وأيد هذا العمل من قبل على جائزة بحوث من معهد كاليفورنيا للالكمي العلوم البيولوجية (QB3)، وسد جائزة الفجوة من مؤسسة أسرة روجرز، و/ برنامج مؤسسة ساندلر UCSF لاختراق بحوث الطبية الحيوية، منحة من BASF، وجبهة الخلاص الوطني من خلال كلية المبكر التطوير المهني (الوظيفي) برنامج (DBI-1253293).

1. SU8 تصنيع ماستر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصميم الهياكل ميكروفلويديك لمدة تلفيق طبقة باستخدام برنامج أوتوكاد ولها التصميمات المطبوعة من قبل بائع على الفيلم لوحات الدارات الكهربائية مع 10 ميكرون القرار. وبالنظر إلى تفاصيل تصميم الجهاز في اشارة المرفقة 11 وترد في هندستها القناة في الشكل 1. وينبغي أن تشمل طبقات علامات المحاذاة للمساعدة في رصف الميزات من كل طبقة تلفيق 12. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع 3 بوصة قطرها رقاقة السيليكون تنظيفها مسبقا على المغطي تدور وبدوره على فراغ ليضعوا لها تشوك. تطبيق 1 مل من SU8-3035 في وسط الرقاقة وتدور لمدة 20 ثانية في 500 دورة في الدقيقة، ثم 30 ثانية في 2000 دورة في الدقيقة، وتوفير سمك طبقة من 50 ميكرون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الرقاقة وتخبز على 135 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة موقد. تسمح الرقاقة لتبريد لRT قبل الانتقال إلى الخطوة التالية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فضح رقاقة المغلفة إلى 1 شارع قناع طبقة (الشكل 2A </stronز&gt;) تحت موازى 190 ميغاواط، 365 نانومتر الصمام لمدة 90 ثانية. بعد التعرض، ووضع رقاقة على 135 ° C موقد لمدة 1 دقيقة، ثم بارد لRT قبل الانتقال إلى الخطوة التالية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع رقاقة على المغطي تدور وبدوره على فراغ ليضعوا لها تشوك. تطبيق 1 مل من SU8-2050 في وسط الرقاقة وتدور لمدة 20 ثانية في 500 دورة في الدقيقة، ثم 30 ثانية في 1375 دورة في الدقيقة، مما أدى إلى الطبقة التي توفر سمك إضافي من 135 ميكرون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الرقاقة وتخبز على 135 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة موقد، ثم بارد لRT قبل الانتقال إلى الخطوة التالية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> محاذاة الثانية 2 قناع طبقة (الشكل 2B) على نمط الهندسة في 1.3 وفضح رقاقة المغلفة إلى موازى 190 ميغاواط، 365 نانومتر الصمام لمدة 3 دقائق. بعد التعرض، ووضع على 135 ° C موقد لمدة 1 دقيقة، ثم بارد لRT قبل الانتقال إلى الخطوة التالية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطوير الأقنعة عن طريق غمر في حمام أثار من البروبيلين جليكول ايثر monomethyl خلات لمدة 30 دقيقة. غسل رقاقةفي الأيزوبروبانول وتخبز على 135 درجة مئوية موقد لمدة 1 دقيقة. وضع سيد وضعت في 100 مم طبق بتري لPDMS الصب. </li></ol> 2. PDMS تصنيع جهاز <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 10: 1 PDMS من خلال الجمع بين 50 غرام من قاعدة السيليكون مع 5 غرام من وكيل علاج في كوب من البلاستيك. خلط المحتويات مع أداة دوارة مزودة عصا ضجة. ديغا الخليط داخل المجفف لمدة 30 دقيقة، أو حتى يتم إزالة جميع فقاعات الهواء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب PDMS لإعطاء سماكة 3 ملم على الماجستير ووضع مرة أخرى في المجفف لمزيد من التفريغ. حالما تتم إزالة جميع فقاعات، خبز الجهاز على 60 درجة مئوية لمدة 2 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع الجهاز من العفن باستخدام مشرط ومكان على سطح نظيف مع الجانب منقوشة