Summary
כאן, מוצג פרוטוקול לייצור התקנים מיקרופלואידיים מבוססי זכוכית המשמשים ליצירת תחליבי מונודיספראז גבוהים עם גודל טיפה מבוקר.
Abstract
בכתב יד זה מתוארים שלושה פרוטוקולים שונים שלב אחר שלב ליצירת טיפות תחליב חד-ממדיות מאוד באמצעות מיקרופלואידיקה מבוססת זכוכית. המכשיר הראשון בנוי ליצירת טיפות פשוטות המונעות על ידי כוח הכבידה. המכשיר השני נועד ליצור טיפות תחליב בסכמת זרימה משותפת. המכשיר השלישי הוא הרחבה של התקן coflowing עם תוספת של נוזל שלישי הפועל כקרקע חשמלית, המאפשר היווצרות של טיפות חשמליות כי לאחר מכן לפרוק. במערך זה, לשניים משלושת הנוזלים יש מוליכות חשמלית ניכרת. הנוזל השלישי מתווך בין שני אלה והוא דיאלקטרי. הפרש מתח המופעל בין שני הנוזלים המוליכים יוצר שדה חשמלי המשתלב עם לחצים הידרודינמיים של הנוזלים הזורמים, ומשפיע על תהליך היווצרות הסילון והישורה. התוספת של השדה החשמלי מספקת נתיב ליצירת טיפות קטנות יותר מאשר בהתקני coflow פשוטים וליצירת חלקיקים וסיבים עם מגוון רחב של גדלים.
Introduction
ייצור מבוקר של טיפות בקנה מידה זעיר וננומטרי עם התפלגות גודל צרה היא משימה מאתגרת. טיפות אלה מעניינות את ההנדסה של חומרים רכים עם יישומים רבים במדע וטכנולוגיה 1,2,3,4,4,5,6.
המכשירים הנפוצים ביותר לשיעור הייצור הגבוה של טיפות הם מיקסרים7 ותחליבי אולטרסאונד8. שיטות אלה הן פשוטות ובעלות נמוכה, אך הן בדרך כלל גורמות לטיפות פולידיספרזה עם מגוון רחב של גדלים. לפיכך, נדרשים צעדים נוספים כדי לייצר דגימות מונודיספרזה. ניתן לתכנן התקנים מיקרופלואידיים באופן שונה כדי לספק דרך יעילה להפיל היווצרות. בנוסף, קצבי הזרימה הנמוכים בדרך כלל המעורבים (כלומר, מספר ריינולדס נמוך) מאפשרים שליטה רבה על זרימת הנוזל.
בעוד שהתקנים מיקרופלואידיים מיוצרים בדרך כלל באמצעות טכניקות ליתוגרפיות עם פולי(דימתיל) סילוקסן (PDMS), כתב יד זה מתמקד בהתקנים נימיים מבוססי זכוכית. התקני PDMS נבחרים בדרך כלל בשל יכולתם לתכנן תבניות ערוצים מורכבות ובגלל מדרגיותם. מכשירי זכוכית, לעומת זאת, הם קשיחים ובעלי עמידות ממסים גדולה יותר ממקביליהם ב- PDMS. בנוסף, ניתן לשנות זכוכית כדי לשנות את יציבות הרטיבות שלה, המאפשרת שליטה בדור של תחליבים מורכבים. היכולת לטפל באופן עצמאי בקירות הזרבובית והתעלה מאפשרת היווצרות של טיפות באופן מבוקר וניתן לשחזור, תוך הבטחת היציבות של האמולסיות המתקבלות אם הטיפות היו נוגעות בקירות9; אחרת הטיפות עלולות להתלכד ולהצטבר בקיר. הבדל נוסף בין שני סוגי ההתקנים הללו הוא שבהתקנים מבוססי זכוכית, הזרימה היא תלת-ממדית, בעוד שהיא מישורית בהתקני PDMS קונבנציונליים. עובדה זו ממזערת את המגע טיפתי עם דפנות הערוץ, כך שניתן להזניח את השפעת קווי המגע10, ובכך להגן על היציבות של טיפות תחליב מרובות.
איור 1: תצורות שונות של התקנים מיקרופלואידיים. שרטוטים של (A) צומת T, (B) התקן coflowing ו-(C) התקן ממוקד זרימה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
ישנן שלוש גיאומטריות עיקריות בשימוש, כלומר T-צומת11, מיקוד זרימה12,13, ו coflow14. בגאומטריה של צומת T, הפאזה המפוזרת הכלולה בתעלה ניצבת מצטלבת בניצב עם הערוץ הראשי המאכלס את הפאזה הרציפה. לחץ הגזירה המופעל על ידי השלב הרציף שובר את הנוזל המפוזר הנכנס וכתוצאה מכך יורד. הטיפות הנוצרות מוגבלות בגודלן הנמוך יותר על ידי מידות הערוץ הראשי11. בגאומטריה של מיקוד הזרימה, שני הנוזלים נדחפים דרך פתח קטן הממוקם מול צינור ההזרקה. התוצאה היא היווצרות של סילון, שהוא הרבה יותר קטן מצינור ההזרקה12,13. לבסוף, לגיאומטריית הקו-זרימה יש תצורה המאופיינת בזרימה קואקסיאלית של שני נוזלים בלתי ניתנים להפרדה14. באופן כללי, ניתן לצפות בטפטוף ובטיסה בהתאם לתנאי ההפעלה. משטר הטפטוף מתרחש בקצבי זרימה נמוכים והטיפות המתקבלות הן חד-ממדיות מאוד וקוטרן פרופורציונלי לגודל הקצה. החיסרון הוא תדירות הייצור הנמוכה שלה. משטר הסילון מתרחש בקצבי זרימה גבוהים יותר בהשוואה למשטר הטפטוף. במקרה זה, קוטר הצניחה הוא ביחס ישר לקוטר הסילון אשר יכול להיות קטן בהרבה מקוטר הקצה בתנאים הנכונים.
