anna, S. L. Controlling thread formation during tipstreaming through an active feedback control loop. Lab on a chip. 13, 4534-4541 (2013).
  9. Moon, B. U., Abbasi, N., Jones, S. G., Hwang, D. K., Tsai, S. S. Water-in-Water Droplets by Passive Microfluidic Flow Focusing. Analytical chemistry. 88, 3982-3989 (2016).
  10. Zhu, P., Tang, X., Wang, L. Droplet generation in co-flow microfluidic channels with vibration. Microfluidics and Nanofluidics. , 20 (2016).
  11. Kim, S. H., Kim, B. Controlled formation of double-emulsion drops in sudden expansion channels. Journal of colloid and interface science. 415, 26-31 (2014).
  12. Jeong, W. C., et al. Controlled generation of submicron emulsion droplets via highly stable tip-streaming mode in microfluidic devices. Lab on a chip. 12, 1446-1453 (2012).
  13. Peng, L., Yang, M., Guo, S. S., Liu, W., Zhao, X. Z. The effect of interfacial tension on droplet formation in flow-focusing microfluidic device. Biomedical microdevices. 13, 559-564 (2011).
  14. Nunes, J. K., Tsai, S. S., Wan, J., Stone, H. A. Dripping and jetting in microfluidic multiphase flows applied to particle and fiber synthesis. J Phys D Appl Phys. , 46 (2013).
  15. Anna, S. L., Mayer, H. C. Microscale tipstreaming in a microfluidic flow focusing device. Physics of Fluids. 18, 121512 (2006).
  16. Liu, H., et al. Microfluidic synthesis of QD-encoded PEGDA microspheres for suspension assay. J. Mater. Chem. B. 4, 482-488 (2016).
  17. Richardson, W. H. Bayesian-based iterative method of image restoration. Journal of the Optical Society of America. 62, 55-59 (1972).
  18. Mukhopadhyay, P., Chaudhuri, B. B. A survey of Hough Transform. Pattern Recognition. 48, 993-1010 (2015).
  19. Ward, T., Faivre, M., Stone, H. A. Drop production and tip-streaming phenomenon in a microfluidic flow-focusing device via an interfacial chemical reaction. Langmuir: the ACS journal of surfaces and colloids. 26, 9233-9239 (2010).
  20. Anna, S. L., Bontoux, N., Stone, H. A. Formation of dispersions using "flow focusing" in microchannels. Applied Physics Letters. 82, 364 (2003).
  21. Kim, H., et al. Controlled production of emulsion drops using an electric field in a flow-focusing microfluidic device. Applied Physics Letters. 91, 133106 (2007).
  22. Dangla, R., Gallaire, F., Baroud, C. N. Microchannel deformations due to solvent-induced PDMS swelling. Lab on a chip. 10, 2972-2978 (2010).
  23. Chiu, Y. J., et al. Universally applicable three-dimensional hydrodynamic microfluidic flow focusing. Lab on a chip. 13, 1803-1809 (2013).
  24. Oh, K. W., Lee, K., Ahn, B., Furlani, E. P. Design of pressure-driven microfluidic networks using electric circuit analogy. Lab on a chip. 12, 515-545 (2012).

Tags

Инжиниринг выпуск 137 полу 3D microfluidic устройство мягкие литографии поток упором PEGDA частиц двухфазного потока
Поколение под контролем размер поли (этиленгликоля) Diacrylate каплями <em>через </em>Semi-3-мерной потока упором Microfluidic приборы
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wu, Y., Qian, X., Mi, S., Zhang, M., More

Wu, Y., Qian, X., Mi, S., Zhang, M., Sun, S., Wang, X. Generation of Size-controlled Poly (ethylene Glycol) Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices. J. Vis. Exp. (137), e57198, doi:10.3791/57198 (2018).

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