Name: fabricating high-viscosity droplets using microfluidic capillary device with phase-inversion co-flow structure
Uploaded: 2018-04-17T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabricating High-viscosity Droplets using Microfluidic Capillary Device with Phase-inversion Co-flow Structure at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (nos 51420105006 et 51322501). Nous remercions Daniel pour son exposé utile sur les idées de haute viscosité.

1. produire un Inversion de Phase co flux capillaire périphérique pour observer le processus de génération de gouttelettes aqueux, haute viscosité de ~ 500 μm de diamètre.
Remarque : Le tube carré extérieur utilisé ici est pour prendre des images du processus de génération des gouttelettes haute viscosité. S’il n’y a pas besoin de prendre des images, une version simplifiée de l’appareil peut être faite selon l’étape de protocole 2.
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Préparer trois tu...

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	<li>Shah, R. K., Shum, H. C., Rowat, A. C., Lee, D., Agresti, J. J., Utada, A. S., Chu, L. Y., Kim, J. W., Fernandez-Nieves, A., Martinez, C. J., 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=Designer+emulsions+using+microfluidics.">Designer emulsions using microfluidics.</a> Mater. Today. 11, 18-27 (2008).</li><li>Park, J. I., Saffari, A., Kumar, S., G&#252;nther, A., Kumacheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+synthesis+of+polymer+and+inorganic+particulate+materials.">Microfluidic synthesis of polymer and inorganic particulate materials.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 40, 415-443 (2010).</li><li>Heath, J. R., Ribas, A., Mischel, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+analysis+tools+for+drug+discovery+and+development.">Single-cell analysis tools for drug discovery and development.</a> Nat. Rev. Drug Discovery. 15, 204-216 (2016).</li><li>Murphy, S. V., Atala, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Bioprinting+of+tissues+and+organs.">3D Bioprinting of tissues and organs.</a> Nat. Biotechnol. 32, 773-785 (2014).</li><li>Du, G., Fang, Q., den Toonder, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+for+cell-based+high+throughput+screening+platforms-a+review.">Microfluidics for cell-based high throughput screening platforms-a review.</a> Anal. Chim. Acta. 903, 36-50 (2016).</li><li>Ushikubo, F. Y., Oliveira, D. R. B., Michelon, M., Cunha, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+food+structure+using+microfluidics.">Designing food structure using microfluidics.</a> Food Eng. Rev. 7, 393-416 (2015).</li><li>Xu, J. H., Li, S. W., Tan, J., Wang, Y. J., Luo, G. S. <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+highly+monodisperse+droplet+in+a+T-junction+microfluidic+device.">Preparation of highly monodisperse droplet in a T-junction microfluidic device.</a> AIChE Journal. 52, 3005-3010 (2006).</li><li>van Steijn, V., Kleijn, C. R., Kreutzer, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flows+around+confined+bubbles+and+their+importance+in+triggering+pinch-off.">Flows around confined bubbles and their importance in triggering pinch-off.</a> Phys. Rev. Lett. 103, 214501 (2009).</li><li>Utada, A. S., Fernandez-Nieves, A., 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=Dripping+to+jetting+transitions+in+coflowing+liquid+streams.">Dripping to jetting transitions in coflowing liquid streams.</a> Phys. Rev. Lett. 99, 094502 (2007).</li><li>Anna, S. L., Bontoux, N., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+dispersions+using+&amp;#34;flow+focusing&amp;#34;+in+microchannels.">Formation of dispersions using &amp;#34;flow focusing&amp;#34; in microchannels.</a> Appl. phys. lett. 82, 364-366 (2003).</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, 537-541 (2005).</li><li>Teh, S. Y., Lin, R., Hung, L. H., Lee, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+microfluidics.">Droplet microfluidics.</a> Lab Chip. 8, 198-220 (2008).</li><li>Nunes, J. K., Tsai, S. S. H., Wan, J., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dripping+and+jetting+in+microfluidic+multiphase+flows+applied+to+particle+and+fiber+synthesis.">Dripping and jetting in microfluidic multiphase flows applied to particle and fiber synthesis.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 46, 114002 (2013).