فوق. قطع قالب PDMS في النصف بشفرة حلاقة لفصل ماستر 1 من ماستر 2 (الشكل 3A). على قطعة تحتوي على التعامل مع الهندسة 50 ميكرون السائل مطبوع بواسطة ماستر 1، لكمة مداخل ومنافذ الموائعية مع 0.75 مم لكمة الخزعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> البلازما علاج الأجهزة في 1 ملي بار O 2 البلازما لمدة 60 ثانية في 300 W البلازما نظافة. الرطب سطح قطعة unpunched من PDMS مع قطرة ماء DI إلى تؤخر مؤقتا PDMS-PDMS الترابط وتكون بمثابة مواد التشحيم. أثناء عرض من خلال المجهر ستيريو، مكان ماستر 1 ماستر 2 على السطح، وحرك السطوح نسبيا حتى يتم التوصل إلى القفل الميكانيكي عندما الأطر راحة وجاحظ الإطارات في الشكل 3A زميله. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع الجهاز في C الفرن 60 درجة وتخبز الجهاز تجميعها (الشكل 3B) لمدة يومين في 60 ° C لتتبخر المياه والترابط الكامل. </li></ol> 3. إعداد الكواشف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء حقنة 1 مل مع الماء المقطر للمرحلة الداخلية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء حقنة 1 مل مع HFE 7500 النفط المفلورة مع 1 بالوزن. ٪ السطحي حيويا السطحي 13 للمرحلة المتوسطة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء 10 مل المحاقن مع 10 بالوزن. ٪ البالبريد غليكول (PEG) في محلول مائي يحتوي على 1 بالوزن. ٪ توين 20 و 1 بالوزن. ٪ من الصوديوم دوديسيل كبريتات للمرحلة مستمرة. </li></ol> 4. نظام إعداد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع رقاقة ميكروفلويديك على مرحلة مجهر مقلوب إلى جانب وجود كاميرا رقمية قادرة على &lt;100 μsec سرعات مصراع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل كافة الحقن على مضخات المحاقن والإبر G 27 نعلق. نعلق ~ 30 سم أطوال PE-2 الأنابيب على الإبر وإدراج المغفلة في ملائما لكمات الثقوب في الجهاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج طول 10 سم من PE-2 في منفذ خروج من الجهاز ووضع الطرف الآخر في حاويات خاصة لجمع النفايات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رئيس الجهاز عن طريق تشغيل مضخات حقنة في ارتفاع معدلات سرعات (2000 ميكرولتر / دقيقة) حتى السوائل في قطاعات أنابيب تصل إلى الموانئ مدخل الجهاز. </li></ol> 5. مستحلب الجيل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تركيز المجهر على المنطقة التي تحتوي على 50 ميكرومتر × 50 ميكرون فوهة وقناة الخروج المصب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين مضخات حقنة لتقديم السائل إلى مولد مستحلب مزدوجة في معدلات تدفق 250 ميكرولتر / ساعة للمرحلة الداخلية، و 100 ميكرولتر / ساعة للمرحلة المتوسطة، و 700 ميكرولتر / ساعة للمرحلة مستمرة وانتظر 10 دقيقة لموازنة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحفاظ على معدلات تدفق من مراحل الداخلية والوسطى في 250 ميكرولتر / ساعة و 100 ميكرولتر / ساعة، على التوالي. ضبط معدل تدفق مرحلة الخارجي في 1050 ميكرولتر / ساعة. الانتظار 3-5 دقائق لتوليد المستحلبات المزدوج لتحقيق الاستقرار في ظل هذه مجموعة من الشروط التدفق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول على 5 ثانية من صور الفيديو في 30 هرتز لمعالجة متواجد حاليا عبر اليدوي تحليل الصور. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر 5.3 و 5.4 مع معدلات التدفق الواردة في الجدول 1. وتعقد معدلات تدفق المرحلة الداخلية والوسطى مستمر وتختلف معدل التدفق مرحلة الناقل عن طريق تعديل وضع ضخ حقنة. </li></ol>