חלופה לגישות הידרודינמיות אלה מסתמכת על שימוש נוסף בכוחות חשמליים. Electrospray היא טכניקה ידועה ונפוצה ליצירת טיפות. הוא מבוסס על העיקרון שנוזל בעל מוליכות חשמלית סופית יתעוות בנוכחות שדה חשמלי חזק. הנוזל יאמץ בסופו של דבר צורה חרוטית הנובעת מהאיזון בין מתח חשמלי למתח פני השטח15. התהליך מתחיל בכך שהשדה החשמלי גורם לזרם חשמלי בנוזל שגורם למטענים להצטבר על פני השטח. נוכחות השדה החשמלי גורמת לכוח חשמלי במטענים אלה, אשר גורר את הנוזל לאורך, ומאריך את המניסקוס לכיוון השדה. בתנאים שונים, המניסקוס יכול להשיל את הטיפות הטעונות או לפלוט סילון אחד או יותר אשר לאחר מכן לפרוץ לטיפות15. למרות ששיטות מיקרופלואידיות אלה בסיוע חשמלי מאפשרות באופן טבעי יצירת טיפות קטנות, הן סובלות מהיעדר פעולה במצב יציב הפוגעת במונודיספריות האמולסיה. הטיפות הטעונות המתקבלות נוטות לפרוק על הקירות המגבילים ו/או בכל מקום במכשיר שבו הפוטנציאל החשמלי נמוך מהמתח החיצוני המוטל. לפיכך, המניסקוס המחושמל הופך לבלתי יציב, ובסופו של דבר פולט טיפות בצורה כאוטית וגורם לייצורן הבלתי מבוקר ולאובדן המונודיספרסיות הבלתי מבוקרת שלהן.
ב- electro-coflow, הלחצים החשמליים וההידרודינמיים מצומדים בהתקן מיקרופלואידי של coflow16 הדומה לזה המשמש ליצירת תחליבים כפולים12. שתי תכונות עיקריות מאפשרות לאלקטרו-קו-זרימה להצליח להגיע למשטר פליטה במצב יציב: (i) הפאזה המפוזרת נפלטת לנוזל צמיג אחר, ו-(2) שימוש באלקטרודה נגדית נוזלית או בקרקע. נוזל חיצוני זורם הוכיח את עצמו כמשנים את התכונות הגיאומטריות של תהליך פליטת הטיפה17. אלקטרודת הנגד הנוזלית מאפשרת פריקה ומיצוי של הטיפות המתקבלות, ומבטיחה יצירת מצב יציב של טיפות. בנוסף, על ידי ניצול האיזון בין הכוחות החשמליים וההידרודינמיים, גדלי הירידה המתקבלים יכולים להשתנות בטווח רחב יותר מהגדלים שניתן לכסות על ידי כל אחת מהטכניקות שהוזכרו קודם לכן.
פרוטוקול וידאו מפורט זה נועד לסייע למתרגלים חדשים בשימוש וייצור של מיקרופלואידיקה מבוססת זכוכית.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. ביצוע טיפות פשוטות
- להכנת טיפות פשוטות, השתמש בבסיס זכוכית המיוצר עם שקופית מיקרוסקופ (76.2 מ"מ x 25.4 מ"מ) כדי לבנות את המכשיר. זה מאפשר הובלה קלה והדמיה של הנוזלים דרך הזכוכית.
- השתמש בנימי זכוכית עגולים עבור הקצה. עבור פרוטוקול זה, השתמש בנימים עגולים בקוטר 1 מ"מ (זמין במגוון רחב של גדלים).
- כדי ליצור קצה עם הקוטר הרצוי, משוך את הנימים באמצעות מכונת משיכת מיקרופיפט עד לקבלת שני נימים למחצה עם קצה קטן מאוד (~ 1 מיקרומטר).
- השתמש במיקרו-פורג' כדי לחתוך את הקצה לקוטר הרצוי (2-80 מיקרומטר). עבור קטרים גדולים יותר (> 80 מיקרומטר), השתמש באריח קרמיקה אם המיקרופורג ' אינו חותך גדלים אלה.
הערה: בהתאם לנוזל הרצוי, יהיה צורך לטפל בכוס, כך שהנוזל לא יטפס לאורך החלק החיצוני של הקצה.
- עבור נוזלים על בסיס מים, להפוך את החלק החיצוני של הקצה הידרופובי. עבור נוזלים על בסיס שמן, כאשר החלק החיצוני של הקצה נמצא במגע עם מים, להפוך את החלק החיצוני של הקצה הידרופילי. ראה שלב 2.3 לטיפול בזכוכית.
- השתמש במחט מזרק (20 G) כדי להקל על החדרת הנוזל לתוך הנימים. גילפו חור - בגודל הקוטר החיצוני של הנימים - בבסיס המחט באמצעות סכין גילוח או אזמל.
- שטפו את המחט במים כדי להסיר את כל האבק והסיבים מהחיתוך. ייבשו אותם באוויר.
- כדי להרכיב, הדביקו את הנימים העגולים למגלשת המיקרוסקופ באמצעות אפוקסי יבש ומהיר. מקם את קצה הנימים 1-2 ס"מ מחוץ לקצה שקופית המיקרוסקופ. השתמש רק בגוש של אפוקסי במרכז הנימים. בדרך זו, זה לא יפריע לשדה הראייה או עם מחט המזרק.
- הדביקו את מחט המזרק באופן כזה שקצה הנימים יושב במרכז המחט. ראשית, שים כמות קטנה של אפוקסי כמעט מוקשה סביב השפה בתחתית המחט. מניחים את המחט כך שקצה הנימים נמצא במרכז בסיסו.
- לאחר מספר דקות, לשים שכבה שנייה של אפוקסי טרי, מכסה את בסיס המחט, הימנעות החור. לבסוף, כסו את החור באפוקסי כמעט מוקשה כדי למנוע מהאפוקסי לזרום בתוך המחטים. עקוב אחר הנחיות יצרן האפוקסי לזמני הקשחה וריפוי.
- חברו חתיכת צינורות (I.D. x O.D. 0.86 מ"מ x 1.32 מ"מ) למחט. נקו את הצינור לפני שאתם מחברים אותו. יש לשטוף מים שעברו דה-יוניזציה באופן ידני באמצעות מזרק כדי להסיר את השאריות שיוצרו בעת חיתוך הצינורות.
הערה: חומר הצינורות צריך להיות תואם לנוזל שבו נעשה שימוש בניסויים. הצינורות צריכים להיות ארוכים מספיק כדי להיות מסוגלים לחבר את המכשיר ואת מערכת השאיבה. - לבדיקת המכשיר, שאב מים שעברו דה-יוניזציה דרך המחט ובדקו אם יש דליפות. השתמש במזרק ובמחט המתאימה לו כדי לשאוב את המים באופן ידני. במקרה של דליפה, יש לייבש היטב את המכשיר. יש למרוח אפוקסי ולהמתין לפחות שעה אחת לפני הבדיקה שוב.
- ליצירת טיפות, באמצעות מהדק, הניחו את המכשיר במצב אנכי כך שהקצה פונה כלפי מטה כמו בברז מטבח. השתמש במשאבת מזרק או בהתקנה מונעת לחץ כדי לשאוב את הנוזל לתוך המכשיר.
- אספו טיפות על ידי הנחת הקצה בתוך או בקבוקון עם נוזל עם הכמות המתאימה של חומר פעילי שטח. לדוגמה, עבור שמן סיליקון 10cSt כנוזל פנימי, השתמש בפאזה רציפה של 16 mM נתרן דודציל סולפט (SDS) במים.