</li><li>Cubaud, T., Mason, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+threads+and+viscous+droplets+in+square+microchannels.">Capillary threads and viscous droplets in square microchannels.</a> Phys. Fluids. 20, 053302 (2008).</li><li>Shestopalov, I., Tice, J. D., Ismagilov, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-step+synthesis+of+nanoparticles+performed+on+millisecond+time+scale+in+a+microfluidic+droplet-based+system.">Multi-step synthesis of nanoparticles performed on millisecond time scale in a microfluidic droplet-based system.</a> Lab Chip. 4, 316-321 (2004).</li><li>Zheng, B., Roach, L. S., Ismagilov, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Screening+of+protein+crystallization+conditions+on+a+microfluidic+chip+using+nanoliter-size+droplets.">Screening of protein crystallization conditions on a microfluidic chip using nanoliter-size droplets.</a> J. Am. Chem. Soc. 125, 11170-11171 (2003).</li><li>Nie, Z. H., Xu, S. Q., Seo, M., Lewis, P. C., Kumacheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+production+of+biopolymer+microcapsules+with+controlled+morphology.">Microfluidic production of biopolymer microcapsules with controlled morphology.</a> J. Am. Chem. Soc. 127, 8058-8063 (2005).</li><li>Abate, A. R., Kutsovsky, M., Seiffert, S., Windbergs, M., Pinto, L. F., Rotem, A., Utada, A. S., 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=Synthesis+of+monodisperse+microparticles+from+non-Newtonian+polymer+solutions+with+microfluidic+devices.">Synthesis of monodisperse microparticles from non-Newtonian polymer solutions with microfluidic devices.</a> Adv. Mater. 23, 1757-1760 (2011).</li><li>Seo, M., Nie, Z., Xu, S., Mok, M., Lewis, P. C., Graham, R., Kumacheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+microfluidic+reactors+for+polymer+particles.">Continuous microfluidic reactors for polymer particles.</a> Langmuir. 21, 11614-11622 (2005).</li><li>Duncanson, W. J., Lin, T., Abate, A. R., Seiffert, S., Shah, R. K., 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=Microfluidic+synthesis+of+advanced+microparticles+for+encapsulation+and+controlled+release.">Microfluidic synthesis of advanced microparticles for encapsulation and controlled release.</a> Lab Chip. 12, 2135-2145 (2012).</li><li>Song, H., Chen, D. L., Ismagilov, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactions+in+droplets+in+microfluidic+channels.">Reactions in droplets in microfluidic channels.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 45, 7336-7356 (2006).</li><li>Chen, H., Zhao, Y., Li, J., Guo, M., Wan, J., Weitz, D. A., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactions+in+double+emulsions+by+flow-controlled+coalescence+of+encapsulated+drops.">Reactions in double emulsions by flow-controlled coalescence of encapsulated drops.</a> Lab Chip. 11, 2312-2315 (2011).</li><li>Wang, P., Li, J., Nunes, J., Hao, S., Liu, B., Chen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+micro-reactor+for+internal+gelation+to+fabricate+ZrO2+ceramic+microspheres.">Droplet micro-reactor for internal gelation to fabricate ZrO2 ceramic microspheres.</a> J. Am. Ceram. Soc. 100, 41-48 (2017).</li><li>Chen, H., Man, J., Li, Z., Li, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+generation+of+high-viscosity+droplets+by+surface-controlled+breakup+of+segment+flow.">Microfluidic generation of high-viscosity droplets by surface-controlled breakup of segment flow.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 9, 21059-21064 (2017).</li><li>Man, J., Li, Z., Li, J., Chen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+inversion+of+slug+flow+on+step+surface+to+form+high+viscosity+droplets+in+microchannel.">Phase inversion of slug flow on step surface to form high viscosity droplets in microchannel.</a> Appl. Phys. Lett. 110, 181601 (2017).</li></ol>

Le dispositif d’écoulement co-inversion de phase fournit une méthode avant simple et rectiligne pour générer des gouttelettes de haute viscosité monodispersés. Cet appareil possède une structure similaire aux périphériques co flux communs, comme la structure des flux de co base se compose d’une chambre à air inséré dans le tube central, la sortie qui est reliée au tube de sortie. Cependant, il y a deux différences principales entre le dispositif de débit co-inversion de phase et dispositif commun de fl...