<ol>
	<li>Van Der Graaf, S., Schro&#235;n, C. G. P. H., Boom, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+double+emulsions+by+membrane+emulsification+-+A+review.">Preparation of double emulsions by membrane emulsification - A review.</a> J. Membrane Sci. 251 (1-2), 7-15 (2005).</li><li>Laugel, C., Baillet, A. P., Youenang Piemi, M., Marty, J., Ferrier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oil-water-oil+multiple+emulsions+for+prolonged+delivery+of+hydrocortisone+after+topical+application:+comparison+with+simple+emulsions.">Oil-water-oil multiple emulsions for prolonged delivery of hydrocortisone after topical application: comparison with simple emulsions.</a> Int. J. Pharm. 160 (1), 109-117 (1998).</li><li>Kim, S. H., Kim, J. W., Cho, J. C., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double-emulsion+drops+with+ultra-thin+shells+for+capsule+templates.">Double-emulsion drops with ultra-thin shells for capsule templates.</a> Lab Chip. 11 (18), 3162-3166 (2011).</li><li>Lim, S. W., Abate, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh-throughput+sorting+of+microfluidic+drops+with+flow+cytometry.">Ultrahigh-throughput sorting of microfluidic drops with flow cytometry.</a> Lab Chip. 13 (23), 4563-4572 (2013).</li><li>Bernath, K., Hai, M., Mastrobattista, E., Griffiths, A. D., Magdassi, S., Tawfik, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+compartmentalization+by+double+emulsions:+sorting+and+gene+enrichment+by+fluorescence+activated+cell+sorting.">In vitro compartmentalization by double emulsions: sorting and gene enrichment by fluorescence activated cell sorting.</a> Anal. Biochem. 325 (1), 151-157 (2004).</li><li>Seemann, R., Brinkmann, M., Pfohl, T., Herminghaus, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+based+microfluidics.">Droplet based microfluidics.</a> Rep. Prog. Phys. 75 (1), 016601 (2012).</li><li>Bauer, W. A. C., Fischlechner, M., Abell, C., Huck, W. T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrophilic+PDMS+microchannels+for+high-throughput+formation+of+oil-in-water+microdroplets+and+water-in-oil-in-water+double+emulsions.">Hydrophilic PDMS microchannels for high-throughput formation of oil-in-water microdroplets and water-in-oil-in-water double emulsions.</a> Lab Chip. 10 (14), 1814-1819 (2010).</li><li>Utada, A. S., Lorenceau, E., Link, D. R., Kaplan, P. D., Stone, H. A., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monodisperse+double+emulsions+generated+from+a+microcapillary+device.">Monodisperse double emulsions generated from a microcapillary device.</a> Science. 308 (5721), 537-541 (2005).</li><li>Chang, F. C., Su, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+double+emulsification+utilizing+3D+PDMS+microchannels.">Controlled double emulsification utilizing 3D PDMS microchannels.</a> J. Micromech. Microeng. 18 (6), 065018 (2008).</li><li>Romanowsky, M. B., Abate, A. R., Rotem, A., Holtze, C., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+throughput+production+of+single+core+double+emulsions+in+a+parallelized+microfluidic+device.">High throughput production of single core double emulsions in a parallelized microfluidic device.</a> Lab Chip. 12 (4), 802-807 (2012).</li><li>Tran, T. M., Cater, S., Abate, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coaxial+flow+focusing+in+poly(dimethylsiloxane)+microfluidic+devices.">Coaxial flow focusing in poly(dimethylsiloxane) microfluidic devices.</a> Biomicrofluidics. 8 (1), 016502 (2014).</li><li>. Lithography Available from: <a target="_blank" href="https://www.memsnet.org/mems/processes/lithography.html">https://www.memsnet.org/mems/processes/lithography.html</a> (2015)</li><li>O'Donovan, B., Eastburn, D. J., Abate, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrode-free+picoinjection+of+microfluidic+drops.">Electrode-free picoinjection of microfluidic drops.</a> Lab Chip. 12 (20), 4029-4032 (2012).</li><li>Chang, F. C., Lin, H. H., Su, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+W/O/W+double+emulsification+in+3-D+PDMS+micro-channels.">Controlled W/O/W double emulsification in 3-D PDMS micro-channels.</a> , 792-795 (2008).</li><li>Romanowsky, M. B., Abate, A. R., Rotem, A., Holtze, C., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+throughput+production+of+single+core+double+emulsions+in+a+parallelized+microfluidic+device.">High throughput production of single core double emulsions in a parallelized microfluidic device.</a> Lab Chip. 12 (4), 802 (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