- עבור טיפות שמן במים, על מנת להגביר את יציבות הטיפות, יש להוסיף שכבה של שמן צמיג על גבי אמבט האיסוף לפני ביצוע האמולסיה. עבור טיפות מים בשמן, השתמש בחומר פעילי שטח שאינו יוני בשמן כדי לייצב את הטיפות.
איור 2: מחט מגולפת. מחט עם חור חקוק בבסיסו כדי להתאים לנימי עגול. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 3: התקן ליצירת טיפות פשוטות. סכמות של מכשיר ליצירת טיפות פשוטות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 4: איסוף טיפות פשוטות. (B) מבט עליון על שבה נאספו טיפות שמן סיליקון 10cSt ב-16 mM SDS בתמיסת מים, המיוצרת עם קצה של 580 מיקרומטר. גודל הטיפה הוא (3.29 ± 0.08) ממ. (C) מבט עליון על שבה נאספו טיפות שמן סיליקון 10cSt בתמיסת מים 16 mM, המיוצר עם קצה 86 מיקרומטר. גודל הירידה הוא (1.75 ± 0.04) מ"מ אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
2. ביצוע טיפות תחליב באמצעות ערכת זרימה משותפת
הערה: ההתקן בנוי באופן דומה למכשיר המתואר בשלב 1.
- בנה את המכשיר על בסיס זכוכית העשוי משקופית מיקרוסקופ (76.2 מ"מ x 25.4 מ"מ). זה מאפשר הובלה קלה והדמיה של הנוזלים דרך הזכוכית.
- השתמש בנימי עם חתך מרובע (נימי ריבוע) לנוזל החיצוני (פאזה רציפה של האמולסיה) באורך של כ -5 ס"מ. עבור פרוטוקול זה, השתמש בנימים עגולים בקוטר 1 מ"מ (זמין במגוון רחב של גדלים).
- עבור טיפול בזכוכית, בהתאם לנוזל הפנימי שנבחר (פאזה מפוזרת), להפוך את הצד הפנימי של הנימים הריבוע הידרופוביים או הידרופיליים. הטיפול יעזור למנוע טיפות תקועות בכוס ומפריעות להיווצרותן של טיפות חדשות.
- להכנת זכוכית הידרופובית, נקו את הנימים על ידי הכנסתם לבקבוקון עם אצטון באמבט האולטרסאונד למשך 10-15 דקות. יש לשטוף אותם באצטון או באתנול (אף פעם לא במים). יבשו אותם.
- הכינו בקבוקון נקי ויבש (יבש בעצמות) המכיל טולואן (או הקסאן) של 10 מ"ל + 20 μL של תמיסת טרימתוקסי(אוקטיל)סילאן. שמור את הנימים בתמיסה במשך 2 שעות. יש לשטוף את הנימים באותו ממס המשמש לתמיסה.
- יש לשטוף שוב באצטון. יבש עם אוויר. אופים אותם בתנור במשך 30 דקות בערך 70 מעלות צלזיוס.
הערה: קשה ליישם תהליך זה עבור עצות המכשיר מבלי לשבור אותם. - כדי לטפל בקצות המכשיר, טבלו אותם בתמיסה של תמיסת טולואן וטרימתוקסי(אוקטיל)סילאן למשך מספר שניות. הסר כל פתרון עודף. אפשרו לייבש את האוויר.
- להכנת זכוכית הידרופילית, חזור על אותם שלבים (2.3.1-2.3.4) כמו במקרה ההידרופובי אך עם תמיסה של 10 מ"ל של אצטון + 20 μL של 2-[מתוקסי(פוליאתילנוקסי)6-9 פרופיל] טרימתוקסיסיסילן.
- השתמש בנימי זכוכית עגולים עבור הקצה. התאימו את הקוטר החיצוני של הנימים לגודל הפנימי של הנימים המרובעים. זה מבטיח ששני הנימים מיושרים באופן קואקסיאלי. ודא שאורך הנימי העגול ארוך בכמה סנטימטרים מהנימי המרובע.
- בהתאם לנוזל המפוזר, טפלו בזכוכית, כך שהנוזל לא יטפס לאורך החלק החיצוני של הקצה.
- הרכיבו על ידי הדבקת הנימים המרובעים לשקופית המיקרוסקופ באמצעות אפוקסי יבש ומהיר. מקם את קצה הנימים 1-2 ס"מ מחוץ לקצה שקופית המיקרוסקופ (ראו איור 6A).
- השתמש בדאב של אפוקסי במרכז הנימים, כך שהוא לא יפריע בשדה הראייה או במחט המזרק. חכו עד שזה ירפא לגמרי. שימו לב שגם עבור אפוקסי יבש מהיר, היצרן ממליץ על 24 שעות עבור החומר כדי לרפא לחלוטין.
- הכניסו את הנימים העגולים לתוך הנימים המרובעים כך שהקצה יישאר כמה סנטימטרים מחוץ לקצה הנימים המרובעים.
- מקם את הקצה השני (מחוץ לשקופית המיקרוסקופ) בתוך הנימים המרובעים במרחק החופף בערך לקצה הנימים המרובעים (ראו איור 6B).
- הדביקו את הנימים באמצעות דאב של אפוקסיה באמצע המרחק שבין סוף הנימי לתחילתו של הנימי הריבועי. חכו עד שזה ירפא לגמרי.
- בצע את השינויים הבאים בשתי המחטים הנדרשות כדי להציג את הנוזל.
- כדי לשכן את הנימי בבסיס המחט, תגלפו חור בבסיס הכובע העגול, שגודלו בקוטר החיצוני של הנימים (ראו איור 2). כדי להתאים את המחט השנייה בקצה הנימים המרובעים, גלפו חורים עגולים ומרובעים בבסיס המחט כדי להכיל את המפרק.
- יש לוודא ששני החורים מיושרים כך שניתן יהיה להתקין את הנימים העגולים והמרובעים בתוך המחט. יש לשטוף את המחטים במים כדי להסיר את כל האבק והסיבים מהחיתוך. ייבשו אותם באוויר. הדביקו את המחטים ועקבו אחר הפרוטוקול שכבר תואר ב-1.5.2 (ראו איור 6C).
- חברו את הצינורות (קוטר הבדיקה והחומר התואם) לכל אחת מהמחטים. יש לשטוף את הצינורות לאחר חיתוך אותם כך שכל פסולת וסיבים יוסרו. באופן ידני, השתמש במזרק ובמחט כדי לשאוב את המים. בדוק את המכשיר לאיתור דליפות כמתואר להלן.
