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

Questo lavoro è stato supportato dal National Natural Science Foundation della Cina (nn. 51420105006 e 51322501). Grazie Daniel per la sua utile discussione sulle idee ad alta viscosità.

1. produrre un dispositivo capillare a co-flusso inversione di fase per osservare il processo di generazione delle goccioline acquose, ad alta viscosità con un diametro di ~ 500 μm.
Nota: Il tubo quadrato esterno usato qui è per scattare immagini del processo di generazione delle goccioline ad alta viscosità. Se non c'è nessun bisogno di prendere le immagini, una versione semplificata del dispositivo può essere fatto secondo passaggio protocollo 2.
<ol><li>
Preparare tre tubi d...

<ol>
	<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>

Il dispositivo di inversione di fase del co-flusso fornisce un metodo semplice e dritto in avanti per generare goccioline ad alta viscosità monodispersi. Questo dispositivo ha una struttura simile ai comuni dispositivi di co-flow, come la struttura di base del co-flusso è costituito da un tubo interno inserito nel tubo centrale, l'uscita di cui è collegato al tubo di uscita. Tuttavia, ci sono due principali differenze tra il dispositivo di co-flusso inversione di fase e comune co-flusso dispositivo per la generazione ...

La generazione di goccioline sta diventando una tecnologia chiave in una varietà di applicazioni, come ad esempio la consegna della droga, sintesi di materiali, 3D multimateriali, analisi delle cellule e cibo ingegneria1,2,3,4 , 5 , 6. dispositivi microfluidici con incrocio a t7,8, co-flusso1,9, o flusso di messa a fuoco10,11 strutture sono ampiamente usati per generare monodispersi goccioline di emulsione singola. Selezione di una fase continua più viscosa faciliterà la formazione di goccioline12, e la viscosità dei fluidi sia continui e dispersi sono comunemente sotto 0,1 Pas gocciolina microfluidica13. Tuttavia, in molte applicazioni, la fase dispersa può avere una viscosità diverse centinaia di volte superiore a quella dell'acqua, come il glicerolo14, soluzioni contenenti nanoparticelle15, proteine16o polimeri17 , 18 , 19, mentre è difficile raggiungere le goccioline monodispersi direttamente da fluidi ad alta viscosità in una stalla grondante regime11 in dispositivi microfluidici, soprattutto per fluidi con viscosità di η > 1 PA · s14 ,17,18,19. Inoltre, è stato segnalato13,18 che microfluidici tipici metodi per la formazione di goccioline richiedono fluidi con viscosità relativamente bassa e moderata tensione interfacciale per formare goccioline uniformi in un stabile gocciolante regime.
Per una fase dispersa con una viscosità leggermente maggiore di 0,1 Pas, ci sono diversi approcci possibili per facilitare la formazione della gocciolina con tipico incrocio a t, co-flow o flusso di messa a fuoco dispositivi microfluidici: (1) diminuzione della viscosità dei dispersi fase di diluirlo in un solvente volatile11,20; (2) diminuire il rapporto di viscosità dispersi-a-continuo aumentando la viscosità della fase continua1,11; (3) diminuire la portata della fase dispersa su un valore estremamente basso, mantenendo un alto flusso continuo--dispersi tasso rapporto 14,19. Tuttavia, questi approcci non sono pratici per fluidi con viscosità molto più alto, come si abbasserà significativamente il tasso di produzione, aumentando drasticamente il consumo del solvente volatile o la fase continua. In aggiunta, è stato segnalato che alcune soluzioni di polimero ad alta viscosità con η > 1 PA · s ancora non hanno rotto in goccioline con gli approcci di cui sopra17,19.
Ci sono anche parecchi disegni migliorati di dispositivi microfluidici che introducono una terza fase del fluido nel sistema, che facilita la generazione di goccioline ad alta viscosità. Le innovazioni includono: bolle introdotte per tagliare un filo di trivellazione a getto in goccioline21, un fluido chaperoning immiscibile con viscosità moderata, introdotto come la fase intermedia tra la fase di dipsersed e la fase continua18, e microreattori introdotto per generare goccioline ad alta viscosità da due precursori di bassa viscosità21,22,23. Tuttavia, come un più fluido è coinvolto nel processo, il sistema diventa più complicato e i dispositivi di solito lavorano in un regime di flusso molto più ristretto rispetto ai tipici dispositivi per la generazione di goccioline di emulsione singola.
Per generare monodispersi goccioline direttamente da un fluido ad alta viscosità con η > 1 PA · s, metodi di inversione di fase controllata di superficie sono stati studiati24. Come la generazione di goccioline di bassa viscosità è molto più facile di quello di goccioline ad alta viscosità12, allungate bassa viscosità goccioline in una fase di continua ad alta viscosità innanzitutto vengono generate utilizzando una struttura tipica co-flow e quindi sono suddivisi in due al cambiamento di bagnabilità superficiale a valle della struttura co-flow. Il fluido rilasciato di bassa viscosità inversamente incapsula il fluido ad alta viscosità a valle in goccioline affinché inversione di fase è stata completata. Secondo il meccanismo di inversione di fase, possono essere generate goccioline ad alta viscosità monodispersi basato su un dispositivo tipico co-flow, mentre l'uscita del dispositivo co-flow è trattata per essere bagnata dal liquido a bassa viscosità e quindi collegato ad un tubo più largo24 ,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 generazione di monodisperse goccioline ad alta viscosità è sempre stata una sfida in gocciolina microfluidica. Qui, dimostriamo un dispositivo di co-flusso di inversione di fase per generare goccioline ad alta viscosità uniforme in un fluido a bassa viscosità. Il dispositivo capillare di microfluidica ha una struttura comune di co-flow con relativa uscita di collegamento ad un tubo più largo. Allungata goccioline del liquido a bassa viscosità vengono incapsulate in primo luogo dal fluido ad alta viscosità nella struttura del co flusso. Le goccioline di bassa viscosità allungate scorrono attraverso l'uscita, che è trattata per essere bagnata dal liquido a bassa viscosità, inversione di fase quindi è indotta dall'adesione delle goccioline bassa viscosità fino alla punta dell'uscita, che si traduce nell'inverso successiva incapsulamento del fluido ad alta viscosità. La dimensione delle goccioline ad alta viscosità risultante può essere regolata modificando il rapporto di tasso di flusso del fluido bassa viscosità al fluido ad alta viscosità. Dimostriamo diversi esempi tipici della generazione di goccioline ad alta viscosità con viscosità fino a 11,9 Pas, come soluzione di glicerolo, miele, amido e polimero. Il metodo fornisce un approccio semplice e diretto per generare goccioline ad alta viscosità monodispersi, che possono essere utilizzate in una varietà di applicazioni basate su goccia, come sintesi dei materiali, consegna della droga, l'analisi delle cellule, Bioingegneria e cibo Ingegneria.