تم تصميم مزدوجة هندسة توليد مستحلب الموصوفة هنا لتقليد فيزياء الأجهزة الزجاج الشعرية 8. في هذه، يتم استخدام الزجاج الشعيرات الدموية أسطواني الانحياز لإنشاء طائرة المحورية ثلاث مراحل التي المنفصمة إلى موحدة قطرات مستحلب مزدوجة. وظيفة جهاز 3D PDMS لدينا تعتمد على ?...

<html> تتكون المستحلبات مزدوجة من قطرات فصل من مرحلة الناقل عن طريق وسيطة، طبقة السوائل إمتزاج، وذات أهمية خاصة نظرا للاستخدامات المحتملة في الصناعية والأدوية، والتطبيقات البيولوجية 1. في بعض الحالات، والقدرة على تغليف مركبات ذات القيمة العالية في جوهر مستحلب مزدوج لتتيح المواد المراد حمايتها وأفرج عنه في الطريقة التي تسيطر عليها. على سبيل المثال، قد تكون مغلفة المخدرات في ظل ظروف الذوبان يست مناسبة للالسائل الناقل الخارجي 2. بالإضافة إلى ذلك، فإن الطبقة المتوسطة النفط يمكن أن تستخدم كنموذج كبسولة للتغليف وتسليم الأدوية ومستحضرات التجميل، والمواد الغذائية 3. في علم الأحياء، والمستحلبات مزدوجة هي مفيدة أيضا في ارتفاع الفرز الإنتاجية لأنها تسمح لعدد هائل من التجارب نانولتر الفرعي التي يتعين الاضطلاع بها، ثم الكشف عن وفرزها باستخدام الخلايا مضان تنشيط الفرز (FACS) أداة 4،5. والأنف والحنجرة &quot;&gt; تصميم المستحلبات مزدوجة مع خصائص الأداء المطلوب يتطلب مراقبة دقيقة من ضعف حجم مستحلب، وتكوينها، والتوحيد. وعلى الرغم من عمليات استحلاب السائبة، مثل استحلاب الغشاء، وتستخدم في الصناعة، والمستحلبات الناتجة polydisperse للغاية، التي تتسم مجموعة واسعة من الخصائص الفنية 1. إن مجال قطيرة على microfluidics يناسب بشكل طبيعي توليد المستحلبات monodisperse مع تكوين تسيطر عليها بعناية 6. وقد حقق الجيل مستحلب مزدوجة ميكروفلويديك مع اثنين من الاستراتيجيات الرئيسية، وصنع انخفاض متسلسل والزجاج تدفق شعري التركيز. مستحلبات مزدوجة يمكن أن تتولد في الأجهزة PDMS مستو باستخدام قطرة من خطوتين عملية صنع أولا، يتم إنشاء المستحلبات مائي في الزيت باستخدام الماء في الزيت المنطقة من جهاز بجدران قناة مسعور صنع الهبوط. وبعد ذلك، يمكن للمستحلب يكون تدفقت أو إعادة حقنه في منطقة صنع انخفاض مع الجدران ماء مناسبة عن النفط في المياه4 اتخاذ الهبوط. ومع ذلك، والمعالجة السطحية للماء من إيضاحية يتطلب خطوة إضافية تلفيق وغالبا ما تكون مؤقتة 7. الأسلوب الأكثر السيطرة عليها وتكرار لتشكيل المستحلبات المزدوجة هو من خلال التركيز تدفق محوري المشترك، رائدة تقنية تستخدم على microfluidics الزجاج الشعرية، حيث يتم المنفصمة طائرة متحدة المركز التي تحتوي على المراحل الثلاث من خلال فتحة صغيرة لإنتاج قطرات monodisperse 8. هذا الأسلوب يسمح لإنتاج قطرات أصغر بكثير من أبعاد القناة، مع حجم الدقيق وتكوين مستحلب مزدوجة كونه وظيفة من معدلات تدفق كل مرحلة. الفرق كبير بين قطرة وحجم القناة واقية تدفق غمد الخارجي يمنع قطرات من الاتصال جدران القناة، مما يجعل المعالجة السطحية غير ضروري. ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة الزجاج تتطلب تصنيع العرف من النصائح الشعرية مدبب، جنبا إلى جنب مع الجمعية الدقيق والختم. وقد استخدم المحققون السابق 3D يثو لينةgraphy لتوليد المستحلبات مزدوجة باستخدام تدفق التركيز الفيزياء، ولكن هذه الأجهزة تنتج المستحلبات بأقطار&gt; 150 ميكرون 9،10، ما يقرب من أمر من حجم أكبر من الكائنات فرزها عادة مع FACS. سيكون بديلا جذابا تشمل وظائف قوية وتوليد قطرات صغيرة من الزجاج الشعرية تدفق محوري التركيز مع سهولة تصنيع PDMS الطباعة الحجرية الناعمة. في هذه الورقة، ونحن تصف مولد مستحلب مزدوج يستخدم المشارك محوري تدفق التركيز على إنتاج ≤ 50 ميكرون المستحلبات والتي شيدت تماما باستخدام 3D لينة الطباعة الحجرية 11. يستخدم الجهاز لدينا نهج صدفي لصنع الأجهزة التي تضم قناة القص الصغيرة (الشكل 1) لتقريب عمليات تشكيل مستحلب في فوهة الزجاج الشعرية سحبت. الأهم من ذلك، وهذه الأجهزة لا تحتاج إلى المعالجة السطحية محددة، ويوفر بناء كل البوليمر سهلة وقابلة للتكرار تلفيق الشوريalable لعدد كبير من الأجهزة مكررة. هنا، ونحن الخطوط العريضة لتصميم وتصنيع واختبار مولد مستحلب مزدوجة. يظهر جيل مستحلب مزدوجة أن تكون قوية وقابلة للتكرار وصولا الى أقطار قطرة من 14 ميكرون. اقتران الوظائف مع سهولة تلفيق يجعل هذا الجهاز خيارا جذابا لتطوير تطبيقات مستحلب مزدوجة جديدة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="691">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Photomasks</td>
			<td style="width:135px;">CadArt Servcies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:271px;">3&#34; silicon wafers, P type, virgin test grade</td>
			<td style="width:135px;">University Wafers</td>
			<td style="width:119px;">447</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">SU-8 3035</td>
			<td style="width:135px;">Microchem</td>
			<td style="width:119px;">Y311074</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">SU-8 2050</td>
			<td style="width:135px;">Microchem</td>
			<td style="width:119px;">Y111072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Sylgard 184 silicone elastomer kit</td>
			<td style="width:135px;">Krayden</td>
			<td style="width:119px;">4019862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">1 ml syringes</td>
			<td style="width:135px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">309628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">10 ml syringes</td>
			<td style="width:135px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">309604</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">27 gaugue needles</td>
			<td style="width:135px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">305109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:271px;">PE 2 polyethylene tubing</td>
			<td style="width:135px;">Scientific Commodities, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">B31695-PE/2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Novec 7500</td>
			<td style="width:135px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">98-0212-2928-5</td>
			<td>Commonly knowns as HFE 7500</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:271px;">Biocompatable surfactant</td>
			<td style="width:135px;">Ran Biotechnologies</td>
			<td style="width:119px;">008-FluoroSurfactant</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">35,000 MW PEG</td>
			<td style="width:135px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">1546660</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Tween 20</td>
			<td style="width:135px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P1369</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Sodium dodecyl sulfate&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">L3771</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

double emulsion generation using a polydimethylsiloxane (pdms) co-axial flow focus device

