微流控同轴玻璃芯片产生高速、稳定的双包裹液滴或双乳滴

【概述】

乳液（emulsions）是两种或两种以上互不相溶液体的混合物，其中，离散相以液滴的形式分布于连续相中。双乳液（double emulsion）则是一种分散相液滴中包裹着更小液滴的高度结构化流体，外液滴在内液滴的周围形成了一层屏蔽层，有效地隔离了内液滴与连续相，如下图所示。

双乳液又被称为乳液中的乳液或包裹性液滴，常见的类型主要分为W/O/W型和O/W/O型。以下图的O/W/O型为例，内部分散相和外部分散相为油相，中间相为水相，这种结构统称为油包水包油型双重乳液。

双乳液滴的主要优势：
（1）双乳液滴内部可以进行多种生物、化学反应，所需样品试剂量少、消耗低；
（2）在一定的工作条件下，双乳液滴的尺寸、数量可控，且可定量地分析内部的反应条件和结果；
（3）双乳液滴作为一个封闭的反应体系，避免了反应物浓度的改变以及不同反应之间的交叉污染；
（4）微乳滴的尺寸小，比表面积较大，传质、传热效率高。

凭借这些特定的优势，双乳液滴广泛地应用于化妆品、药物生产、细胞医学、食品科学、石油工业、化学合成、环境监测等领域。

本解决方案展示了利用法国Elveflow微流控OB1压力控制器、液体流量传感器MFS及自产同轴流玻璃毛细管芯片制备高速、稳定的双包裹液滴或双乳滴方案。凭借此解决方案，您可以在很短的时间内产生所需要尺寸的微液滴，而无需将您的大部分精力浪费在实验仪器和芯片加工上面。

【实验/操作方法】

首先，将OB1压力控制器、储液池、液体流量传感器、同轴流双乳液滴芯片和电脑等按照上图所示连接在一起。
其次，将实验用的液体放置在储液池1-3内。
Z后，在电脑上的ESI图形界面软件上设置OB1压力控制器输出的压力或液体的流量，同时在光学显微镜下观察同轴流玻璃芯片内的流体变化，然后慢慢调节压力或液体流量，直到双乳液滴的产生。

【样品提取】

根据所需产生双乳滴的类型如W-O-W或O-W-O等，选择合适的油相和水相，同时针对需要做的微流体实验来选择合适的表面活性剂。所产生的双乳滴可以直接收集到样品储液池里面，直接用于后续的实验用；或者通过破乳化来提取所需要合成的物质。

【实验结果/结论】

本双包裹液滴产生所用的同轴流玻璃芯片的实物图如下图所示。同轴流双乳液滴玻璃芯片采用高极ng确的对准方法将微细玻璃毛细管的ZX线处在同一个轴线上。三相流体的入口采用倒锥形接头连接，确保Z小的死体积和无漏液现象发生。该芯片由于采用玻璃毛细管加工，您可以把芯片放置在常规光学显微镜下观察乳液滴的产生过程。

通过调节微流体压力泵OB1的压力或流量传感器MFS的流速值，可以产生所需要尺寸的双乳滴。下图是利用同轴流玻璃芯片产生的双乳滴。

利用该芯片，您可以快速、稳定的制备出80-200微米粒径均匀的双乳液滴。通过使用螺纹的倒锥接头，可快速、直接的连接到外径为1/16英寸（=1.6毫米）的PTFE导管上。

【仪器/耗材清单】

（1）    微流控压力控制器OB1（三通道）
（2）    液体流量传感器MFS或BFS（三个）
（3）    同轴流双乳液滴芯片（一个）
（4）    样品储液池15mL（四个）
（5）    微流控毛细导管PTFE（外径1/16英寸）
（6）    微流控接头配件