Name: Damla ve Emülsiyon Üretmek için Cam Bazlı Cihazlar (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-04-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: Öğrenin cam bazlı mikroakışkan cihazlar üreterek kontrollü damla boyutlarında stabil emülsiyonlar oluşturmayı. Bu yöntem, yoğun tarım ve kozmetik gibi alanlarda uygulama potansiyeli sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ACS PRF (hibe 60302-UR9), Agrobio S.L. (sözleşme No. 311325) ve MCIN/AEI/10.13039/501100011033/FEDER, UE (hibe No. PID2021-122369NB-I00).

<ol><li>Basaran, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small-scale+free+surface+flows+with+break-up%3A+drop+formation+and+emerging+applications%5BTitle%5D)+AND+%22American+Institute+of+Chemical+Engineers%22%5BJournal%5D)">Small-scale free surface flows with break-up: drop formation and emerging applications.</a> American Institute of Chemical Engineers. 48 (9), 1842-1848 (2004).</li>
<li>Squires, T. M., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics%3A+Fluid+physics+at+the+nanoliter+scale%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Modern+Physics%22%5BJournal%5D)">Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale.</a> Reviews of Modern Physics. 77 (3), 977-1026 (2005).</li>
<li>Stone, H. A., Stroock, A. D., Adjari, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+Flows+in+Small+Devices%3A+Microfluidics+Toward+a+Lab-on-a-Chip%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Fluid+Mechanics%22%5BJournal%5D)">Engineering Flows in Small Devices: Microfluidics Toward a Lab-on-a-Chip.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 36 (1), 381-411 (2004).</li>
<li>Gunther, A., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiphase+microfluidics%3A+from+flow+characteristics+to+chemical+and+materials+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Multiphase microfluidics: from flow characteristics to chemical and materials synthesis.</a> Lab on a Chip. 6, 1487-1503 (2006).</li>
<li>Barrero, A., Loscertales, I. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-+and+Nanoparticles+via+Capillary+Flows%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Fluid+Mechanics%22%5BJournal%5D)">Micro- and Nanoparticles via Capillary Flows.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 39, 89-106 (2007).</li>
<li>Clift, R., Grace, J. R., Weber, M. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aClift%2C+R+%22Bubbles%2C+Drops%2C+and+Particles%22">Bubbles, Drops, and Particles</a>. , Dover Pubs. USA. (2005).</li>
<li>Othmer, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOthmer%2C+K+%22Encyclopedia+of+Chemical+Technology.+4th+edition%22">Encyclopedia of Chemical Technology. 4th edition</a>. 9, John Wiley and sons. (1994).</li>
<li>Kentish, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+ultrasonics+for+nanoemulsion+preparation%5BTitle%5D)+AND+%22Innovative+Food+Science+%26+Emerging+Technologies%22%5BJournal%5D)">The use of ultrasonics for nanoemulsion preparation.</a> Innovative Food Science & Emerging Technologies. 9 (2), 170-175 (2008).</li>
<li>Kumar, A., Li, S., Cheng, C. M., Lee, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow-induced+phase+inversion+of+emulsions+in+tapered+microchannels%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Flow-induced phase inversion of emulsions in tapered microchannels.</a> Lab on a Chip. 16 (21), 4173-4180 (2016).</li>
<li>Atencia, J., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+microfluidic+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Controlled microfluidic interfaces.</a> Nature. 437, 648-655 (2005).</li>
<li>Garstecki, P., Fuerstman, M. J., Stone, H. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+droplets+and+bubbles+in+a+microfluidic+T-junctions+scaling+and+mechanism+of+break-up%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Formation of droplets and bubbles in a microfluidic T-junctions scaling and mechanism of break-up.</a> Lab on a Chip. 6 (3), 437-446 (2006).</li>
<li>Utada, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monodisperse+Double+Emulsions+Generated+from+a+Microcapillary+Device%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Monodisperse Double Emulsions Generated from a Microcapillary Device.</a> Science. 308 (5721), 537-541 (2005).</li>
<li>Gañan-Calvo, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+Steady+Liquid+Microthreads+and+Micron-Sized+Monodisperse+Sprays+in+Gas+Streams%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Generation of Steady Liquid Microthreads and Micron-Sized Monodisperse Sprays in Gas Streams.</a> Physical Review Letters. 80 (2), 285-288 (1998).</li>
<li>Shah, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designer+emulsions+using+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Today%22%5BJournal%5D)">Designer emulsions using microfluidics.</a> Materials Today. 11 (4), 18-27 (2008).</li>