Double emulsions are useful in a number of biological and industrial applications in which it is important to have an aqueous carrier fluid. This paper presents a polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic device capable of generating water/oil/water double emulsions using a coaxial flow focusing geometry that can be fabricated entirely using soft lithography. Similar to emulsion devices using glass capillaries, double emulsions can be formed in channels with uniform wettability and with dimensions much smaller than the channel sizes. Three dimensional flow focusing geometry is achieved by casting a pair of PDMS slabs using two layer soft lithography, then mating the slabs together in a clamshell configuration. Complementary locking features molded into the PDMS slabs enable the accurate registration of features on each of the slab surfaces. Device testing demonstrates formation of double emulsions from 14 &#181;m to 50 &#181;m in diameter while using large channels that are robust against fouling and clogging.

يتكون المولد مستحلب مزدوجة من تدفق يركز الجهاز المشارك المحورية التي تم إنشاؤها باستخدام 3D PDMS تلفيق (الشكل 1A). تمكن الهندسة التي تشكيل ثلاث مراحل المشارك المحوري طائرة لتكون المنفصمة في مربع، 50 ميكرون × 50 ميكرون فوهة، والسماح للتشكيل من ال?...

Watch this Scientific Journal Video about Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane PDMS Co-axial Flow Focus Device at JoVE.com

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane PDMS Co-axial Flow Focus Device

Microfluidic double emulsions generation typically involves devices with patterned wettability or custom-fabricated glass components. Here we describe the fabrication and testing of an all polydimethylsiloxane (PDMS) double emulsion generator that does not require surface treatment or complicated fabrication processes, and is capable of producing double emulsions down to 14 &#181;m.

ضعف مستحلب الجيل باستخدام Polydimethylsiloxane (PDMS) المشارك المحوري تدفق التركيز الأجهزة

Double emulsions are useful in a number of biological and industrial applications in which it is important to have an aqueous carrier fluid. This paper ...

double-emulsion-generation-using-polydimethylsiloxane-pdms-co-axial

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane (PDMS) Co-axial Flow Focus Device

15.9K Views.  University of California, San Francisco. Microfluidic double emulsions generation typically involves devices with patterned wettability or custom-fabricated glass components. Here we describe the fabrication and testing of an all polydimethylsiloxane (PDMS) double emulsion generator that does not require surface treatment or complicated fabrication processes, and is capable of producing double emulsions down to 14 µm.

Video: Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane PDMS Co-axial Flow Focus Device

A Novel Three-dimensional Flow Chamber Device to Study Chemokine-directed Extravasation of Cells Circulating under Physiological Flow Conditions

Extravasation of circulating cells from the bloodstream plays a central role in many physiological and pathophysiological processes, including stem cell homing and tumor metastasis. The three-dimensional flow chamber device (hereafter the 3D device) is a novel in vitro technology that recreates physiological shear stress and allows each step of the cell extravasation cascade to be quantified. The 3D device consists of an upper compartment in which the cells of interest circulate under shear stress, and a lower compartment of static wells that contain the chemoattractants of interest. The two compartments are separated by porous inserts coated with a monolayer of endothelial cells (EC). An optional second insert with microenvironmental cells of interest can be placed immediately beneath the EC layer. A gas exchange unit allows the optimal CO2 tension to be maintained and provides an access point to add or withdraw cells or compounds during the experiment. The test cells circulate in the upper compartment at the desired shear stress (flow rate) controlled by a peristaltic pump. At the end of the experiment, the circulating and migrated cells are collected for further analyses. The 3D device can be used to examine cell rolling on and adhesion to EC under shear stress, transmigration in response to chemokine gradients, resistance to shear stress, cluster formation, and cell survival. In addition, the optional second insert allows the effects of crosstalk between EC and microenvironmental cells to be examined. The translational applications of the 3D device include testing of drug candidates that target cell migration and predicting the in vivo behavior of cells after intravenous injection. Thus, the novel 3D device is a versatile and inexpensive tool to study the molecular mechanisms that mediate cellular extravasation.

The three-dimensional flow chamber device is a novel in vitro technology for the quantitative and step-wise evaluation of the extravasation cascade of cells circulating under conditions of physiological shear stress. The device therefore fills a critical need for basic, preclinical, and clinical studies of cell migration.

رواية ثلاثي الأبعاد التدفق جهاز الدائرة لدراسة Chemokine الموجه التسرب من خلايا اعارة تحت ظروف تدفق الفسيولوجي

Extravasation of circulating cells from the bloodstream plays a central role in many physiological and pathophysiological processes, including stem cell ...