La génération des gouttelettes devient une technologie clé dans une variété d’applications, telles que les medicaments, la synthèse de matériaux, bioprinting 3D, essais sur des cellules et génie alimentaire1,2,3,4 , 5 , 6. Dispositifs microfluidiques avec carrefour en t7,8, débit co1,9, ou flux de mise au point des structures de11 10,sont largement utilisés pour générer monodispersés gouttelettes d’émulsion unique. Sélection d’une phase continue plus visqueuse facilitera la formation de gouttelettes12, et les viscosités des deux fluides continus et dispersées sont généralement inférieures Pas 0,1 en gouttelettes microfluidics13. Toutefois, dans de nombreuses applications, la phase dispersée peut-être avoir une viscosité plusieurs cent fois supérieure à celle de l’eau, comme le glycérol14, solutions contenant des nanoparticules15, protéines16ou polymères17 , 18 , 19, bien qu’il soit difficile d’obtenir des gouttelettes monodispersés directement à partir de fluides de viscosité élevée dans une étable dégoulinant régime11 en Dispositifs microfluidiques, surtout pour les fluides de viscosité η > 1 PA.s14 ,17,18,19. En outre, il a été rapporté13,18 que microfluidique typique des méthodes pour la formation de gouttelettes nécessitent des fluides avec une viscosité relativement faible et la tension interfaciale modérée pour former des gouttelettes uniformes dans un écoulement stable régime.
Pour une phase dispersée avec une viscosité légèrement supérieure à 0,1 Pas, il y a plusieurs approches possibles pour faciliter la formation de gouttelettes avec Carrefour typique, co de flux ou flux de mise au point de dispositifs microfluidiques : (1) diminution de la viscosité de la dispersion phase il diluer dans un solvant volatile11,20; (2) réduire le rapport de viscosité dispersés-à-continu en augmentant la viscosité de la phase continue1,11; (3) diminuer le débit de la phase dispersée en une valeur extrêmement faible, tout en gardant un haut débit continu à-dispersées taux ratio 14,19. Cependant, ces approches ne sont pas pratiques pour les fluides avec viscosité beaucoup plus élevée, comme ils seront abaissera considérablement le taux de production tout en augmentant considérablement la consommation de solvant volatil ou la phase continue. En outre, on a signalé que certaines solutions de polymère de haute viscosité η > 1 PA.s encore n’affectaient pas vers le haut en gouttelettes avec les approches susmentionnées de17,19.
Il y a aussi plusieurs amélioration de la conception de dispositifs microfluidiques qui introduisent une troisième phase du fluide dans le système, qui facilite la génération des gouttelettes de haute viscosité. Innovations incluent : bulles introduits pour couper un fil Jet en gouttelettes21, un liquide non miscible chaperonner avec viscosité modérée, présenté comme la phase intermédiaire entre la phase de dipsersed et la phase continue18, et microréacteurs mis en place pour générer des gouttelettes de haute viscosité de deux précurseurs de faible viscosité21,22,23. Cependant, comme un plus fluide est impliqué dans le processus, le système devient plus compliqué, et les appareils travaillent généralement dans un régime d’écoulement beaucoup plus étroit que les dispositifs typiques pour la génération de gouttelettes d’émulsion unique.
Pour générer monodispersés gouttelettes directement depuis un fluide haute viscosité η > 1 PA.s, méthodes de surface contrôlée-inversion de phase ont été enquêté sur24. Comme la génération de gouttelettes de faible viscosité est beaucoup plus facile que celle des gouttelettes de haute viscosité12, des gouttelettes de faible viscosité allongés dans une phase continue haute viscosité sont d’abord générées en utilisant une structure typique de flux Co et puis sont détruits régulière le changement de surface mouillabilité en aval de la structure de flux Co. Le liquide libéré de faible viscosité encapsule inversement le fluide de viscosité élevée en aval en gouttelettes afin que l’inversion de phase est terminée. Selon le mécanisme d’inversion de phase, des gouttelettes de haute viscosité monodispersés peuvent être générés basé sur un dispositif typique de flux Co, alors que la sortie de l’appareil de flux Co est traitée pour être mouillé par le liquide de faible viscosité et ensuite reliée à un tube plus large24 ,,25.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>VitroTubes Glass Tubing</td>
			<td>VitroCom</td>
			<td>8240</td>
			<td>Square - Miniature Hollow Glass Tubing, I.D.=0.4mm, OD=0.8mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VitroTubes Glass Tubing</td>
			<td>VitroCom</td>
			<td>CV2033</td>
			<td>Round - Miniature Hollow Glass Tubing, I.D.=0.2mm, O.D.=0.33mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VitroTubes Glass Tubing</td>
			<td>VitroCom</td>
			<td>CV1017</td>
			<td>Round - Miniature Hollow Glass Tubing, I.D.=0.1mm, O.D.=0.17mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VitroTubes Glass Tubing</td>
			<td>VitroCom</td>
			<td>Q14606</td>
			<td>Square - Miniature Hollow Glass Tubing, I.D.=1.05mm+0.1/-0, OD=1.5mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Glass Capillaries</td>
			<td>WPI</td>
			<td>1B100-6</td>
			<td>Round - Glass Tubing, I.D.=0.58mm, O.D.=1.00mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Beijing</td>
			<td>10010618</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin Liquid</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Beijing</td>
			<td>30139828</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(vinyl alcohol), PVA-124</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Beijing</td>
			<td>30153084</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Span 80</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>85548</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Starch</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S9765</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichloro(octadecyl)silane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>104817</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluidine Blue O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T3260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Honey</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Chaste tree honey, common food product purchased from supermarket</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DEVCON 5 Minute Epoxy</td>
			<td>ITW&#160;</td>
			<td></td>
			<td>Epoxy glue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt Tip Stainless Steel Dispensing Needles (Luer Lock)</td>
			<td>Suzhou Lanbo Needle, China</td>
			<td>LTA820050</td>
			<td>20G x 1/2&#34;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tungsten/Carbide Scriber</td>
			<td>Ullman</td>
			<td>1830</td>
			<td>For cutting glass tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Slides</td>
			<td>Sail Brand</td>
			<td>7101</td>
			<td>76.2 mm x 25.4 mm, Thickness 1 - 1.2 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Tubing</td>
			<td>Scientific Commodities</td>
			<td>BB31695-PE/5</td>
			<td>I.D. = 0.86 mm, O.D. = 1.32 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Pumps</td>
			<td>Longer Pump, China</td>
			<td>LSP01-1A</td>
			<td>3 pumps needed for the experiments</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabricating high-viscosity droplets using microfluidic capillary device with phase-inversion co-flow structure