<li>Taylor, G. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disintegration+of+water+drops+in+an+electric+field%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Royal+Society+A%2C+Mathematical%2C+Physical+and+Engineering+Sciences%22%5BJournal%5D)">Disintegration of water drops in an electric field.</a> Proceedings of the Royal Society A, Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 280 (1382), (1964).</li>
<li>Gundabala, V. R., Vilanova, N., Fernández-Nieves, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current-voltage+characteristic+of+electrospray+processes+in+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Current-voltage characteristic of electrospray processes in microfluidics.</a> Physical Review Letters. 105 (15), 154503(2010).</li>
<li>Guerrero, J., Rivero, J., Gundabala, V. R., Perez-Saborid, M., Fernández-Nieves, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whipping+of+electrified+liquid+jets%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Whipping of electrified liquid jets.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (38), 13763-13767 (2014).</li>
<li>Vilanova, N., Gundabala, V. R., Fernandez-Nieves, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drop+size+control+in+electro-coflow%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Drop size control in electro-coflow.</a> Applied Physics Letters. 99 (2), 021910(2011).</li>
<li>Cloupeau, M., Prunet-Foch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrostatic+spraying+of+liquids%3A+Main+functioning+modes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electrostatics%22%5BJournal%5D)">Electrostatic spraying of liquids: Main functioning modes.</a> Journal of Electrostatics. 25 (2), 165-184 (1990).</li>
<li>Jaworek, A., Krupa, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Main+modes+of+electrohydrodynamic+spraying+of+liquids%5BTitle%5D)+AND+%22Third+International+Conference+on+Multiphase+Flow+ICMF%22%5BJournal%5D)">Main modes of electrohydrodynamic spraying of liquids.</a> Third International Conference on Multiphase Flow ICMF. , (1998).</li>
<li>Juraschek, R., Röllgen, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsation+phenomena+during+electrospray+ionization%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Mass+Spectrometry%22%5BJournal%5D)">Pulsation phenomena during electrospray ionization.</a> International Journal of Mass Spectrometry. 177 (1), 1-15 (1998).</li>
<li>Guerrero, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emission+modes+in+electro+co-flow%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+of+Fluids%22%5BJournal%5D)">Emission modes in electro co-flow.</a> Physics of Fluids. 31 (8), 082009(2019).</li>
<li>Utada, A. S., Fernández-Nieves, A., Stone, H. A., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dripping+to+jetting+transitions+in+coflowing+liquid+streams%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Dripping to jetting transitions in coflowing liquid streams.</a> Physical Review Letters. 99 (9), 094502(2007).</li>
<li>Castro-Hernández, E., Gundabala, V., Fernández-Nieves, A., Gordillo, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scaling+the+drop+size+in+coflow+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22New+Journal+of+Physics%22%5BJournal%5D)">Scaling the drop size in coflow experiments.</a> New Journal of Physics. 11, 075021(2009).</li>
<li>Godfray, H. C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+Security%3A+the+challenge+of+feeding+9+billion+people%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Food Security: the challenge of feeding 9 billion people.</a> Science. 327 (5967), New York, N.Y. 812-818 (2010).</li>
<li>Labbé, R., Gagnier, D., Kostic, A., Shipp, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+function+of+supplemental+foods+for+improved+crop+establishment+of+generalist+predators+Orius+insidiosus+and+Dicyphus+hesperus%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">The function of supplemental foods for improved crop establishment of generalist predators Orius insidiosus and Dicyphus hesperus.</a> Scientific Reports. 8 (1), 17790(2018).</li>
<li>Pilkington, L. J., Messelink, G., van Lenteren, J. C., Le Mottee, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((34%3BProtected+Biological+Control%26%2334%3B+-+Biological+pest+management+in+the+greenhouse+industry%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Control%22%5BJournal%5D)">34;Protected Biological Control&#34; - Biological pest management in the greenhouse industry.</a> Biological Control. 52 (3), 216-220 (2010).</li>
<li>Benson, C. M., Labbe, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+the+Role+of+Supplemental+Foods+for+Improved+Greenhouse+Biological+Control%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+Entomological+Society+of+America%22%5BJournal%5D)">Exploring the Role of Supplemental Foods for Improved Greenhouse Biological Control.</a> Annals of the Entomological Society of America. 114 (3), 302-321 (2021).</li>