PLGA Nanoparticles Formed by Single- or Double-emulsion with Vitamin E-TPGS

Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) is a biocompatible member of the aliphatic polyester family of biodegradable polymers. PLGA has long been a popular choice for drug delivery applications, particularly since it is already FDA-approved for use in humans in the form of resorbable sutures. Hydrophobic and hydrophilic drugs are encapsulated in PLGA particles via single- or double-emulsion. Briefly, the drug is dissolved with polymer or emulsified with polymer in an organic phase that is then emulsified with the aqueous phase. After the solvent has evaporated, particles are washed and collected via centrifugation for lyophilization and long term storage. PLGA degrades slowly via hydrolysis in aqueous environments, and encapsulated agents are released over a period of weeks to months. Although PLGA is a material that possesses many advantages for drug delivery, reproducible formation of nanoparticles can be challenging; considerable variability is introduced by the use of different equipment, reagents batch, and precise method of emulsification. Here, we describe in great detail the formation and characterization of microparticles and nanoparticles formed by single- or double-emulsion using the emulsifying agent vitamin E-TPGS. Particle morphology and size are determined with scanning electron microscopy (SEM). We provide representative SEM images for nanoparticles produced with varying emulsifier concentration, as well as examples of imaging artifacts and failed emulsifications. This protocol can be readily adapted to use alternative emulsifiers (e.g. poly(vinyl alcohol), PVA) or solvents (e.g.&#160;dichloromethane, DCM).

We describe the production and characterization of nanoparticles and microparticles composed of poly(lactic-co-glycolic acid) using vitamin E-TPGS as an emulsifier. By varying formulation parameters such as the concentration of emulsifier, it is possible to produce nanoparticles with mean diameters ranging from 220 nm to&#160;1.98 &#181;m.

Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) is a biocompatible member of the aliphatic polyester family of biodegradable polymers. PLGA has long been a popular ...

Stretching Micropatterned Cells on a PDMS Membrane

Mechanical forces exerted on cells and/or tissues play a major role in numerous processes. We have developed a device to stretch cells plated on a PolyDiMethylSiloxane (PDMS) membrane, compatible with imaging. This technique is reproducible and versatile. The PDMS membrane can be micropatterned in order to confine cells or tissues to a specific geometry. The first step is to print micropatterns onto the PDMS membrane with a deep UV technique. The PDMS membrane is then mounted on a mechanical stretcher. A chamber is bound on top of the membrane with biocompatible grease to allow gliding during the stretch. The cells are seeded and allowed to spread for several hours on the micropatterns. The sample can be stretched and unstretched multiple times with the use of a micrometric screw. It takes less than a minute to apply the stretch to its full extent (around 30%). The technique presented here does not include a motorized device, which is necessary for applying repeated stretch cycles quickly and/or computer controlled stretching, but this can be implemented. Stretching of cells or tissue can be of interest for questions related to cell forces, cell response to mechanical stress or tissue morphogenesis. This video presentation will show how to avoid typical problems that might arise when doing this type of seemingly simple experiment.

This manuscript presents a technique to apply or release forces on adherent cells or tissues using unidirectional stretching.

تمتد خلايا Micropatterned على غشاء PDMS

Mechanical forces exerted on cells and/or tissues  play a major role in numerous processes. We have developed a device to stretch  cells plated on a ...

Lipid Bilayer Vesicle Generation Using Microfluidic Jetting

Bottom-up synthetic biology presents a novel approach for investigating and reconstituting biochemical systems and, potentially, minimal organisms. This emerging field engages engineers, chemists, biologists, and physicists to design and assemble basic biological components into complex, functioning systems from the bottom up. Such bottom-up systems could lead to the development of artificial cells for fundamental biological inquiries and innovative therapies1,2. Giant unilamellar vesicles (GUVs) can serve as a model platform for synthetic biology due to their cell-like membrane structure and size. Microfluidic jetting, or microjetting, is a technique that allows for the generation of GUVs with controlled size, membrane composition, transmembrane protein incorporation, and encapsulation3. The basic principle of this method is the use of multiple, high-frequency fluid pulses generated by a piezo-actuated inkjet device to deform a suspended lipid bilayer into a GUV. The process is akin to blowing soap bubbles from a soap film. By varying the composition of the jetted solution, the composition of the encompassing solution, and/or the components included in the bilayer, researchers can apply this technique to create customized vesicles. This paper describes the procedure to generate simple vesicles from a droplet interface bilayer by microjetting.

Microfluidic jetting against a droplet interface lipid bilayer provides a reliable way to generate vesicles with control over membrane asymmetry, incorporation of transmembrane proteins, and encapsulation of material. This technique can be applied to study a variety of biological systems where compartmentalized biomolecules are desired.

الدهون طبقة ثنائية الحويصلة انشاء طريق ميكروفلويديك النفث

Bottom-up synthetic biology presents a novel approach for investigating and reconstituting biochemical systems and, potentially, minimal organisms. This ...