La génération des gouttelettes monodisperses à viscosité élevée a toujours été un défi en microfluidique de gouttelettes. Ici, nous démontrons un dispositif d’écoulement co-inversion de phase pour générer des gouttelettes de haute viscosité uniformes dans un fluide de faible viscosité. Le dispositif microfluidique à capillaire a une structure commune de co débit avec sortie en connexion à un tube plus large. Gouttelettes allongées du fluide basse viscosité sont encapsulés tout d’abord par le fluide de viscosité élevée dans la structure de flux Co. Comme les gouttelettes de faible viscosité allongées traversent la sortie, qui est traitée pour être mouillé par le liquide de faible viscosité, inversion de phase est alors induite par l’adhérence des gouttelettes de faible viscosité jusqu'à l’extrémité de la sortie, qui se traduit par l’inverse ultérieur encapsulation du fluide haute viscosité. La taille des gouttelettes haute viscosité qui en résulte est réglable en changeant le rapport de taux de débit du fluide basse viscosité au liquide de haute viscosité. On démontre plusieurs exemples typiques de la génération des gouttelettes de haute viscosité viscosité jusqu'à 11,9 Pas, comme solution de glycérol, de miel, amidon et polymère. La méthode propose une approche simple et directe pour générer des gouttelettes de haute viscosité monodispersé, qui peuvent être utilisés dans une variété d’applications droplet, telles que la synthèse de matériaux, MEDICAMENTS, méthode de criblage cellulaire, génie biologique et alimentaire de l’ingénierie.

Un dispositif de microfluidique capillaire avec une inversion de phase, ouvrage de débit Co a été conçu pour générer monodispersés aqueux gouttelettes de haute viscosité, comme le montre la Figure 1 a. Dans la Figure 1, la phase aqueuse de haute viscosité a été le glycérol, qui possède une viscosité de ηw = 1,4 Pas ; la phase de faible viscosité huile était la paraffine liquide, qui possède ...