- סגרו את אחת המחטים על ידי כיפוף חתיכת צינורית ושימוש בתפס קלסר כדי לסגור אותה ביעילות מזרימת נוזלים. לשאוב מים שעברו דה-יוניזציה דרך המחט השנייה. אם לא נצפו דליפות, שאבו דרך המחט השנייה.
- אם נמצאה דליפה, יש לייבש היטב את המכשיר, למרוח אפוקסי ולהמתין לפחות שעה אחת לפני הבדיקה שוב.
- ליצירת טיפות, כמתואר בשלב 1.8, השתמש באחת משתי הדרכים להניע את הנוזלים: תיקון קצבי הזרימה שלהם באמצעות משאבות מזרק, או תיקון הלחץ שלהם באמצעות מיכלים בלחץ.
איור 5: ההשפעות של הטיפול ההידרופובי. הקו האדום מציין את קצה הנימים. (ב) נימים לא מטופלים. הנוזל מרטיב את הנימים כשהוא מטפס מעל הקו האדום. (ד) מטופלים בנימים במים. מים אינם מרטיבים את הנימים במקרה זה. הנוזל נשאר מתחת לקו האדום. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 6: התקן זרימה משותפת.(A) מקם את הנימים המרובעים על שקופית המיקרוסקופ. (B) מקם את הנימים העגולים בתוך הריבוע. (C) המכשיר השלם עם מחטי המזרק. (ד) תצלום של המכשיר השלם. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
3. יצירת התקן אלקטרו-קו-זרימה
- כדי לבנות את המכשיר המיקרופלואידי השתמשו בבסיס זכוכית העשוי משקופיות מיקרוסקופ (76.2 מ"מ x 25.4 מ"מ). בשל אורכם, זמן רב מכדי להתאים לשקופית מיקרוסקופ סטנדרטית אחת, השתמש בשקופית מיקרוסקופ אחת וחצי או שתיים.
- חתכו שתי חתיכות קטנות של שקופית (כ-1 ס"מ) כדי לשמור על השקופיות יחד, כפי שמוצג באיור 7A. השתמשו באפוקסי כדי להדביק את הכוס. חכו עד שזה ירפא.
- יישור שני נימים באופן קואקסיאלי. כדי להימנע מהעלות הנוספת של יישור שני נימים עגולים בקטרים שונים, השתמש בנימי ריבוע עם צד פנימי התואם את הקוטר החיצוני של הנימים העגולים. לניסויים באלקטרו-קו-זרימה, השתמש בנימי צד בקוטר 2 מ"מ.
הערה: נימי הצד של 2 מ"מ גורמים לניסויים האלקטרו-קו-זרימה לעבוד טוב יותר מכיוון שמרחק קצה הקרקע קטן (או דומה) יותר מהמרחק בין הקצה לדופן של הנימים המרובעים. בעת שימוש בנימי הצד של 1 מ"מ, הדופן הנימית קרובה יותר מהקרקע והנוזל נוטה לעתים קרובות לפרוק שם, מה שמוביל לתוצאות שאינן ניתנות לשחזור.- השתמש בסופר יהלום או בכלי זמין אחר כדי לחתוך את הנימים המרובעים לאורך של כ-4 ס"מ. יש לשטוף אותו במים כדי להסיר חלקיקי זכוכית. אפשרו לייבש את האוויר. הפוך אותו להידרופובי אם השלב המפוזר הוא נוזל על בסיס מים, אחרת, הידרופילי.
- משכו נימים עגולים עם מכונת משיכה פיפטה עד שתקבלו שני נימים למחצה עם קצה קטן.
- השתמש במיקרו-פורג' כדי לחתוך את קצהו של אחד מחצי הנימים לקוטר הרצוי (20-80 מיקרומטר). עבור קטרים גדולים יותר, אתה יכול להשתמש באריח קרמיקה. עבור מים בתחליבי שמן, להפוך את החלק החיצוני של הקצה הידרופובי.
- השתמש בחצי השני נימי כנימי אספן. לשם כך, חתכו את הקצה שנמשך כך שהקצוות השטוחים המקוריים יתאוששו.
- חותכים את שני הנימים העגולים כך שאורכם יהיה כ-4-5 ס"מ (יש לשמור אותם קצרים יותר מהמגלשה). נקו אותם כדי להסיר את כל השאריות שנוצרו במהלך תהליך החיתוך. שטפו אותם במים שעברו דה-יוניזציה באמצעות מזרק. אוויר לייבש אותם.
- הדביקו את הנימים המרובעים לשקופיות (ראו איור 7B). אין למרכז אותו ביחס לשקופיות; המפרק של השקופיות לא צריך להיות באזור הצפייה. שים דאב (כדי למנוע התפשטות) של אפוקסי כמעט נרפא בקצוות.
- מניחים את הקצה ואת נימי האספן בתוך הנימים המרובעים. מקם את שני הקצוות - קצה וקצה אחד של האספן - על אותה שקופית, כדי להימנע מהמפרק שבין השקופיות (ראו איור 7C). המרחק בין הקצה לאספן הוא סביב 2 מ"מ. השתמש במיקרוסקופ כדי למדוד מרחק זה.
הערה: מרחק זה יהיה תלוי בטכניקה שבה אתה משתמש כדי לשאוב את הנוזלים. המטרה הסופית היא שיהיה מרחק של כ-1 מ"מ בין הקצה לאלקטרודה הנגדית הנוזלית. - ברגע שהנימים נמצאים במרחק הנכון, הדביקו אותם למגלשה באמצעות גוש של אפוקסי. היזהרו לא לכסות את אזור העניין עם אפוקסי, מכיוון שזה יקשה על ההדמיה במיקרוסקופ.
- כדי לייצר חיבורים לקצוות הפתוחים של הנימים, מקם מחטים המכסות את הקצוות הללו. נדרשות ארבע מחטים לכל מכשיר.
- השתמשו בסכין גילוח או באזמל כדי לחתוך את בסיס המחטים כך שיתאימו מעל הנימים. צור חור עגול בבסיס המחט כדי להתאים מחט בקצה הנימים העגולים.
- כדי להתאים אותו בקצה הנימים המרובעים, צרו חורים עגולים ומרובעים בבסיס המחט כדי להכיל את המפרק הזה. ודא ששני החורים מיושרים כך שניתן יהיה להתקין נימים עגולים ומרובעים בתוך המחט.
- יש לשטוף את המחטים במים כדי להסיר את כל האבק והסיבים מהחיתוך. אוויר לייבש אותם.
- הדביקו את המחטים. בצע את השלבים ב- 1.5.2. אפשרו לאפוקסיה לרפא לילה לפני בדיקת המכשיר לאיתור דליפות.
- כדי לבדוק אם קיימות דליפות במכשיר, בצע את השלבים המפורטים להלן.
