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      微流控同軸玻璃芯片產生高速、穩定的雙包裹液滴或雙乳滴

      發布:泰初科技(天津)有限公司
      瀏覽次數:217

      【概述】


      乳液(emulsions)是兩種或兩種以上互不相溶液體的混合物,其中,離散相以液滴的形式分布于連續相中。雙乳液(double emulsion)則是一種分散相液滴中包裹著更小液滴的高度結構化流體,外液滴在內液滴的周圍形成了一層屏蔽層,有效地隔離了內液滴與連續相,如下圖所示。


      doubleemulsion.JPG


      雙乳液又被稱為乳液中的乳液或包裹性液滴,常見的類型主要分為W/O/W型和O/W/O型。以下圖的O/W/O型為例,內部分散相和外部分散相為油相,中間相為水相,這種結構統稱為油包水包油型雙重乳液。


      O-W-Odropletjpg.jpg


      雙乳液滴的主要優勢:
      (1)雙乳液滴內部可以進行多種生物、化學反應,所需樣品試劑量少、消耗低;
      (2)在一定的工作條件下,雙乳液滴的尺寸、數量可控,且可定量地分析內部的反應條件和結果;
      (3)雙乳液滴作為一個封閉的反應體系,避免了反應物濃度的改變以及不同反應之間的交叉污染;
      (4)微乳滴的尺寸小,比表面積較大,傳質、傳熱效率高。


      憑借這些特定的優勢,雙乳液滴廣泛地應用于化妝品、藥物生產、細胞醫學、食品科學、石油工業、化學合成、環境監測等領域。


      本解決方案展示了利用法國Elveflow微流控OB1壓力控制器、液體流量傳感器MFS及自產同軸流玻璃毛細管芯片制備高速、穩定的雙包裹液滴或雙乳滴方案。憑借此解決方案,您可以在很短的時間內產生所需要尺寸的微液滴,而無需將您的大部分精力浪費在實驗儀器和芯片加工上面。


      【實驗/操作方法】


      experiment.jpg


      首先,將OB1壓力控制器、儲液池、液體流量傳感器、同軸流雙乳液滴芯片和電腦等按照上圖所示連接在一起。
      其次,將實驗用的液體放置在儲液池1-3內。
      最后,在電腦上的ESI圖形界面軟件上設置OB1壓力控制器輸出的壓力或液體的流量,同時在光學顯微鏡下觀察同軸流玻璃芯片內的流體變化,然后慢慢調節壓力或液體流量,直到雙乳液滴的產生。

      【樣品提取】

      根據所需產生雙乳滴的類型如W-O-W或O-W-O等,選擇合適的油相和水相,同時針對需要做的微流體實驗來選擇合適的表面活性劑。所產生的雙乳滴可以直接收集到樣品儲液池里面,直接用于后續的實驗用;或者通過破乳化來提取所需要合成的物質。

      【實驗結果/結論】

      本雙包裹液滴產生所用的同軸流玻璃芯片的實物圖如下圖所示。同軸流雙乳液滴玻璃芯片采用高精確的對準方法將微細玻璃毛細管的中心線處在同一個軸線上。三相流體的入口采用倒錐形接頭連接,確保最小的死體積和無漏液現象發生。該芯片由于采用玻璃毛細管加工,您可以把芯片放置在常規光學顯微鏡下觀察乳液滴的產生過程。

      doubleemulsi.jpg

      通過調節微流體壓力泵OB1的壓力或流量傳感器MFS的流速值,可以產生所需要尺寸的雙乳滴。下圖是利用同軸流玻璃芯片產生的雙乳滴。

      doubleemulsions_20190726220316jpg.jpg

      doubleemulsion20190726204958.jpg


      利用該芯片,您可以快速、穩定的制備出80-200微米粒徑均勻的雙乳液滴。通過使用螺紋的倒錐接頭,可快速、直接的連接到外徑為1/16英寸(=1.6毫米)的PTFE導管上。

      【儀器/耗材清單】

      (1)    微流控壓力控制器OB1(三通道)
      (2)    液體流量傳感器MFS或BFS(三個)
      (3)    同軸流雙乳液滴芯片(一個)
      (4)    樣品儲液池15mL(四個)
      (5)    微流控毛細導管PTFE(外徑1/16英寸)
      (6)    微流控接頭配件


      2019-08-03 07:41:04
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