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Fabricating High-viscosity Droplets using Microfluidic Capillary Device with Phase-inversion Co-flow Structure

Fabrication des gouttelettes de haute viscosité à l’aide de dispositif microfluidique à capillaire avec Structure de flux de co-inversion de Phase

Un dispositif d’écoulement co-inversion de phase est démontré pour produire des gouttelettes de haute viscosité monodispersés au-dessus de 1 Pas, ce qui est difficile à réaliser en microfluidique de gouttelettes.

The generation of monodisperse droplets with high viscosity has always been a challenge in droplet microfluidics. Here, we demonstrate a phase-inversion ...

The overall goal of this procedure is to generate monodispersed high-viscosity droplets with viscosities above one pascal seconds and a low viscosity continuous phase via phase-inversion in a simple co-flow microfluidic device. This method can solve the key problem in the droplet microfluidics field about manipulation of inherently high-viscosity fluids such as high glycerol polymer solutions and nanoparticle suspensions. The main advantage of this technique is that it initially generates low-viscosity droplets which are easier to form and control than high-viscosity droplets.The subsequent phasing version to generate high-viscosity droplets is induced when the low-viscosity droplets flow from the exit of a co-flow structure. Demonstrating the procedure will be Mr.Zhongnan Li, a graduate student from Tsinghua University. To begin preparing the device, use a tungsten carbide scriber to cut a three centimeter length of a round glass tube with an inner and outer diameter of 580 micrometers and one millimeter respectively.This will form the middle tube of the device. To make the inner tube of the device, cut a two centimeter length of a round glass tube with an inner and outer diameter of 200 and 330 micrometers respectively. Place one milliliter of ODTS in a 1.5 milliliter centrifuge tube.Immerse one end of the middle tube in the ODTS for 10 seconds. Then flush the tube with nitrogen gas from the untreated end until the tube is dry. Next, use a blade to cut a 0.5 millimeter by 0.5 millimeter notch.On the edge of the plastic Luer hub of a 20 gauge half-inch blunt needle, cut a 0.5 millimeter by 0.5 millimeter notch and a one millimeter by one millimeter notch directly across from each other on the hub of a second needle. Then place the middle tube lengthwise on a standard glass microscope slide with the hydrophobic ODTS-coated end extending about one centimeter passed the narrow end of the slide. Insert the inner tube into the untreated end of the middle tube leaving about one centimeter of the inner tube outside the middle tube.Use epoxy to fix the tubes in place along the center line of the slide. For better performance, adjust the position of the inner tube to be approximately concentrate to the middle tube. Once the epoxy has set, place the singly-notched needle over the end of the inner tube so that the tube fits in the notch.Fix the needle in place with epoxy to form the low-viscosity oil inlet. Then fix the double-notched needle over the junction between the inner and middle tubes to form the high-viscosity aqueous solution inlet. Use epoxy to seal the needle hubs both around the tubes and to the glass substrate.To ensure that the high-viscosity inlet needle sits firmly on the substrate, fit the middle tube into the big notch and the inner tube into the small notch. After the epoxy has dried, fit a 20 millimeter length of polyethylene tubing with an inner diameter of 0.86 millimeter over the hydrophobic end of the middle tube to complete the device. To begin the process, draw 0.8 milliliters of glycerol tinted with blue dye into a one milliliter syringe.Draw 0.8 milliliters of light paraffin oil into a second one milliliter syringe. Connect the glycerol syringe to the high-viscosity aqueous solution inlet of the device via polyethylene tubing with an inner diameter of 0.86 millimeters. Connect the liquid paraffin syringe to the low-viscosity oil inlet.Mount both syringes on syringe pumps. Then use a two-finger clamp and a lab stand to fix the device vertically over a 35 millimeter Petri dish. Adjust the device position so that the end of the outlet tubing is about two millimeters above the bottom of the dish.Pour enough liquid paraffin into the Petri dish to just immerse the device outlet. Add the same quantity of liquid paraffin to a second 35 millimeter Petri dish. Set the glycerol syringe pump flow rate to two microliters per minute.Set the liquid paraffin syringe pump flow rate to six microliters per minute. Run both pumps to begin generating the glycerol droplets. Monitor the droplet generation with a camera if desired.Wait about one minute for the glycerol and liquid paraffin flows to stabilize sufficiently to form uniform glycerol droplets. Then exchange the Petri dish under the device outlet for the second liquid paraffin-filled dish to collect the uniform droplets. Monodispersed glycerol droplets were generated by phase-inversion co-flow devices with middle tubes having diameters of either 200 or 500 micrometers.Monodispersed droplets were also generated from other high-viscosity fluids including honey, a starch solution, and a polyvinyl alcohol solution. Glycerol droplets generated by the 500 micrometer device with oil and glycerol flow rates of 30 and 10 microliters per minute respectively had an average diameter of 521 micrometers. Glycerol droplets generated by the 200 micrometer device at the same flow rates had an average diameter of 212 micrometers.The size of the glycerol droplets was found to change with variations in the ratio of the oil flow rate to the glycerol flow rate. Increasing the oil flow rate while holding the glycerol flow rate constant resulted in a decrease in particle size. After watching this video, you should have a good understanding of how to make monodispersed high-viscosity droplets with a phase-inversion co-flow device.In contrast to common co-flow devices, you do not need to taper the inner glass capillary to a sharp tip to make the phase-inversion co-flow device. The phase-inversion co-flow device can be used to generate high-viscosity droplets with dynamic viscosities of up to 12 pascal seconds. Once mastered, this technique can be done in 30 minutes if it is performed properly.