<li>Temiz, U., Öztürk, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+methods+and+use+in+animal+nutrition%5BTitle%5D)+AND+%22Selcuk+Journal+of+Agricultural+and+Food+Sciences%22%5BJournal%5D)">Encapsulation methods and use in animal nutrition.</a> Selcuk Journal of Agricultural and Food Sciences. 32 (3), 624-631 (2018).</li>
<li>Messelink, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Approaches+to+conserving+natural+enemy+populations+in+greenhouse+crops%3A+current+methods+and+future+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22BioControl%22%5BJournal%5D)">Approaches to conserving natural enemy populations in greenhouse crops: current methods and future prospects.</a> BioControl. 59, 377-393 (2014).</li>
<li>Muñoz-Cárdenas, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generalist+red+velvet+mite+predator+%28Balaustium+sp.%29+performs+better+on+a+mixed+diet%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+%26+Applied+Acarology%22%5BJournal%5D)">Generalist red velvet mite predator (Balaustium sp.) performs better on a mixed diet.</a> Experimental & Applied Acarology. 62 (1), 19-32 (2014).</li>
<li>van Lenteren, J. C., Bolckmans, K., Köhl, J., Ravensberg, W. J., Urbaneja, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+control+using+invertebrates+and+microorganisms%3A+plenty+of+new+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22BioControl%22%5BJournal%5D)">Biological control using invertebrates and microorganisms: plenty of new opportunities.</a> BioControl. 63, 39-59 (2018).</li>
<li>Urbaneja-Bernat, P., Alonso, M., Tena, A., Bolckmans, K., Urbaneja, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sugar+as+nutritional+supplement+for+the+zoophytophagous+predator+Nesidiocoris+tenuis%5BTitle%5D)+AND+%22BioControl%22%5BJournal%5D)">Sugar as nutritional supplement for the zoophytophagous predator Nesidiocoris tenuis.</a> BioControl. 58 (1), 57-64 (2013).</li>
<li>Vila, E., Cabello, T. Biosystems Engineering Applied to Greenhouse Pest Control. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVila%2C+E+%22Biosystems+Engineering%3A+Biofactories+for+Food+Production+in+the+Century+XXI%22">Biosystems Engineering: Biofactories for Food Production in the Century XXI</a>. Guevara-Gonzalez, R., Torres-Pacheco, I. , Springer International Publishing. Switzerland, Cham. (2014).</li>
<li>Riudavets, J., Moerman, E., Vila, E. Implementation of Integrated Pest and Disease Management in Greenhouses: From Research to the Consumer. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRiudavets%2C+J+%22Integrated+Pest+and+Disease+Management+in+Greenhouse+Crops.+Plant+Pathology+in+the+21st+Century%22">Integrated Pest and Disease Management in Greenhouse Crops. Plant Pathology in the 21st Century</a>. LodovicaGullino, M., Albajes, R. C., Nicot, P. , Springer International Publishing. Switzerland, Cham. (2020).</li>
<li>Cohen, A. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCohen%2C+AC+%22Insect+diets%3A+Science+and+technology.+Second+edition%22">Insect diets: Science and technology. Second edition</a>. , Taylor & Francis Group, CRC Press. (2015).</li>
<li>Sullivan, M. T., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+feedback+in+microfluidic+flow-focusing+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Philosophical+Transactions+of+the+Royal+Society+A%3A+Mathematical%2C+Physical%2C+and+Engineering+Sciences%22%5BJournal%5D)">The role of feedback in microfluidic flow-focusing devices.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical, and Engineering Sciences. 366 (1873), 2131-2143 (2008).</li>
<li>Shang, L., Cheng, Y., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+droplet+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Emerging droplet microfluidics.</a> Chemical Reviews. 117 (12), 7964-8040 (2017).</li>
<li>Christopher, G. F., Anna, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+methods+for+generating+continuous+droplet+streams%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics+D%3A+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Microfluidic methods for generating continuous droplet streams.</a> Journal of Physics D: Applied Physics. 40 (19), 319(2007).</li>
<li>Nunes, J. K., Tsai, S. S., Wan, J., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dripping+and+jetting+in+microfluidic+multiphase+flows+applied+to+particle+and+fiber+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics+D%3A+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Dripping and jetting in microfluidic multiphase flows applied to particle and fiber synthesis.</a> Journal of Physics D: Applied Physics. 46 (11), 114002(2013).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.