Un dispositivo di microfluidica capillare con un'inversione di fase, struttura del co-flusso è stato progettato per generare monodispersi acquoso goccioline ad alta viscosità, come mostrato in Figura 1A. Nella Figura 1, la fase acquosa ad alta viscosità è stato il glicerolo, che ha una viscosità di ηw = 1,4 Pas; la fase di olio a bassa viscosità era paraffina liquida, che ha una viscosità di η</em...

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

Fabbricando goccioline ad alta viscosità mediante capillare dispositivo microfluidico con struttura di co-flusso di inversione di fase

Un dispositivo di co-flusso di inversione di fase è dimostrato per generare goccioline ad alta viscosità monodispersi sopra 1 Pas, che è difficile da realizzare in gocciolina microfluidica.

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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Chimica

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

Elettroforesi capillare per monitorare Peptide innesto su Chitosano film in tempo reale

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

Usando elettroforesi capillare per quantificare Acidi organici da tessuti vegetali: un banco di prova d&#39;esame<em&gt; Coffea arabica</em&gt; Semi

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

Monitoraggio degli effetti di illuminazione sulla struttura del gel di polimeri coniugati utilizzando lo Scattering di neutroni

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

Preparazione di Cave particelle di polistirene e microcapsule tramite polimerizzazione radicale di goccioline di Janus composto da idrocarburi e oli Fluorocarbon

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

La struttura e la dinamica di acqua interfaccia con Tunneling di microscopia e spettroscopia di sondaggio

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

Sintesi e determinazione della struttura di µ-conotossina PIIIA isomeri con bisolfuro diverse connettività

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

Proteomica di Top-down su larga scala usando la spettrometria totale in Tandem elettroforesi capillare zona

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

Sorveglianza dei medicinali ad alta produttività e completa usando la spettrometria totale multisegmento elettroforesi di iniezione-capillare

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