Automated Lipid Bilayer Membrane Formation Using a Polydimethylsiloxane Thin Film

An artificial lipid bilayer, or black lipid membrane (BLM), is a powerful tool for studying ion channels and protein interactions, as well as for biosensor applications. However, conventional BLM formation techniques have several drawbacks and they often require specific expertise and laborious processes. In particular, conventional BLMs suffer from low formation success rates and inconsistent membrane formation time. Here, we demonstrate a storable and transportable BLM formation system with controlled thinning-out time and enhanced BLM formation rate by replacing conventionally used films (polytetrafluoroethylene, polyoxymethylene, polystyrene) to polydimethylsiloxane (PDMS). In this experiment, a porous-structured polymer such as PDMS thin film is used. In addition, as opposed to conventionally used solvents with low viscosity, the use of squalene permitted a controlled thinning-out time via slow solvent absorption by PDMS, prolonging membrane lifetime. In addition, by using a mixture of squalene and hexadecane, the freezing point of the lipid solution was increased (~16 &#176;C), in addition, membrane precursors were produced that can be indefinitely stored and readily transported. These membrane precursors have reduced BLM formation time of &#60; 1 hr and achieved a BLM formation rate of ~80%. Moreover, ion channel experiments with gramicidin A demonstrated the feasibility of the membrane system.

We demonstrate a storable, transportable lipid bilayer formation system. A lipid bilayer membrane can be formed within 1 hr with over 80% success rate when a frozen membrane precursor is brought to ambient temperature. This system will reduce laborious processes and expertise associated with ion channels.

الآلي الدهن طبقة ثنائية غشاء تشكيل باستخدام ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان رقيقة

An artificial lipid bilayer, or black lipid membrane (BLM), is a powerful tool for studying ion channels and protein interactions, as well as for ...

A Microcontroller Operated Device for the Generation of Liquid Extracts from Conventional Cigarette Smoke and Electronic Cigarette Aerosol

Electronic cigarettes are the most popular tobacco product among middle and high schoolers and are the most popular alternative tobacco product among adults. High quality, reproducible research on the consequences of electronic cigarette use is essential for understanding emerging public health concerns and crafting evidence based regulatory policy. While a growing number of papers discuss electronic cigarettes, there is little consistency in methods across groups and very little consensus on results. Here, we describe a programmable laboratory device that can be used to create extracts of conventional cigarette smoke and electronic cigarette aerosol. This protocol details instructions for the assembly and operation of said device, and demonstrates the use of the generated extract in two sample applications: an in vitro cell viability assay and gas-chromatography mass-spectrometry. This method provides a tool for making direct comparisons between conventional cigarettes and electronic cigarettes, and is an accessible entry point into electronic cigarette research.

Here, we describe a programmable laboratory device that can be used to create extracts of conventional cigarette smoke and electronic cigarette aerosol. This method provides a useful tool for making direct comparisons between conventional cigarettes and electronic cigarettes, and is an accessible entry point into electronic cigarette research.

متحكم يعمل الجهاز لتوليد السائل مقتطفات من الهباء الجوي السجائر الإلكترونية ودخان السجائر التقليدية

Electronic cigarettes are the most popular tobacco product among middle and high schoolers and are the most popular alternative tobacco product among ...

Immobilization of Live Caenorhabditis elegans Individuals Using an Ultra-thin Polydimethylsiloxane Microfluidic Chip with Water Retention

Radiation is widely used for biological applications and for ion-beam breeding, and among these methods, microbeam irradiation represents a powerful means of identifying radiosensitive sites in living organisms. This paper describes a series of on-chip immobilization methods developed for the targeted microbeam irradiation of live individuals of Caenorhabditis elegans. Notably, the treatment of the polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chips that we previously developed to immobilize C. elegans individuals without the need for anesthesia is explained in detail. This chip, referred to as a worm sheet, is resilient to allow the microfluidic channels to be expanded, and the elasticity allows animals to be enveloped gently. Also, owing to the self-adsorption capacity of the PDMS, animals can be sealed in the channels by covering the surface of the worm sheet with a thin cover film, in which animals are not pushed into the channels for enclosure. By turning the cover film over, we can easily collect the animals. Furthermore, the worm sheet shows water retention and allows C. elegans individuals to be subjected to microscopic observation for long periods under live conditions. In addition, the sheet is only 300 &#181;m thick, allowing heavy ions such as carbon ions to pass through the sheet enclosing the animals, thus allowing the ion particles to be detected and the applied radiation dose to be measured accurately. Because selection of the cover films used for enclosing the animals is very important for successful long-term immobilization, we conducted the selection of the suitable cover films and showed a recommended one among some films. As an application example of the chip, we introduced imaging observation of muscular activities of animals enclosing the microfluidic channel of the worm sheet, as well as the microbeam irradiation. These examples indicate that the worm sheets have greatly expanded the possibilities for biological experiments.

Immobilization of Live Caenorhabditis elegans Individuals Using an Ultra-thin Polydimethylsiloxane Microfluidic Chip with Water Retention

A series of immobilization methods has been established to allow the targeted irradiation of live Caenorhabditis elegans individuals using a recently developed ultra-thin polydimethylsiloxane microfluidic chip with water retention. This novel on-chip immobilization is also adequate for imaging observations. The detailed treatment and application examples of the chip are explained.