Üç farklı cam bazlı cihaz üretme protokolü yukarıda açıklanmıştır. Cihazın basit damlalar üretmesi durumunda, akış hızı ve sıvı özellikleri, kontrollü bir şekilde damlalar üretmek için çok önemlidir. Damlama rejiminde uçta veya jetleme rejiminde jetin sonunda damlalar oluşacaktır. Damlamadan püskürtmeye geçiş, boyutsuz Weber sayısı We23 tarafından parametrize edilir. Bu sayı, atalet ve yüzey gerilim kuvvetleri arasındaki oranı temsil eder), burada ρ sıvının yoğunluğudur, γ ara yüzey geril...

Dar boyut dağılımına sahip mikron ve nano ölçekte kontrollü damla üretimi zorlu bir iştir. Bu düşüşler, bilim ve teknolojide birçok uygulaması olan yumuşak malzemelerin mühendisliği için ilgi çekicidir 1,2,3,4,5,6.
Yüksek damla üretim hızı için en yaygın cihazlar karıştırıcılar7 ve ultrason emülifikatörleri8'dir. Bu yöntemler basit ve düşük maliyetlidir, ancak tipik olarak çok çeşitli boyutlarda polidispers damlalara neden olurlar. Bu nedenle, monodispers numuneler üretmek için ek adımlar gereklidir. Mikroakışkan cihazlar, oluşumu düşürmek için etkili bir yol sağlamak için farklı şekilde tasarlanabilir. Ek olarak, genellikle düşük akış hızları (yani, düşük Reynolds sayısı), sıvı akışı üzerinde büyük kontrol sağlar.
Mikroakışkan cihazlar genellikle poli(dimetil) siloksan (PDMS) ile litografik teknikler kullanılarak yapılırken, bu makale cam bazlı kılcal cihazlara odaklanmaktadır. PDMS cihazları genellikle karmaşık kanal desenleri tasarlama yetenekleri ve ölçeklenebilirlikleri nedeniyle seçilir. Cam cihazlar, aksine, serttir ve PDMS muadillerinden daha fazla çözücü direncine sahiptir. Ek olarak, cam, karmaşık emülsiyonların oluşumunu kontrol etmeyi sağlayan ıslanabilirliğini değiştirmek için değiştirilebilir. Nozul ve kanal duvarlarını bağımsız olarak işleyebilmek, damlaların kontrollü ve tekrarlanabilir bir şekilde oluşumunu sağlarken, damlaların duvarlara temas etmesi durumunda ortaya çıkan emülsiyonların stabilitesini sağlar9; aksi takdirde damlalar birleşebilir ve duvarda birikebilir. Bu iki cihaz türü arasındaki bir diğer fark, cam bazlı cihazlarda, akışın üç boyutlu olması, geleneksel PDMS cihazlarında ise düzlemsel olmasıdır. Bu gerçek, kanal duvarlarıyla damla temasını en aza indirir, böylece temas hatlarının etkisi10 ihmal edilebilir, böylece çoklu emülsiyon damlalarının stabilitesini korur.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63376/63376fig01.jpg"> Resim 1: Farklı mikroakışkan cihaz konfigürasyonları. (A) bir T-bağlantısının, (B) bir birlikte akan cihazın ve (C) bir akış odaklama cihazının çizimleri. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63376/63376fig01large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Kullanılan üç ana geometri vardır: T-kavşağı 11, akış odaklama12,13 ve koakış14. T-kavşak geometrisinde, kanalda bulunan dağınık faz, sürekli fazı barındıran ana kanalla dik olarak kesişir. Sürekli faz tarafından uygulanan kesme gerilmesi, gelen dağınık sıvıyı kırarak düşmelere neden olur. Üretilen damlalar, ana kanal11'in boyutlarıyla daha düşük boyutta sınırlıdır. Akış odaklı geometride, iki akışkan enjeksiyon tüpünün önünde bulunan küçük bir delikten geçirilir. Sonuç, enjeksiyon tüpü 12,13'ten çok daha küçük olan bir jetin oluşumudur. Son olarak, koflow geometrisi, iki karışmaz akışkanın koaksiyel akışı ile karakterize edilen bir konfigürasyona sahiptir14. Genel olarak, çalışma koşullarına bağlı olarak damlama ve püskürtme gözlenebilir. Damlama rejimi düşük akış hızlarında gerçekleşir ve ortaya çıkan damlacıklar çok monodispers ve uç boyutuyla orantılı bir çapa sahiptir. Dezavantajı, düşük üretim sıklığıdır. Jetleme rejimi, damlama rejimine kıyasla daha yüksek akış hızlarında gerçekleşir. Bu durumda, damla çapı, doğru koşullar altında ucun çapından çok daha küçük olabilen jetin çapı ile doğru orantılıdır.
Bu hidrodinamik yaklaşımlara bir alternatif, elektrik kuvvetlerinin ek kullanımına dayanır. Elektrosprey, damlacık üretmek için iyi bilinen ve yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. Sonlu bir elektrik iletkenliğine sahip bir sıvının, güçlü bir elektrik alanının varlığında deforme olacağı ilkesine dayanır. Sıvı sonunda elektrik ve yüzey gerilimi gerilimleri arasındaki dengeden kaynaklanan konik bir şekil alacaktır15. İşlem, elektrik alanının sıvıda yüklerin yüzeyde birikmesine neden olan bir elektrik akımı indüklemesiyle başlar. Elektrik alanın varlığı, bu yükler üzerinde, sıvıyı sürükleyen ve menisküsü alan yönünde uzatan bir elektrik kuvveti ile sonuçlanır. Farklı koşullar altında, menisküs yüklü damlaları dökebilir veya daha sonra15 damlasına ayrılan bir veya birkaç jet yayabilir. Bu elektrik destekli mikroakışkan yöntemler doğal olarak küçük damlaların üretilmesine izin vermesine rağmen, emülsiyon monodispersitesini tehlikeye atan kararlı bir durum operasyonunun eksikliğinden muzdariptirler. Ortaya çıkan yüklü düşüşler, sınırlama duvarlarında ve / veya cihazın herhangi bir yerinde, elektrik potansiyelinin uygulanan harici voltajdan daha düşük olduğu herhangi bir yerde boşalma eğilimindedir. Böylece, elektriklendirilmiş menisküs dengesiz hale gelir, sonuçta kaotik bir şekilde damlalar yayar ve kontrolsüz üretimlerine ve monodispersite kaybına neden olur.
Elektro-koakışta, elektriksel ve hidrodinamik gerilmeler, çift emülsiyon üretmek için kullanılana benzer bir koflow mikroakışkan cihaz16'da birleştirilir12. İki ana özellik, elektro-koflow'un kararlı hal emisyon rejimine ulaşmada başarılı olmasını sağlar: (i) dağılmış faz başka bir birlikte akan viskoz sıvıya atılır ve (ii) bir sıvı karşı elektrot veya topraklama kullanılması. Akan bir dış sıvıya sahip olmanın, damla emisyon prosesinin geometrik özelliklerini değiştirdiği kanıtlanmıştır17. Sıvı karşı elektrot, ortaya çıkan damlaların boşaltılmasına ve ekstraksiyonuna izin vererek, damlaların kararlı durum oluşumunu garanti eder. Ek olarak, elektriksel ve hidrodinamik kuvvetlerin dengesinden yararlanarak, ortaya çıkan damla boyutları, daha önce bahsedilen tekniklerden herhangi biri tarafından kapsanabilecek boyutlardan daha geniş bir aralıkta potansiyel olarak değişebilir.
Bu ayrıntılı video protokolü, cam bazlı mikroakışkanların kullanımı ve üretiminde yeni uygulayıcılara yardımcı olmayı amaçlamaktadır.