- סגרו שתיים מהמחטים באמצעות פיסת צינורות כפופה המוחזקת על ידי קליפס קלסר. לשאוב מים שעברו דה-יוניזציה דרך אחת המחטים ולהשתמש באחרונה כיציאה. השתמש במזרק ובמחט המתאימה לו כדי לשאוב מים באופן ידני לתוך המכשיר.
- אם לא נצפו דליפות, שאבו דרך המחט הבאה. חזרו על התהליך עד שהמים יגיעו דרך כל ארבע המחטים. במקרה של דליפה, יש לייבש היטב את המכשיר, למרוח אפוקסי ולהמתין לפחות שעה אחת לפני הבדיקה שוב.
- מלאו את המכשיר כמתואר להלן והסירו בועות אוויר מכיוון שהן עלולות להכניס תנודות לא רצויות במערכת. כדי להסיר בועות, השתמשו בשני מזרקים מלאים למחצה עם מים שעברו דה-יוניזציה. לדחוף ולמשוך את המזרקים כדי להנחות את האוויר הכלוא בתוך המחטים והנימים אל מחוץ למכשיר.
- הכינו מזרקים עם הנוזלים שישמשו בניסוי. הסר את כל הבועות מהמזרקים כמתואר לעיל. חברו חתיכת צינורות למחט המזרק ומלאו אותה בנוזל המוציא את כל האוויר.
- כדי לחבר את הצינורות למכשיר, יש להסיר את הצינורות המשמשים לבדיקה מאחת ממחטי המכשיר ולשאוב מים באמצעות אחד ממזרקי המים המחוברים, כך שהמחט תטפטף מים.
- במקביל, להפוך את הצינורות לטפטף עם הנוזל הרצוי. מכיוון ששני הקצוות מטפטפים, כאשר הם מחוברים, לא מכניסים אוויר. חזור על תהליך זה עם שני המזרקים האחרים, כך שהמחט החינמית היחידה במכשיר היא היציאה.
- חברו את מזרק הנוזל הפנימי (פאזה מפוזרת) למחט 1, את הנוזל החיצוני (פאזה רציפה) למחט 2, ואת נוזל הקולט (אלקטרודה נגדית) למחט 4. מחט 3 היא היציאה (ראו איור 8).
- חברו את ספק הכוח למחטים המזינות את הנוזלים הפנימיים והאספנים (מחטים 1 ו-4 באיור 8) כדי לקבוע הבדל פוטנציאלי בין הקצה לנוזל הקולט.
הערה: מכיוון שהמחט היא מתכתית, ובמגע עם נוזלים מוליכים אלה, הם פועלים כחוטי נוזל הקובעים את ההבדל הפוטנציאלי בין הקצה לבין המניסקוס של האספן. עבור מידות המכשיר שהוזכרו, ההבדל הפוטנציאלי ינוע בין 0 ל-2.5 קילו-וולט. - לשאוב את הנוזלים באמצעות אחת משתי הדרכים האפשריות, בהתאם לציוד המעבדה: השתמש במשאבות מזרק בלחץ גבוה שיקבעו את קצב הזרימה של הנוזלים או ישתמשו במכלי לחץ שיקבעו את לחץ הנוזלים.
- לאחר שנבחרה אחת מהשיטות הללו, קבעו את קצבי הזרימה החיצוניים והפנימיים לערכים הרצויים והתאימו את קצב הזרימה (או הלחץ) של אספן הנוזלים כדי לשמור על המרחק, L, קבוע (ראו איור 9).
איור 7: כיצד למקם את הנימים על התקן אלקטרו-קו-זרימה צעד אחר צעד. החלקים הצבעוניים הם פיסות הזכוכית החתוכות שלאחר ההדבקה, מחזיקות יחד את שתי שקופיות המיקרוסקופ. (B) המיקום האופטימלי של הנימים המרובעים על שתי שקופיות מיקרוסקופ מורכבות. (C) מיקום הנימים העגולים לניסויים באלקטרו-קו-זרימה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 8: התקן אלקטרו-קו-זרימה. (A) תצלום של התקן אלקטרו-קו-זרימה. (B) שרטוט של התקן אלקטרו-קו-זרימה. המספרים מציינים את הקלט עבור (1) הנוזל הפנימי, (2) הנוזל החיצוני, (3) יציאת המכשיר ו-(4) האספן/הקרקע הנוזלי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 9: תמונה של אלקטרודת הנגד של הקצה והנוזל במהלך ניסוי אלקטרו-קו-זרימה. מרחק איסוף הטיפים, L, מסומן. סרגל קנה המידה מתאים ל-100 מיקרומטר. הגדלה של מיקרוסקופ היא 4x. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
4. נהלי ניקיון
- שמור את הנימים ואת שקופיות המיקרוסקופ באצטון כדי להסיר את כל האבק והשמן. כל חלקיק שמן או אבק עלולים לסתום את הקצוות בגודל מיקרון. בדוק את העצות עבור סתימות לאחר כל שלב במהלך הייצור עם מיקרוסקופ הגדלה של 4x עד 20x עבור גדלי קצה בין 10 ל-100 מיקרומטר.
- שאבו מים שעברו דה-יוניזציה דרך הצינורות לפני השימוש. השתמשו במזרק ובמחט ושאפו את המים באופן ידני כדי למנוע מכל חלקיק לא רצוי לנסוע מתוך הצינור לתוך המכשיר ולסתום את הקצה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
בכתב יד זה תוכננו שלושה מכשירים שונים ליצירת טיפות. יצרנו טיפות בגודל של (3.29 ± 0.08) מ"מ (איור 4B) ו-(1.75 ± 0.04) מ"מ (איור 4C) באמצעות המכשיר המתואר בשלב 1. ניתן ליצור את טיפות האמולסיה באמצעות הקו-זרימה והתקני האלקטרו-קו-זרימה. עבור האחרונים, אנו מראים טפטוף באיור 9, בעוד שמצבי סילון-סילון-חרוט והצלפה מוצגים באיור 10 ובאיור 11, בהתאמה. באיור 9 אנו מראים תוצאות באמצעות אותו נוזל כמו נוזלים פנימיים ונוזלים קולטים. אם מטרת הניסויים היא איסוף טיפות אלה, יש להשתמש בנוזל מוליך אחר כאספן (ראה 18 לפרטים נוספים), שכן אחרת, הטיפות יתמזגו עם האספן תוך כדי מגע.
