微流控应用实例:高通量微液滴制备缩略图

微流控应用实例:高通量微液滴制备

液滴微流体作为一种新兴技术,可以在微纳米尺度上实现对流体的精确控制,以生成高单分散(CV)和高重复性的微液滴。基于此种技术,可以制备多种微粒:微胶囊、水凝胶微球、功能聚合物粒子和量子点微球等,从而为诊断学、制药学、化妆品和免疫层分析技术等领域提供更多的便利。

尽管液滴微流控技术具有以上如此多的优点,但其单个制备单元的产量较低,一般流量在0.1~10 mL/h,这严重阻碍了液滴微流控技术在工业化上的广泛应用。而传统乳化技术如高速搅拌、均质、超声和膜乳化等方法具有操作简单和成本低等优点,可以实现较高的产量;但其缺点也是明显的:生产粒径分布较宽(CV<30%)。

相较之下,在保证微液滴高单分散(CV<5%)下,集成上千甚至上万个微流控液滴生成单元同时运行更能满足工业应用的需求。随之而来的问题是,需要投入大量的流体泵、压力控制驱动装置及相关的基础设施,这将会极大提高投资成本,且操作难度也会大大提高。因此,液滴微流控的集成放大成为了液滴微流控技术面向工业应用的技术难点。

FludicLab高通量液滴微流控平台,只需一台两通道压力控制器,一只玻璃芯片和对应夹具便完成了四路微流控液滴单元并联的高单分散性(CV=3.44%)和高通量(12 mL/h)微液滴生成。

四路微流控液滴单元并联的微液滴生成视频,油相:2%氟油,水相:墨水

微流控应用实例:高通量微液滴制备插图

显微镜下观察到的收集的微液滴

微流控应用实例:高通量微液滴制备插图1

收集到的微液滴粒径统计图

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微流控技术应用:五分钟完成双乳化微滴缩略图

微流控技术应用:五分钟完成双乳化微滴

双乳化微滴制备

双乳液滴是化妆品、制药或食品工业非常有前途的材料。双重乳滴可用于封装比较敏感的化合物(药物、维生素、香料……),保护活性物质,并最终根据需要在合适的时间和地点释放封装的化合物。

双乳液滴的获得非常复杂。借助微流体技术可以高效稳定的生成双乳微滴。目前常用的生成微滴的结构为以下三种:co-flow,T-junction,flow focus。这三种结构均可用于双乳液液滴的形成。生成双乳液滴最简单的几何形状是连续的两个流动聚焦结构。在第一个流动聚焦处形成的液滴在第二个流动聚焦处被封装到外部液滴中。

通常,双乳液是用含两种性质不同的表面活性剂的分散相分两步制备的。例如,要形成水包油包水乳液,首先将水用含有疏水性表面活性剂的油相乳化,然后在第二步中用含有亲水性表面活性剂的水相重新乳化。

使用玻璃毛细管可有效产生双乳液液滴,但组装起来比较困难,重复性较差。比较稳定可靠的方法是使用局部改性的微流控芯片来进行。

FluidicLab双乳化微滴平台提供已经进行局部改性的双乳化微滴生成芯片和对应夹具,用户只要简单的连接管路,五分钟内即可完成双乳微滴的生成。