<table><tbody><tr><td>2- [metoksi (polietilenoksi) 6-9propil] trimetoksisilan.</td><td>Gelest</td><td>SIM6492.7</td><td></td></tr><tr><td>Seramik karo</td><td>Sutter</td><td>CTS</td><td></td></tr><tr><td>Etilen glikol</td><td>Fisher</td><td>BP230</td><td>Bunlar Sigma-Aldrich</td></tr><tr><td>Hexane</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>34859</td> gibi diğer <td>şirketlerde bulunabilir Diğer satıcılarda mevcuttur</td></tr><tr><td>ITW Polimerler Yapıştırıcılar Devcon 5 Dakika Epoksi Yapıştırıcı 25 mL Dev-Tube</td><td>Ellsworth yapıştırıcılar</td><td>470740</td><td></td></tr><tr><td>Microforge</td><td>Narishige</td><td>MF 830</td><td></td></tr><tr><td>Mikropipet çektirme Sutter</td><td></td><td>P97</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop slaytları</td><td>Fisher</td><td>12-544-1</td><td>Diğer satıcılarda mevcut</td></tr><tr><td>İğne 20 Ölçer, .0255 "ID, .0355" OD, 1/2 "Uzun</td><td>McMaster</td><td>75165A677</td><td></td></tr><tr><td>SDS</td><td>Sigma-aldrich</td><td>428015</td><td>Yüzey Aktif</td></tr><tr><td>Madde Silikonu yağ</td><td>Clearco</td><td>PSF-10cSt</td><td>Katalog numarası 10cSt viskozite yağına karşılık gelir. Bu şirkette farklı viskozite yağları bulunabilir</td></tr><tr><td>Span 80</td><td>Fisher</td><td>S0060500G</td><td>iyonik olmayan yüzey aktif madde</td></tr><tr><td>Kare cam kılcal 2 mm iç çap (borosilikat 300 veya 600 mm uzunluğunda)</td><td>VitroCom</td><td>S 102</td><td></td></tr><tr><td>Standart Cam Kılcal Damarlar, 6 inç, 2 / 1.12 OD/ID</td><td>Dünya Hassas aletler</td><td>1B200-6</td><td>Bunlar Sutter veya Vitrocom gibi diğer şirketlerde bulunabilir</td></tr>. <tr><td>Şırınga pompası</td><td>Chemyx</td><td>FUSION 100-X</td><td>Bu model iyi bir kalite/fiyat oranına sahiptir</td></tr><tr><td>Şırıngalar (sıvılarla uyumluluğa bağlı olacaktır)</td> <td>Fisher</td><td></td><td>Katalog numarası boyuta bağlı olacaktır</td></tr><tr><td>Trimetoksi (oktil) silan</td><td>Sigma- Aldrich</td><td>376221</td><td>Diğer satıcılarda mevcuttur</td></tr><tr><td>Boru (sıvılarla uyumluluğa bağlı olacaktır)</td> <td>Bilimsel ürünler</td><td>BB3165-PE / 5</td><td>Bu referans polietilen mikro borular içindir. Boyut, burada listelenen iğne boyutuna uyar</td></tr></tbody></table>

damla ve emülsiyon Üretmek için cam bazlı cihazlar

Glass-Based Devices to Generate Drops and Emulsions

Bu makalede, cam bazlı mikroakışkanlar kullanılarak yüksek monodisperse emülsiyon damlaları üretmek için üç farklı adım adım protokol açıklanmaktadır. İlk cihaz, yerçekimi tarafından tahrik edilen basit damlaların üretilmesi için üretilmiştir. İkinci cihaz, birlikte akan bir şemada emülsiyon damlaları üretmek için tasarlanmıştır. Üçüncü cihaz, elektrik toprağı görevi gören üçüncü bir sıvının eklenmesiyle birlikte akan cihazın bir uzantısıdır ve daha sonra boşalan elektrikli damlaların oluşumuna izin verir. Bu kurulumda, üç sıvıdan ikisi kayda değer bir elektriksel iletkenliğe sahiptir. Üçüncü sıvı bu ikisi arasında aracılık eder ve bir dielektriktir. İki iletken sıvı arasında uygulanan voltaj farkı, birlikte akan sıvıların hidrodinamik gerilmeleriyle birleşen ve jet ve damla oluşum sürecini etkileyen bir elektrik alanı yaratır. Elektrik alanın eklenmesi, basit coflow cihazlarından daha küçük damlalar üretmek ve çok çeşitli boyutlarda parçacıklar ve lifler üretmek için bir yol sağlar.

Bu yazıda, damla üretmek için üç farklı cihaz tasarlanmıştır. Adım 1'de açıklanan cihazı kullanarak (3,29 ± 0,08) mm (Şekil 4B) ve (1,75 ± 0,04) mm (Şekil 4C) boyutunda damlalar ürettik. Emülsiyon damlaları, coflow ve elektro-coflow cihazları kullanılarak üretilebilir. İkincisi için, Şekil 9'da damlamayı gösterirken, koni-jet ve kırbaç modları sırasıyla Şekil 10 ve Şekil 11'de</stro...

