微流控液滴技術(shù)是近年來(lái)在微流控芯片上發(fā)展起來(lái)的一種研究幾微米至幾百微米尺度范圍內微液滴的生成、操控及應用的新技術(shù)。微液滴常作為微反應器，實(shí)現生化反應、試劑快速混合以及微顆粒合成等，強化了微流控芯片的低消耗、自動(dòng)化和高通量等優(yōu)點(diǎn)。隨著(zhù)微機電系統(MEMS)的不斷發(fā)展，微流控液滴技術(shù)被廣泛應用于藥物傳輸、生物工程、疾病防護、化學(xué)分析、細胞研究和功能材料合成等諸多領(lǐng)域。

微流控法制備微液滴主要是利用互不相容的兩種液體分別作為連續相和離散相，在固定體積流率的驅動(dòng)泵的推動(dòng)下各自進(jìn)入不同的微通道，當兩股流體在交叉點(diǎn)處相遇后，離散相流體繼續延伸形成“塞狀或“噴射狀”的液柱后在連續相流體的剪切和擠壓作用下而被夾斷，以微小體積(10^-5 ~ 10^-9L)單元的形式分散于連續相中形成液滴。

目前，基于微流控微液滴的生成方法中，常用的有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。在主動(dòng)式中，主要采用如熱量、氣壓、壓電、微閥和磁場(chǎng)等外場(chǎng)驅動(dòng)力實(shí)現液滴生成。在被動(dòng)方式中，被動(dòng)生成方法無(wú)需施加外場(chǎng)作用，直接利用微通道幾何結構的限制促使流場(chǎng)交界面發(fā)生變形、界面不穩定性增加，從而生成離散相液滴。被動(dòng)式液滴生成技術(shù)不僅可以生成大小均一、單分散度好、空間分布均勻(微液滴尺寸分布的標準偏差小至 1% ~ 3% )的連續液滴串，還能有效避免外界作用干擾，消除交叉污染。根據材料和微通道結構的不同，在被動(dòng)式中微流控裝置中生成微液滴的裝置如下圖所示。

如下以“十”字型結構的PDMS微液滴芯片為例，介紹油包水液滴。PDMS芯片結構如下圖一所示，利用驅動(dòng)泵推動(dòng)連續相（石蠟油含3%的span80 v/v）和分散相（過(guò)濾后的去離子水）進(jìn)入PDMS的通道內，在“十”字型結構處生成液滴，如下圖二所示。

圖一 “十”字型PDMS微液滴芯片

圖二 “十”字型結構處生成的油包水微液滴

通過(guò)改變PDMS芯片通道的尺寸和"十"字交叉處的結構以及驅動(dòng)力的大小可以改變微液滴的粒徑尺寸和生成頻率。如果采用液體流速控制的方式，可以長(cháng)時(shí)間的獲得粒徑均勻的微液滴。

如果發(fā)現實(shí)驗所制備的微液滴不穩定或不均勻可從以下幾個(gè)方面考慮：

（1）芯片通道的形狀和尺寸

（2）流體驅動(dòng)的穩定性

（3）每個(gè)流體的流速，相對流速和總流速

（4）通道潤滑性——親水還是疏水

（5）連續相和分散相液體的混容性

（6）表面活性劑的類(lèi)型和濃度

液滴產(chǎn)生套裝：用于滿(mǎn)足研究人員的液滴合成需求
主要特點(diǎn)：
（1）可達10000個(gè)/秒
（2）液體流量：0.1 μL/min到5 mL/min
（3）液滴尺寸分散：0.3%
（4）液滴含量的變化：100 ms

憑借基于壓電技術(shù)的性能優(yōu)異的微流體壓力控制器OB1和高精密熱式流量傳感器MFS或寬范圍高精度科式流量傳感器BFS（直接測量，無(wú)需校準），您可以在您微流體芯片通道內產(chǎn)生微液滴并控制微液滴的運動(dòng)狀態(tài)如液滴產(chǎn)生、液滴運動(dòng)或液滴靜止等。如下視頻展示了OB1壓力控制器操控微液滴產(chǎn)生和運動(dòng)停止的行為狀態(tài)。

微液滴套裝/產(chǎn)生系統的應用領(lǐng)域：

1）單乳液滴（油包水/water-in-oil、水包油/oil-in-water）

2）微氣泡/泡沫（gas-in-liquid）和液滴（liquid-in-gas）

3）單細胞包裹

4）雙乳液滴/多重乳液滴

5）水凝膠制備

6）液滴-氣體-液滴-氣體-液滴序列產(chǎn)生

7）細胞培養

8）藥物輸送

9）液滴/RNA/單細胞測序

10）納米脂質(zhì)體顆粒

11）器官培養

12）高分子合成

13）PCR

微流體液滴產(chǎn)生的系統集成

微流體液滴或多重乳液滴的產(chǎn)生裝置可以集成到您已有的設備系統里面，與光學(xué)檢測、電學(xué)檢測、PCR檢測、電化學(xué)檢測、質(zhì)譜檢測等形成完備的實(shí)驗系統。依賴(lài)各個(gè)儀器提供的API接口，您可以采用C++、LabVIEW、MATLAB、Python等重新編寫(xiě)您需要的操作軟件界面，實(shí)現您自定義的實(shí)驗操作過(guò)程。

Elveflow提供用于系統集成的微型多通道壓力&真空控制器OB1-OEM和低流量流量傳感器MFS，同時(shí)提供SDK開(kāi)發(fā)包。您可以用您喜歡的編程語(yǔ)言（C++、LabVIEW、MATLAB、Python）重新定制您喜愛(ài)的操作界面。

OB1-OEM壓力&真空控制器的外形體積大約70mm (L)×150mm (W)×70mm (H)，默認支持4個(gè)壓力輸出通道。壓力輸出通道的量程可從0~200mbar，0~2000mbar，0~8000mbar，-900~1000mbar和-900~6000mbar五個(gè)量程范圍內任意集成，從而解決了您需要的正壓或正負壓壓力輸出的實(shí)驗需求。

OB1-OEM多通道壓力&真空控制器的規格參數和常規的操作軟件ESI界面如下所示。

液滴微流控的驅動(dòng)泵選擇什么樣的？

——基于氣體的壓力驅動(dòng)泵

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法國Elveflow液滴微流控基礎白皮書(shū)，點(diǎn)擊 here 下載

微流控液滴產(chǎn)生套裝-開(kāi)箱即用&包含全部組件，請點(diǎn)擊 here

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