Арт. Droplet Microfluidics Pack
Микрофлюидика дает вам гибкость, позволяющую легко создавать идентичные капли с одинаковым содержимым или создавать отдельные капли с уникальной полезной нагрузкой.
Сложные эксперименты с каплями, такие как создание капель с двумя реагентами, двойных эмульсий, полимерных капсул и т. д., возможны путем добавления дополнительных каналов и специальных чипов в ваш набор Droplet Generation Pack от Elveflow.
Хотите провести эксперимент с последовательностью капель? Выращивать бактерии в каплях? Инкапсулировать клетки? Свяжитесь с нами, чтобы получить специальный набор оборудования Elveflow для инкапсуляции одной клетки, который соответствует потребностям вашего приложения. Ниже приведен пример того, чего можно достичь используя инкапсуляцию отдельных спор с помощью капельной микрофлюидики!
Набор для капельной микрофлюидики
Компания Elveflow предлагает готовый набор оборудования для капельной микрофлюидики. Чип, входящий в комплект поставки, позволяет создавать капли диаметром от 30 до 90 мкм. Если вам нужно достичь большего или меньшего размера, вы можете использовать чип с другими размерами каналов. Сжатие потока воды между двумя потоками масла приводит к образованию водяных капель. Поверхностно-активное вещество в масле стабилизирует границу раздела масло / вода и позволяет каплям быть стабильными и предотвращает их слипание.
Рисунок циркуляции жидкости внутри чипа
Фотография микрофлюидного чипа из PDMS
Чип изготовлен из PDMS, который является гидрофобным материалом. Таким образом, этот чип позволяет превращать поток воды в капли, окруженные маслом (поскольку стенки канала смачиваются маслом). Капли масла, в окружении капель воды можно получить с помощью других чипов, сделанных из гидрофильных материалов, например, стекла. Параметры генерируемых капель (размер, частота) зависят от геометрии чипа (формы и размеры каналов), физических параметров жидкости (поверхностное натяжение, вязкость) и обработки поверхности чипа.
Для данной системы (чип, жидкости и поверхностно-активное вещество) характеристики капель будут зависеть от скорости двух жидких фаз. Настройка позволит вам точно настроить скорость потока двух жидкостей, чтобы получить желаемые капли. Увеличение расхода воды приведет к увеличению частоты образования капель и объема каждой капли.
При некоторых критических значениях, называемых точками перехода, объем каждой капли значительно увеличивается, а частота формирования уменьшается. Эти критические значения скорости потока зависят от размеров чипа, которые незначительно меняются от одного устройства к другому. Пользователь должен быть осторожен при работе со значениями скорости потока, близкими к этим критическим значениям, потому что очень небольшое изменение скорости потока в системе может привести к резкому изменению размеров капель и высокой полидисперсности объемов.
Например, для данного устройства эти три снимка были сделаны один за другим с высокой частотой кадров для скоростей потока 20 мкл / мин для воды и 30 мкл / мин для масла:
В случае, если ваш микрожидкостный чип начинает засоряться пылью или частицами, попробуйте увеличить давление (или скорость потока) обеих фаз, чтобы удалить пыль из чипа. Если это не помогает, то Вам следует сменить устройство, с которым вы работаете. Не следует игнорировать наличие пыли в чипе. В этом случае нельзя гарантировать монодисперсность капель, а размер капель может значительно отличаться от ожиданий пользователя. Работа с «чистыми» растворами и резервуарами необходима для предотвращения засорения чипа. Мы настоятельно рекомендуем фильтровать растворы перед их использованием в микрофлюидном чипе.
Формы каналов для капельной микрофлюидики
Самые распространенные формы каналов, используемые для создания капель в микрофлюидных устройствах:
- Т-образное перекрестие, т.е. потоки текут перекрестно;
- Фокусировка потока;
- Совместно текущие потоки.
Геометрия пересечения двух фаз, скорость потока и свойства жидкости (поверхностное натяжение, вязкость) определяют локальные напряжения, которые деформируют поверхность раздела и приводят к образованию капель. Капли образуются на пересечении двух потоков несмешивающихся жидкостей. Приложение напряжения сдвига к капле эмульсии вызывает ее удлинение, а затем разрыв. Два основных метода, используемых в микрофлюидике для доставки жидкостей - это шприцевой насос и насос высокого давления
Т-образное перекрестие
Преимущества:
|
Недостатки:
|
Размер образующихся капель пропорционален скорости потока. В общем, предпочтительно находиться в ситуации, когда капли полностью не смачиваются на стенках каналов. Управление потоком каждой фазы с помощью регулятора давления может производить капли с высоким уровнем монодисперсности. Пьезоэлектрические микрофлюидные генераторы давления являются наиболее эффективными регуляторами давления для управления потоком и образованием капель.
Фокусировка потока
Два потока непрерывной фазы окружают поток дисперсной фазы (она должна стать каплями), которая не смешивается с первой фазой. Два потока непрерывной фазы вызывают образование микрофлюидных капель геометрическими ограничениями. В отличие от геометрии перекрестия, не существует простой модели, которая предсказывала бы размер капель в соответствии с контрольными параметрами. С другой стороны, частота генерации микрофлюидных капель обычно относительно высока, порядка кГц. Однако разбиение струи на капли часто влечет за собой образование вторых микрофлюидных капель, значительно меньших, чем размер основной капли, что может быть нежелательно.
Существует два варианта геометрических микрофлюидных систем фокусировки потока:
- Простое поперечное соединение;
- Поперечное соединение с последующим сужением.
|
Преимущества:
|
Недостатки:
|
Метод заключается во введении дисперсной фазы в центральный микроканал, расположенный в середине другого микроканала с большим размером. Дисперсная фаза становится нестабильной и распадается на капли, а образование капли зависит от диаметра микроканала, содержащего дисперсную фазу.
|
Преимущества:
|
Недостатки:
|