Burada, kontrollü damla boyutuna sahip yüksek monodispers emülsiyonlar üretmek için kullanılan cam bazlı mikroakışkan cihazların üretilmesine yönelik bir protokol sunulmaktadır.

Damla ve Emülsiyon Üretmek için Cam Bazlı Cihazlar

In this manuscript, three different step-by-step protocols to generate highly monodisperse emulsion drops using glass-based microfluidics are described. ...

Bu protokol, cam bazlı mikroakışkan cihazların nasıl üretileceğini ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Bu protokolü takip etmek, deneyimi olmayan herkesin bu cihazları oluşturmasına ve kullanmasına izin verecektir. Cam ile, yüzeyleri kolayca hidrofobik veya hidrofilik hale getirebiliriz, böylece cam bazlı cihazları kararlı emülsiyon damlaları üretmek için çekici hale getirebiliriz.Kozmetik, gıda endüstrisi ve ilaç dağıtımı gibi çeşitli alanlarda damla ve emülsiyonlar için birden fazla uygulama vardır. Bu yazıda, yoğun tarımda kullanımları üzerinde biraz daha durulmuştur. Her adımda sabırlı olmanızı öneririz.Ayrıca ucun temiz olduğunu ve kırılmadığını kontrol edin. Bunları kontrol etmek için cihazın tamamlanmasını beklemeyin. Basit damlalar yapmak için, cihazı oluşturmak için mikroskop slaytı ile yapılmış bir cam taban kullanın.Uç için bir milimetre çapında yuvarlak cam kılcal damarlar kullanın. Daha sonra, sıvıyı kılcal damara sokmayı kolaylaştırmak için 20 gauge şırınga iğnesi kullanın. Bir tıraş bıçağı veya neşter kullanarak, iğnenin tabanındaki kılcal damarın dış çapının boyutuna eşit bir delik açın.Toz ve lifleri kesimden uzaklaştırmak için iğneyi suyla durulayın ve iğnenin havayla kurumasını bekleyin. Cihazı monte etmek için, kılcal damarın ucunu mikroskop slaytının ucunun bir ila iki santimetre dışına yerleştirerek ve kılcal damarın ortasına görüş alanına veya şırınga iğnesine müdahale etmeyecek şekilde bir miktar epoksi ekleyerek yuvarlak kılcal damarı mikroskop slaydına yapıştırın. Daha sonra, şırınga iğnesini, kılcal damarın ucu iğnenin ortasına oturacak şekilde yerleştirin ve iğnenin altındaki jantın etrafına az miktarda sertleştirilmiş epoksi koyun.Birkaç dakika sonra, ikinci taze epoksi tabakasını uygulayın, iğnenin tabanını örtün ve delikten kaçının. Ardından, epoksinin iğnelerin içine akmasını önlemek için deliği sertleştirilmiş epoksi ile örtün. Damla üretmek için, ucu mutfak musluğu gibi aşağı bakacak şekilde bir kelepçe kullanarak cihazı dikey konuma getirin.Sıvıyı cihaza pompalamak için bir şırınga pompası veya basınçla çalışan bir kurulum kullanın. Emülsiyon damlaları yapmak için, dış sıvı için beş santimetre uzunluğunda bir kare kılcal damar ve bir milimetre çapında yuvarlak kılcal damar kullanın. Yuvarlak kılcal damarın uzunluğunun kare kılcal damardan birkaç santimetre daha uzun olduğundan emin olun.Her iki kılcal damarın da koaksiyel olarak hizalandığından emin olmak için yuvarlak kılcal damarın dış çapını kare kılcal damarın iç boyutuyla eşleştirin. Daha sonra, cihazı monte etmek için, kılcal damarın ucunu mikroskop slaytının ucunun bir ila iki santimetre dışına yerleştirerek ve kılcal damarın merkezine bir miktar epoksi uygulayarak kare kılcal damarı mikroskop slaytına yapıştırın. Epoksi tamamen iyileşene kadar bekleyin.Ardından, yuvarlak kılcal damarı kare kılcal damarın içine sokun, böylece slayttaki yuvarlak kılcal damarın ucu, kare kılcal damarın ucundan birkaç santimetre uzaktadır. Kare kılcal damarın içinde bulunan yuvarlak kılcal damarın diğer ucu, kare kılcal damarın ucundan yuvarlak kılcal damarın çapına yaklaşık olarak eşit bir mesafede olmalıdır. Yuvarlak kılcal damarı, yuvarlak kılcal damarın ucu ile kare kılcal damarın başlangıcı arasındaki