מצבי סילון החרוט וההצלפה הם הנחקרים ביותר עבור היישומים המעשיים המרובים שלהם; הם שניים מהמצבים הרבים האחרים המופיעים באלקטרו-קו-זרימה 19,20,21,22. לסקירה שיטתית יותר של השפעת הפרמטרים הניסוייים (קצבי זרימה ומתח מוחל), ראו סעיף דיון ו-22. מצבים אלה יציבים בזמן כאשר הם נוצרים במכשירים המתוארים בכתב היד. היציבות של מצבים אלה מאפשרת את האפיון שלהם באמצעות הדמיה במהירות גבוהה עם מיקרוסקופ ועיבוד תמונה קשור.
איור 10: מצב חרוט-סילון. נוזל פנימי ואספני: אתילן גליקול; נוזל חיצוני: 0.65 cSt שמן סיליקון; קצב הזרימה הפנימי הוא 16 μL/h; קצב הזרימה החיצוני הוא 30 מ"ל/שעה; המתח המופעל הוא 750 וולט. סרגל קנה המידה מתאים ל-100 מיקרומטר. הגדלת המיקרוסקופ היא פי 20. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 11: מצב הצלפה. נוזל פנימי ואספני: אתילן גליקול; נוזל חיצוני: 10 cSt שמן סיליקון; קצב הזרימה הפנימי הוא 240 μL/h; קצב הזרימה החיצוני הוא 20 מ"ל/שעה; המתח המופעל הוא 1200 וולט. סרגל קנה המידה מתאים ל-100 מיקרומטר. הגדלת המיקרוסקופ היא פי 20. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
הפרוטוקול לייצור שלושה התקנים שונים מבוססי זכוכית תואר לעיל. במקרה של המכשיר כדי ליצור נפילות פשוטות, קצב הזרימה ותכונות הנוזלים חיוניים ליצירת טיפות באופן מבוקר. טיפות ייווצרו בקצה משטר הטפטוף, או בסוף המטוס במשטר הסילון. המעבר מטפטוף לסילון הוא פרמטריזציה על ידי מספר וובר חסר הממדים, We23. מספר זה מייצג את היחס בין כוחות אינרציאליים לכוחות מתח פני השטח, 
), כאשר ρ הוא צפיפות הנוזל, γ הוא המתח הבין-פרצופי, Q הוא קצב הזרימהוקצה d הוא קוטר הקצה. כאשר אנו < 1, מתרחש טפטוף. עבור We > 1, כוחות האינרציה מתגברים על כוחות מתח פני השטח המחזיקים את הצניחה בקצה, ונוצר סילון. בסופו של דבר, המטוס יפרוץ לנפילות בגלל חוסר היציבות של ריילי-פלאטו. לפיכך, עבור מערך נוזלי וניסיוני קבוע, קצב הזרימה הוא הפרמטר השולט במעבר מטפטוף לסילון. משטר הטפטוף מאופיין בכך שהוא גורם לירידות כמעט מונודיספרזה, ולכן רצוי ליצור טיפה, אם כי תדירות הייצור גבוהה יותר כאשר נוצרות טיפות במשטר הסילון.
עבור התקן coflow, ריבוע ונימים עגולים משמשים כדי לגרום לשני הנוזלים לזרום באופן קואקסיאלי בצורה קלה ובמחיר סביר. שימו לב שגודל הקצה קטן בהרבה מגודל הנימים המרובעים. ההתנהגות ב-coflow עשירה יותר מזו שנצפתה בניסויים המתוארים בשלב 1. דיון מפורט על טפטוף וסילונים ב-coflow ניתן למצואב-23. פרטים נוספים על בקרת גודל טיפה ניתן למצוא ב24.
הוספת נוזל שלישי לסכמת ההזרמה המשותפת תוביל למה שקראנו לו אלקטרו-קו-זרימה. חיבור ספק כוח לחלקים המתכתיים של המחטים המשמשות לנוזלים הפנימיים והקולטים מאפשר יצירת שדה חשמלי באזור שביניהם. מכיוון שהמחטים נמצאות במגע עם נוזלים מוליכים (נוזלים פנימיים ואספניים), אלה פועלים כחוטי נוזל הקובעים את ההפרש הפוטנציאלי בין הקצה לבין המניסקוס הקולט. שינוי התכונות של הנוזל החיצוני, כמו צמיגותו או קצב הזרימה שלו, מגדיל את העושר והתכונות של המצבים ביחס למה שנצפה באלקטרוספריי22 סטנדרטי. לדוגמה, איור 11 מראה שלמצב ההצלפה יש מבנה מסודר בתנאי ניסוי מסוימים17. זה מאפשר את המחקר של התכונות הגיאומטריות שלה, אשר אינו אפשרי בדרך כלל electrospray.
טכניקת electro-coflow מסוגלת להתגבר על רוב הבעיות שהופכות טכניקות אחרות בסיוע חשמלי לבלתי יציבות. אחת הבעיות המוצגות בטכניקות בסיוע חשמלי היא שהטיפות הטעונות הנפלטות נוטות לפרוק בכל מקום שבו הפוטנציאל החשמלי נמוך מזה המופעל בקצה לפני שהן מגיעות לאלקטרודה הנגדית. זו הסיבה שנימי 2 מ"מ מוצעים עבור ההתקנה שלנו. הטיפול ההידרופובי בנימי הריבוע מונע טיפות מלהיתקע על הקירות ומאפשר להם לנוע ללא הפרעה עד שהם מגיעים לאספן הנוזלים, שם הם פורקים. שימוש באלקטרודה נגדית נוזלית (ראו איור 9) במקום באלקטרודות המתכתיות האופייניות יותר, מבטל את הצטברות המטען ואת העיוותים המשמעותיים בשדה החשמלי שבסופו של דבר ישפיעו על תהליך ייצור הטיפות וישפיעו קשות על חד-הבהירות של האמולסיה.
פרט מעשי חשוב הקשור לייצור המכשירים הוא הזמן שלוקח לבנות אותם. בכל המקרים, התהליך לוקח כמה שעות (אפילו פחות, אם הטיפול בזכוכית נעשה מראש), אבל למרבה הצער, האפוקסי צריך כ 10 שעות כדי לרפא. לכן מומלץ להמתין עד למחרת כדי לבדוק את המכשירים ולהשתמש בהם.
אחד הצעדים הקריטיים לייצור שלושת המכשירים הללו ולהבטחת יכולת השכפול הוא הטיפול בזכוכית. זכוכית צריכה להיות מעובדת הידרופובית או הידרופילית בהתאם לנוזלים המשמשים. הימנעות מהרטבה לאורך החלק החיצוני של הקצה מסייעת בהשגת ייצור במצב יציב של טיפות.