التثبيت أفراد يعيش ايليجانس كاينورهابديتيس باستخدام رقاقة موائع جزيئية بولي دايمثيل سيلوكسان أولتراثين إلكترونية مع "الاحتفاظ بالماء"

Radiation is widely used for biological applications and for ion-beam breeding, and among these methods, microbeam irradiation represents a powerful means ...

Generation of Transgenic Rats using a Lentiviral Vector Approach

Transgenic animal models are fundamentally important for modern biomedical research. The incorporation of foreign genes into early mouse or rat embryos is an invaluable tool for gene function analysis in living organisms. The standard transgenesis method is based on microinjecting foreign DNA fragments into a pronucleus of a fertilized oocyte. This technique is widely used in mice but remains relatively inefficient and technically demanding in other animal species. The transgene can also be introduced into one-cell-stage embryos via lentiviral infection, providing an effective alternative to standard pronuclear injections, especially in species or strains with a more challenging embryo structure. In this approach, a suspension that contains lentiviral vectors is injected into the perivitelline space of a fertilized rat embryo, which is technically less demanding and has a higher success rate. Lentiviral vectors were shown to efficiently incorporate the transgene into the genome to determine the generation of stable transgenic lines. Despite some limitations (e.g., Biosafety Level 2 requirements, DNA fragment size limits), lentiviral transgenesis is a rapid and efficient transgenesis method. Additionally, using female rats that are mated with a fertile male strain with a different dominant fur color is presented as an alternative to generate pseudopregnant foster mothers.

This article aims to provide the methodology for lentiviral transgenesis in rat embryos using multiple injections of a virus suspension into the zygote perivitelline space. Female rats that are mated with a fertile male strain with a different dominant fur color is used to generate pseudopregnant foster mothers.

جيل من الفئران المعدلة وراثيا باستخدام نهج ناقلات لينديفيس

Transgenic animal models are fundamentally important for modern biomedical research. The incorporation of foreign genes into early mouse or rat embryos is ...

Generation of Dynamical Environmental Conditions using a High-Throughput Microfluidic Device

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and organs are either highly expensive, like robotics, or lack nanoliter volume and millisecond time accuracy in liquid manipulation. We herein present the design and fabrication of a microfluidic system, which consists of 1,500 culture units, an array of enhanced peristaltic pumps and an on-site mixing modulus. To demonstrate the capacities of the microfluidic device, neural stem cell (NSC) spheres are maintained in the proposed system. We observed that when the NSC sphere is exposed to CXCL in day 1 and EGF in day 2, the round-shaped conformation is well maintained. Variation in the input order of 6 drugs causes morphological changes to the NSC sphere and the expression level representative marker for NSC stemness (i.e., Hes5 and Dcx). These results indicate that dynamic and complex environmental conditions have great effects on NSC differentiation and self-renewal, and the proposed microfluidic device is a suitable platform for high throughput studies on the complex life machinery.

We present a microfluidic system for high throughput studies on complex life machinery, which consists of 1500 culture units, an array of enhanced peristaltic pumps and an on-site mixing modulus. The microfluidic chip allows for the analysis of the highly complex and dynamic micro-environmental conditions in vivo.

توليد الظروف البيئية الديناميكية باستخدام جهاز Microfluidic عالي الإنتاجية

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and ...

Contrast-Enhanced Subharmonic Aided Pressure Estimation (SHAPE) Using Ultrasound Imaging with a Focus on Identifying Portal Hypertension

Noninvasive, accurate measurement of pressures within the human body has long been an important but elusive clinical goal. Contrast agents for ultrasound imaging are gas-filled, encapsulated microbubbles (diameter &#60; 10 &#956;m) that traverse the entire vasculature and enhance signals by up to 30 dB. These microbubbles also produce nonlinear oscillations at frequencies ranging from the subharmonic (half of the transmit frequency) to higher harmonics. The subharmonic amplitude has an inverse linear relationship with the ambient hydrostatic pressure. Here an ultrasound system capable of performing real-time, subharmonic aided pressure estimation (SHAPE) is presented. During ultrasound contrast agent infusion, an algorithm for optimizing acoustic outputs is activated. Following this calibration, subharmonic microbubble signals (i.e., SHAPE) have the highest sensitivity to pressure changes and can be used to noninvasively quantify pressure. The utility of the SHAPE procedure for identifying portal hypertension in the liver is the emphasis here, but the technique has applicability across many clinical scenarios.

Contrast-Enhanced Subharmonic Aided Pressure Estimation SHAPE Using Ultrasound Imaging with a Focus on Identifying Portal Hypertension

A protocol for noninvasively estimating ambient pressures utilizing subharmonic ultrasound imaging of infused contrast microbubbles (following appropriate calibration) is described with examples from human patients with chronic liver disease.

تقدير الضغط بمساعدة دون التوافقي المعزز بالتباين (SHAPE) باستخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية مع التركيز على تحديد ارتفاع ضغط الدم البابي

Noninvasive, accurate measurement of pressures within the human body has long been an important but elusive clinical goal. Contrast agents for ultrasound ...