orta mesafede bir epoksi damlası kullanarak yapıştırın ve epoksi tamamen iyileşene kadar bekleyin.Kılcal damarı iğne tabanına yerleştirmek için, kılcal damarın dış çapının büyüklüğü olan yuvarlak kapağın tabanında bir delik açın. Daha sonra, diğer iğneyi kare kılcal damarın sonuna sığdırmak için, eklemi yerleştirmek için iğnenin tabanına yuvarlak ve kare bir delik açın. Kestikten sonra, iğneleri suyla durulayın ve havanın kurumasını bekleyin.Sonra onları daha önce gösterildiği gibi yapıştırın. Mikroakışkan cihazı oluşturmak için, bir slaytın iki küçük parçasını kesin ve epoksi kullanarak, slaytları bir arada tutmak için iki mikroskop slaytına yapıştırın. Epoksi tamamen iyileşene kadar bekleyin.Bir elmas çubuk kullanarak, kare kılcal damarı yaklaşık dört santimetre uzunluğa kadar kesin. Kılcal damarları koaksiyel olarak hizalamak için kare kılcal damarı, yuvarlak kılcal damarın dış çapıyla eşleşen bir iç tarafla kullanın. Bu protokol için iki milimetrelik bir yan kılcal damar kullanın.Daha sonra, bir pipet çekme makinesi kullanarak, ince uçlu iki yarım kılcal damar elde etmek için yuvarlak bir kılcal damar çekin. Daha sonra, bir mikro dövme kullanarak, yarım kılcal damarlardan birinin ucunu istenen çapa kesin. Diğer yarısını toplayıcı kılcal damar olarak kullanmak için, çekilen ucu orijinal düz uçların geri kazanılması için kesin.Kare kılcal damarı slaytlara yapıştırın. Kılcal damarı slaytların ortasına koymayın, çünkü slaytların eklemleri görüntüleme bölgesinde olmamalıdır. Ardından, ucu ve toplayıcı kılcal damarı kare kılcal damarın içine yaklaşık iki milimetre arayla yerleştirin.Eklemden kaçınmak için, hem uç hem de toplayıcı kılcal damarların uçlarını aynı tarafa yerleştirin. Kılcal damarların açık uçlarına bağlantılar kurmak için, bu uçları kaplayan dört iğne yerleştirin ve iğneleri daha önce gösterildiği gibi yapıştırın. Cihazı sızıntılara karşı test etmek için, bir bağlayıcı klips tarafından tutulan bükülmüş bir boru parçası kullanarak iğnelerden ikisini kapatın.Daha sonra, bir şırınga kullanarak, son iğneyi çıkış olarak kullanarak iğnelerden birinden cihaza deiyonize suyu manuel olarak pompalayın. Herhangi bir sızıntı gözlenmezse, suyu bir sonraki iğneden pompalayın ve işlemi dört iğnenin tümü için tekrarlayın. Bir sızıntı bulunursa, cihazı iyice kurulayın, epoksi uygulayın ve tekrar test etmeden önce bir saat bekleyin.Sızıntı olmadığını onayladıktan sonra, cihazı deneysel sıvı ile doldurun ve hava kabarcıklarını çıkarın. Daha sonra iç sıvıyı veya dağınık faz şırıngasını birinci iğneye, dış sıvıyı veya sürekli fazı ikinci iğneye ve toplayıcı sıvıyı veya karşı elektrodu dördüncü iğneye bağlayın. Üçüncü iğne çıkış içindir.Son olarak, uç ve toplayıcı sıvısı arasında potansiyel bir fark oluşturmak için güç kaynağını iç ve toplayıcı sıvıları besleyen iğnelere bağlayın. Bu çalışmada, 580 mikrometrelik bir uç kullanılarak yaklaşık 3.3 milimetre silikon yağ damlası üretildi. Ve 86 mikrometrelik bir uç kullanılarak 1.75 milimetrelik damlalar üretildi.Ek olarak, emülsiyon damlaları, damlama, koni jeti ve çırpma modlarında elektro co akış cihazları kullanılarak üretildi. Bu sonuçlarda, iç ve toplayıcı sıvılar olarak aynı sıvı kullanılır. Bununla birlikte, deneylerin amacı bu damlaları toplamaksa, toplayıcı olarak farklı bir iletken sıvı kullanılmalıdır.Sabırlı olun ve epoksi iyileşene kadar bekleyin. Islanırsa, asla kurumaz ve tüm prosedürü tekrar başlatmanız gerekecektir. Bir planlama serisindeki akış odağı kombinasyonları kullanılarak birden fazla emülsiyon oluşturulabilir.Her ekstra şema, hareket düşüşüne bir kabuk ekleyecektir. Akış odaklama bölümleri de kullanılabilir.