שאלה חשובה עבור כל שלושת המכשירים נוגעת לאופן שבו יש לשאוב את הנוזלים: האם יש להשתמש במשאבת מזרק (קצב זרימה קבוע) או בהתקנת לחץ מונעת לחץ (הפרש לחץ קבוע). משאבת מזרק תאפשר שליטה בקצב הזרימה של הנוזלים. חיסרון עבור משאבות המזרק הוא הכנסת רעידות במערכת המגיעות מגודל הצעד של מנוע המשאבה. עבור מערכת הלחץ, החיסרון הוא קצבי הזרימה הלא ידועים של הנוזלים. הכיול של המערכת הוא אופציה, מדידת נפח הנוזל שנאסף במשך פרק זמן נתון עבור לחצים שונים. כמה אי הנוחות של שיטה זו היא כי הממדים של צינורות צריך להישאר קבוע בכל פעם שהם משתנים, ואת הרוויה של מסננים בקווים (אם נעשה שימוש) יכול לשנות את הכיול. חלופה היא לחשב את קצב הזרימה של הנוזל הפנימי על ידי מדידת קצב הייצור של הירידה; מדידת גודל הטיפות הנפלטות במהלך מצב הטפטוף ותדירות הפליטה שלהן תספק את קצב הזרימה. עבור קצב הזרימה של הנוזל החיצוני, ניתן למדוד את נפח הנוזל שנאסף במהלך זמן הניסוי. אי נוחות בכך היא שקצבי זרימה אלה ידועים כפוסטריוריים, ולא במהלך ביצוע הניסויים.
ישנם יישומים רבים 38,39,40 מהטכנולוגיות המוצגות כאן בתחומים כמו קוסמטיקה, תעשיית המזון ואספקת תרופות בין רבים אחרים, כמו השימוש בתחליבים המתקבלים כתבניות לג'לים המיושמים בחקלאות אינטנסיבית. יישום מוגבר של טכנולוגיות הקשורות למיקרופלואידים הוא פיתוח מערכות האכלה חדשניות לפרוקי רגליים מועילים שיתרמו לפיתוח חקלאות מתחדשת חלופית. כיום, מערכות ייצור המזון העולמיות מתמודדות עם האתגר של סיפוק הדרישות להגדלת הפריון תוך שמירה על הקיימות הסביבתית והכלכלית שלהן25. שחרורם של אויבים טבעיים, טורפים וטפילים של מזיקים מגודלים בהמוניהם על גידולים חקלאיים הוכח כחלופה אפשרית ורצויה לשימוש בחומרי הדברה מנקודת מבט סביבתית וכלכלית. הישגים גדולים הושגו בחממות המציגות טורפים פוליפגיים 13,27,34. היישום של מזונות משלימים בגידולים חקלאיים מקדם את ההקמה המוקדמת וארוכת הטווח של טורפים אלה כאשר הטרפים הטבעיים נמצאים במחסור של 26,28,30, מה שמשפר את עמידותם לגורמי עקה שונים. זה נחשב לאסטרטגיה תומכת הדברה ביולוגית רבת ערך שתייעל ותרחיב את תוכניות הביו-קונטרול, הן בגידולי שדה מוגנים והן בגידולי שדה פתוחים.
היצרנים הביולוגיים של טורפים אלה עברו במהירות מתעשייה ארטיזנלית לתעשייה מקצועית32, והיישום האחרון של טכניקות אנליטיות מתקדמות עם גישה הוליסטית יאפשר לנו להבין טוב יותר את הדרישות התזונתיות של הטורפים36. למרות שעבור מינים מסוימים נסיעה בין מקורות מזון שונים יכולה להועילל-31, רוב הדיאטות המשמשות כיום עדיין מבוססות על טרף עובדתי אחד. יש לשקול דיאטות נוזליות מלאכותיות משלימות כדי להבטיח תזונה מאוזנת. דיאטות נוזליות צריכות להיות עטופות לצורך הצגתן. אסטרטגיה זו מציעה מספר יתרונות כגון הגנה על המרכיבים הביו-אקטיביים מפני גורמים אביוטיים של הסביבה (לחות, טמפרטורה, אור, אוויר וכו '), מניעת אובדן חמצון והתאדות, שיפור היציבות והגברת הזמינות הביולוגית, בין היתר29,33. דווח על כמה פטנטים המבוססים על דיאטות מלאכותיות עטופות למטרות האכלה של חרקים אנטומופגוטיים מועילים (מס' פטנטים בארה"ב 5,799,607 ו-6,129,935), אך ההרחבה המסחרית של יישומים אלה צריכה לגדול במקביל לידע המתהווה של הרכבים תזונתיים של מזון ודרישות טורפים, יחד עם טכנולוגיות מיקרופלואידיות המותאמות לתנאי שחרור שדה אלה בגידול.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין מה לחשוף.
Acknowledgments
אנו מודים ל- ACS PRF (מענק 60302-UR9), אגרוביו ס.ל. (חוזה #311325), ו- MCIN / AEI / 10.13039 / 501100011033 / FEDER, UE (מענק מס '. PID2021-122369NB-I00).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2-[methoxy(polyethyleneoxy)6-9propyl] trimethoxysilane. | Gelest | SIM6492.7 | |
| Ceramic tile | Sutter | CTS | |
| Ethylene glycol | Fisher | BP230 | These can be found at other companies like Sigma-Aldrich |
| Hexane | Sigma- Aldrich | 34859 | Available in other vendors |
| ITW Polymers Adhesives Devcon 5 Minute Epoxy Adhesive 25 mL Dev-Tube | Ellsworth adhesives | 470740 | |
| Microforge | Narishige | MF 830 | |
| Micropipette puller | Sutter | P97 | |
| Microscope slides | Fisher | 12-544-1 | Available in other vendors |
| Needle 20 Gauge, .0255" ID, .0355" OD, 1/2" Long | McMaster | 75165A677 | |
| SDS | Sigma-aldrich | 428015 | Surfactant |
| Silicone oil | Clearco | PSF-10cSt | The catalog number correspond to the 10cSt viscosity oil. Different viscosity oils can be found at this company |
| Span 80 | Fisher | S0060500G | non-ionic surfactant |
| Square glass capillary 2mm ID (borosillicate 300 or 600 mm long) | VitroCom | S 102 | |
| Standard Glass Capillaries, 6 in., 2 / 1.12 OD/ID | World Precision instruments | 1B200-6 | These can be found at other companies like Sutter or Vitrocom |
| Syringe pump | Chemyx | FUSION 100-X | This model has a good quality/price ratio |
| Syringes (it will depend on the compatibility with the liquids) | Fisher | Catalog number will depend on the size | |
| Trimethoxy(octyl)silane | Sigma- Aldrich | 376221 | Available in other vendors |
| Tubing ( it will depend on the compatibility with the liquids) | Scientific commodities | BB3165-PE/5 | This reference is for polyethylene micro tubing. The size fits the needle size listed here |
References
- Basaran, O. A. Small-scale free surface flows with break-up: drop formation and emerging applications. American Institute of Chemical Engineers. 48 (9), 1842-1848 (2004).