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Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox ...

Capillary Electrophoresis to Monitor Peptide Grafting onto Chitosan Films in Real Time

Electrophorèse Capillaire pour surveiller Peptide greffant sur chitosan Films en temps réel

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. ...

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

Utilisation de l&#39;électrophorèse capillaire à Quantifier acides organiques à partir de tissus végétaux: Un cas de test d&#39;examen<em&gt; Coffea Arabica</em&gt; Graines

Carboxylic acids are organic acids containing one or more terminal carboxyl (COOH) functional groups. Short chain carboxylic acids (SCCAs; carboxylic ...

Monitoring the Effects of Illumination on the Structure of Conjugated Polymer Gels Using Neutron Scattering

Surveillance des effets de l’éclairement sur la Structure des Gels de polymères conjugués à l’aide de la diffusion des neutrons

We demonstrate a protocol to effectively monitor the gelation process of a high concentration solution of conjugated polymer both in the presence and ...

Preparation of Hollow Polystyrene Particles and Microcapsules by Radical Polymerization of Janus Droplets Consisting of Hydrocarbon and Fluorocarbon Oils

Préparation de particules de polystyrène creuses et Microcapsules par polymérisation radicalaire de gouttelettes de Janus consistant en hydrocarbures et huiles de fluorocarbone

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) ...

Probing the Structure and Dynamics of Interfacial Water with Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy

Sonder la Structure et la dynamique de l’eau interfaciale avec Scanning Tunneling microscope et spectroscopie

Water/solid interfaces are ubiquitous and play a key role in many environmental, biophysical, and technological processes. Resolving the internal ...

Synthesis and Structure Determination of &#181;-Conotoxin PIIIA Isomers with Different Disulfide Connectivities

Synthèse et détermination de Structure des isomères PIIIA µ-conotoxine avec disulfure différentes connectivités

Peptides with a high number of cysteines are usually influenced regarding the three-dimensional structure by their disulfide connectivity. It is thus ...

Large-scale Top-down Proteomics Using Capillary Zone Electrophoresis Tandem Mass Spectrometry

Protéomique de haut vers le bas à grande échelle à l’aide de l’électrophorèse de Zone capillaire Tandem Mass Spectrometry

Capillary zone electrophoresis-electrospray ionization-tandem mass spectrometry (CZE-ESI-MS/MS) has been recognized as a useful tool for top-down ...

High-throughput and Comprehensive Drug Surveillance Using Multisegment Injection-Capillary Electrophoresis-Mass Spectrometry

Surveillance des médicaments haut débit et complet à l’aide de la spectrométrie de masse de l’électrophorèse capillaire-Injection Multisegment

New analytical methods are urgently needed to enable high-throughput, yet comprehensive drug screening, given an alarming opioid and prescription drug ...