glass-based-devices-to-generate-drops-and-emulsions

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Damlacık tabanlı mikroakışkan platformları kHz oranları ucuza pikolitrelik, kendi kendine bölümlere damarları oluşturmak mümkün olduğundan yüksek kapasiteli deney için umut vaat eden adaylardır. Hızlı, hassas ve yüksek çözünürlüklü floresans spektroskopik yöntemleri ile entegrasyon sayesinde, bu sistemler içinde üretilen bilgilerin büyük miktarda verimli, ayıklanır, harnessed ve kullanılan olabilir.

Mikroakışkan damlacık platformları için Floresan algılama yöntemleri

Farklı fiziksel parametrelerin çok kısa bir süre (bir milisaniyeden daha az onda biri) üzerinde dinamiklerini etkileyebilecek beri non-Newtonian akışkanların Bırak etkisi karmaşık bir süreçtir. Bir hızlı görüntüleme tekniği farklı non-Newtonian akışkanların etkisi davranışlarını karakterize etmek amacıyla tanıtıldı.

Non-Newtonian Akışkanlar Bırak Etkisi Dynamics Eğitim Hızlı Görüntüleme Tekniği

Mikroakışkan çift emülsiyon üretimi tipik olarak desenli ıslanabilirliğe veya özel fabrikasyon cam bileşenlere sahip cihazları içerir. Burada, yüzey işlemi veya karmaşık imalat işlemleri gerektirmeyen ve 14 μm'ye kadar çift emülsiyon üretebilen tamamen polidimetilsiloksan (PDMS) çift emülsiyon jeneratörünün imalatını ve testini açıklıyoruz.

Bir Polidimetilsiloksan (PDMS) Koaksiyel Akış Odak Aygıtı Kullanma Çift Emülsiyon Üretimi

Burada, kılcal bazlı santrifüjlü bir mikroakışkan cihaz kullanarak, boyutu kontrol edilebilir, monodispers, yağda su (W/O) mikro damlacıkları için basit bir üretim yöntemi gösteriyoruz. Bu yöntem sadece küçük bir numune hacmi gerektirir ve yüksek verimli üretim sağlar. Bu yöntemin hızlı biyokimyasal ve hücresel analizler için faydalı olacağını umuyoruz.

Tek dağılımlı mikro damlacıklar boyutu kontrollü Formasyonu için Kılcal tabanlı Santrifüj mikroakışkan Cihaz

Mitotik iğin montajı ve konumlandırılması, mikrotübül dinamiği, motor proteinler ve çapraz bağlayıcılar tarafından üretilen birleşik kuvvetlere bağlıdır. Burada, temel mitotik iğciklerin aşağıdan yukarıya yeniden yapılandırılması için küresel emülsiyon damlacıklarının geometrik olarak hapsedilmesinin kullanıldığı yakın zamanda geliştirilen yöntemlerimizi sunuyoruz.

Küresel emülsiyon damlacıkların Temel Mitotik Mil Sulandırma

Laboratuvar içinde bırak tepki sistemleri karmaşık tepkiler çok yönlü uygulanması bir mikrosıvısal ölçeğinde izin verir. Elektromanyetik bobinler bir 3 x 3 matris oluşan bir otomatik çalıştırma platformu geliştirilmiştir ve başarıyla birleştirme iki 10 µL microreactors için kullanılan ve böylece elde edilen sıvı mermer bir enzimatik reaksiyon başlatabilir.

Sulu damlacıkları enzimatik Microreactors ve onların elektromanyetik çalıştırma kullanılan

Burada, imalat süreçleri ve bir semi-three-dimensional (yarı-3D) akışı odaklanarak mikrosıvısal çip damlacık oluşumu için doğrulama deneyler göstermek için bir iletişim kuralı mevcut.

Poli (etilen glikol) Diacrylate damlacıklar yoluyla yarı-3 boyutlu akış odaklanarak mikrosıvısal cihazlar boyutu kontrol nesil

Bir faz-inversiyon iş akışı aygıt monodisperse yüksek viskozite damlacıkları damlacık havacilik fark etmek zordur 1 Pas, yukarıda oluşturmak için gösterilmiştir.

Faz-inversiyon ortak akış yapısıyla mikrosıvısal kapiller aygıtı kullanarak yüksek viskozite damlacıkları imalatı

Protokolün genel amacı, hücre içermeyen protein sentezi için kullanılabilecek 1 cm2 düzlemsel substrat üzerinde bir milyondan fazla sipariş, üniforma, kararlı ve biyouyumlu femtolitre damlacıkları hazırlamaktır.

Tek DNA Moleküllerinden Kitlesel Paralel Protein Sentezi için Femtolitre Damlacık Dizisi

Yağdaki su damlacık tahlilleri analitik kimya, enzim evrimi ve tek hücre analizi için yararlıdır, ancak tipik olarak damlacıkları oluşturmak için mikroakışkanlar gerekir. Burada, damlacık tahlillerini gerçekleştirmek için mikroakışkan içermeyen bir yaklaşım olan parçacık şablonlu emülsifikasyonu açıklıyoruz.

Parçacık Şablonlu Emülsifikasyonu MikroakışkanSız Damlacık Tahlillerini Mümkün

Bu makalede, mikroakışkan cihazlar kullanılarak yüksek verimli jelatin metakriloil mikrojel üretimi, mikrojellerin yeniden askıya alınabilir toza (mikro-aerojeller) dönüştürülmesi, granüler hidrojel iskeleleri oluşturmak için mikrojellerin kimyasal montajı ve 3D biyobaskı için korunmuş mikroporoziteye sahip granüler hidrojel biyomürekkeplerinin geliştirilmesi için protokoller açıklanmaktadır.

Jelatin Metakriloil Granül Hidrojel İskeleleri: Yüksek Verimli Mikrojel İmalatı, Liyofilizasyon, Kimyasal Montaj ve 3D Biyobaskı

Öğrenin cam bazlı mikroakışkan cihazlar üreterek kontrollü damla boyutlarında stabil emülsiyonlar oluşturmayı. Bu yöntem, yoğun tarım ve kozmetik gibi alanlarda uygulama potansiyeli sunar.

Damla ve Emülsiyon Üretmek için Cam Bazlı Cihazlar

Daha fazla video keşfet