- Squires, T. M., Quake, S. R. Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale. Reviews of Modern Physics. 77 (3), 977-1026 (2005).
- Stone, H. A., Stroock, A. D., Adjari, A. Engineering Flows in Small Devices: Microfluidics Toward a Lab-on-a-Chip. Annual Review of Fluid Mechanics. 36 (1), 381-411 (2004).
- Gunther, A., Jensen, K. F. Multiphase microfluidics: from flow characteristics to chemical and materials synthesis. Lab on a Chip. 6, 1487-1503 (2006).
- Barrero, A., Loscertales, I. G. Micro- and Nanoparticles via Capillary Flows. Annual Review of Fluid Mechanics. 39, 89-106 (2007).
- Clift, R., Grace, J. R., Weber, M. E. Bubbles, Drops, and Particles. , Dover Pubs. USA. (2005).
- Othmer, K. Encyclopedia of Chemical Technology. 4th edition. 9, John Wiley and sons. (1994).
- Kentish, S., et al. The use of ultrasonics for nanoemulsion preparation. Innovative Food Science & Emerging Technologies. 9 (2), 170-175 (2008).
- Kumar, A., Li, S., Cheng, C. M., Lee, D. Flow-induced phase inversion of emulsions in tapered microchannels. Lab on a Chip. 16 (21), 4173-4180 (2016).
- Atencia, J., Beebe, D. J.
- Garstecki, P., Fuerstman, M. J., Stone, H. A., Whitesides, G. M. Formation of droplets and bubbles in a microfluidic T-junctions scaling and mechanism of break-up. Lab on a Chip. 6 (3), 437-446 (2006).
- Utada, A. S., et al. Monodisperse Double Emulsions Generated from a Microcapillary Device. Science. 308 (5721), 537-541 (2005).
- Gañan-Calvo, A. M. Generation of Steady Liquid Microthreads and Micron-Sized Monodisperse Sprays in Gas Streams. Physical Review Letters. 80 (2), 285-288 (1998).
- Shah, R. K., et al.
- Taylor, G. I. Disintegration of water drops in an electric field. Proceedings of the Royal Society A, Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 280 (1382), (1964).
- Gundabala, V. R., Vilanova, N., Fernández-Nieves, A. Current-voltage characteristic of electrospray processes in microfluidics. Physical Review Letters. 105 (15), 154503 (2010).
- Guerrero, J., Rivero, J., Gundabala, V. R., Perez-Saborid, M., Fernández-Nieves, A.
- Vilanova, N., Gundabala, V. R., Fernandez-Nieves, A.
- Cloupeau, M., Prunet-Foch, B. Electrostatic spraying of liquids: Main functioning modes. Journal of Electrostatics. 25 (2), 165-184 (1990).
- Jaworek, A., Krupa, A.
- Juraschek, R., Röllgen, F. W. Pulsation phenomena during electrospray ionization. International Journal of Mass Spectrometry. 177 (1), 1-15 (1998).
- Guerrero, J., et al.
- Utada, A. S., Fernández-Nieves, A., Stone, H. A., Weitz, D. A. Dripping to jetting transitions in coflowing liquid streams. Physical Review Letters. 99 (9), 094502 (2007).
- Castro-Hernández, E., Gundabala, V., Fernández-Nieves, A., Gordillo, J. M. Scaling the drop size in coflow experiments. New Journal of Physics. 11, 075021 (2009).
- Godfray, H. C. J., et al. Food Security: the challenge of feeding 9 billion people. Science. 327 (5967), New York, N.Y. 812-818 (2010).
- Labbé, R., Gagnier, D., Kostic, A., Shipp, L. The function of supplemental foods for improved crop establishment of generalist predators Orius insidiosus and Dicyphus hesperus. Scientific Reports. 8 (1), 17790 (2018).
- Pilkington, L. J., Messelink, G., van Lenteren, J. C., Le Mottee, K. 34;Protected Biological Control" - Biological pest management in the greenhouse industry. Biological Control. 52 (3), 216-220 (2010).
- Benson, C. M., Labbe, R. M. Exploring the Role of Supplemental Foods for Improved Greenhouse Biological Control. Annals of the Entomological Society of America. 114 (3), 302-321 (2021).
- Temiz, U., Öztürk, E. Encapsulation methods and use in animal nutrition. Selcuk Journal of Agricultural and Food Sciences. 32 (3), 624-631 (2018).
- Messelink, G. J., et al. Approaches to conserving natural enemy populations in greenhouse crops: current methods and future prospects. BioControl. 59, 377-393 (2014).
- Muñoz-Cárdenas, K., et al. Generalist red velvet mite predator (Balaustium sp.) performs better on a mixed diet. Experimental & Applied Acarology. 62 (1), 19-32 (2014).
- van Lenteren, J. C., Bolckmans, K., Köhl, J., Ravensberg, W. J., Urbaneja, A. Biological control using invertebrates and microorganisms: plenty of new opportunities. BioControl. 63, 39-59 (2018).
- Urbaneja-Bernat, P., Alonso, M., Tena, A., Bolckmans, K., Urbaneja, A. Sugar as nutritional supplement for the zoophytophagous predator Nesidiocoris tenuis. BioControl. 58 (1), 57-64 (2013).
- Vila, E., Cabello, T. Biosystems Engineering Applied to Greenhouse Pest Control. Biosystems Engineering: Biofactories for Food Production in the Century XXI. Guevara-Gonzalez, R., Torres-Pacheco, I. , Springer International Publishing. Switzerland, Cham. (2014).
- Riudavets, J., Moerman, E., Vila, E. Implementation of Integrated Pest and Disease Management in Greenhouses: From Research to the Consumer. Integrated Pest and Disease Management in Greenhouse Crops. Plant Pathology in the 21st Century. LodovicaGullino, M., Albajes, R. C., Nicot, P. , Springer International Publishing. Switzerland, Cham. (2020).
- Cohen, A. C. Insect diets: Science and technology. Second edition. , Taylor & Francis Group, CRC Press. (2015).
- Sullivan, M. T., Stone, H. A. The role of feedback in microfluidic flow-focusing devices. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical, and Engineering Sciences. 366 (1873), 2131-2143 (2008).
- Shang, L., Cheng, Y., Zhao, Y.
- Christopher, G. F., Anna, S. L. Microfluidic methods for generating continuous droplet streams. Journal of Physics D: Applied Physics. 40 (19), 319 (2007).
- Nunes, J. K., Tsai, S. S., Wan, J., Stone, H. A. Dripping and jetting in microfluidic multiphase flows applied to particle and fiber synthesis. Journal of Physics D: Applied Physics. 46 (11), 114002 (2013).
