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

Este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de ciências naturais da China (n. 51420105006 e 51322501). Agradecemos o Daniel por sua discussão útil sobre as ideias de alta viscosidade.

1. produzindo um inversão de fase co fluxo capilar dispositivo para observar o processo de geração de gotículas aquosas, alta viscosidade, com um diâmetro de ~ 500 μm.
Nota: O tubo quadrado exterior usado aqui é para tirar imagens do processo de geração das gotas de alta viscosidade. Se não há nenhuma necessidade de tirar fotos, uma versão simplificada do dispositivo pode ser feita de acordo com a etapa do protocolo 2.
<ol><li>
Prepare-se três tubos de vidro com tamanhos...

<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>

O dispositivo de fase-inversão de fluxo co fornece um método simples e direto para a frente para gerar monodisperso gotículas de alta viscosidade. Este dispositivo tem uma estrutura similar aos dispositivos de fluxo co comum, como a estrutura de fluxo de co básico consiste de um tubo interno inserido no tubo do meio, a saída dos quais está ligada ao tubo de saída. No entanto, existem duas diferenças principais entre o dispositivo de fluxo de co de inversão de fase e o dispositivo de fluxo co comum para a geraç?...

A geração de gotículas está se tornando uma tecnologia-chave em uma variedade de aplicações, tais como a entrega da droga, síntese de materiais, bioprinting 3D, ensaios de célula e comida engenharia1,2,3,4 , 5 , 6. dispositivos microfluídicos com entroncamento7,8, co1,9de fluxo, ou fluxo de focagem10,11 estruturas são amplamente utilizadas para gerar monodisperso gotículas de emulsão simples. Seleção de uma fase contínua mais viscosa irá facilitar a formação de gotículas12e as viscosidades de ambos os fluidos, contínuas e dispersas são comumente inferiores a 0,1 Pas em gotículas microfluídica13. No entanto, em muitas aplicações, a fase dispersa pode ter uma viscosidade várias centenas de vezes superior da água, tais como o glicerol14, soluções contendo nanopartículas15, proteínas16ou polímeros17 , 18 , 19, apesar de ser difícil conseguir monodisperso gotas diretamente de fluidos de alta viscosidade em um estábulo pingando regime11 em dispositivos microfluídicos, especialmente para os líquidos com uma viscosidade η > 1 Pa · s14 ,17,18,19. Além disso, tem sido relatado13,18 que métodos microfluidic típico para a formação de gotículas exigem líquidos com uma viscosidade relativamente baixa e moderada tensão interfacial para formar gotículas uniformes em um gotejamento estável regime.
Para uma fase dispersa com uma viscosidade ligeiramente maior do que 0,1 Pas, existem várias abordagens possíveis para facilitar a formação de gotículas com entroncamento típico, co fluxo ou fluxo de focagem microfluidic dispositivos: (1) diminuição da viscosidade do dispersos fase, diluindo-a em um solvente volátil11,20; (2) diminuir a relação de viscosidade dispersos-para-contínua aumentando a viscosidade da fase contínua1,11; (3) diminua a taxa de fluxo da fase dispersa a um valor extremamente baixo, mantendo um alto fluxo contínuo de-dispersa taxa relação 14,19. No entanto, essas abordagens não são práticas para líquidos com viscosidade muito maior, como eles abaixarão significativamente a taxa de produção enquanto a elevar drasticamente o consumo de solvente volátil ou a fase contínua. Além disso, tem sido relatado que algumas soluções de polímero de alta viscosidade com η > 1 Pa · s ainda não quebraram em gotas com abordagens mencionadas acima de17,19.
Existem também diversos projetos de melhoria de dispositivos microfluídicos que introduzir uma terceira fase de fluido no sistema, que facilita a geração de gotículas de alta viscosidade. As inovações incluem: bolhas introduzidas para cortar um segmento jorrando gotas21, um líquido imiscível parentes com viscosidade moderada, introduzido como fase intermediária entre a fase de dipsersed e a fase contínua18, e microreactors introduzido para gerar gotículas de alta viscosidade de dois precursores de baixa viscosidade21,22,23. No entanto, como um fluido mais está envolvido no processo, o sistema torna-se mais complicado, e os dispositivos normalmente trabalham em um regime de fluxo muito mais estreito do que os dispositivos típicos para a geração de gotículas de emulsão simples.
Para gerar monodisperso gotas diretamente de um fluido de alta viscosidade com η > 1 Pa · s, métodos de superfície controlada fase-inversão tem sido investigado24. Como a geração de gotículas de baixa viscosidade é muito mais fácil do que as gotas de alta viscosidade12, alongadas gotículas de baixa viscosidade em uma fase contínua de alta viscosidade são geradas pela primeira vez usando uma estrutura de fluxo típico de co e então terminaram devido para a mudança de superfície molhabilidade a jusante da estrutura de fluxo de co. O fluido de baixa viscosidade lançado inversamente encapsula o fluido de alta viscosidade a jusante em gotas para que a inversão de fase está concluída. De acordo com o mecanismo de inversão de fase, gotículas de alta viscosidade monodisperso podem ser geradas com base em um dispositivo de fluxo típico de co, enquanto a saída do dispositivo co fluxo é tratada para ser molhadas pelo fluido de baixa viscosidade e então conectada a um tubo mais 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

A geração de gotículas monodisperso com alta viscosidade sempre foi um desafio em microfluídica da gota. Aqui, demonstramos um dispositivo de fluxo de co de inversão de fase para gerar gotículas uniformes de alta viscosidade em um líquido de baixa viscosidade. O dispositivo capilar microfluidic tem uma estrutura de fluxo co comum com sua saída, conectando a um tubo mais largo. Alongada gotículas de líquido de baixa viscosidade primeiro são encapsuladas pelo fluido de alta viscosidade na estrutura de fluxo de co. Como as gotas de baixa viscosidade alongadas fluem através da saída, que é tratada para ser molhadas pelo fluido de baixa viscosidade, inversão de fase é então induzida pela adesão das gotas de baixa viscosidade para a ponta da saída, o que resulta no inverso subsequente encapsulamento do fluido de alta viscosidade. O tamanho de gotas alta viscosidade resultantes pode ser ajustado alterando a relação de taxa de fluxo do fluido de baixa viscosidade para o fluido de alta viscosidade. Vamos demonstrar vários exemplos típicos da geração de gotículas de alta viscosidade com uma viscosidade até 11,9 Pas, tais como solução de glicerol, mel, amido e polímero. O método fornece uma abordagem simples e direta para gerar monodisperso gotículas de alta viscosidade, que podem ser usadas em uma variedade de aplicações baseadas em gotículas, como síntese de materiais, administração de medicamentos, ensaio de células, bioengenharia e comida de engenharia.

Um dispositivo capilar microfluidic com uma inversão de fase, estrutura de fluxo de co foi projetado para gerar monodisperso aquosa gotículas de alta viscosidade, como mostrado na figura 1A. Na Figura 1, a fase aquosa de alta viscosidade foi o glicerol, que tem uma viscosidade ηw = 1,4 Pas; a fase de óleo de baixa viscosidade foi parafina líquida, que tem uma viscosidade ηó = 0,029 P...

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

Fabricação de gotículas de alta viscosidade usando dispositivo capilar microfluídico com estrutura de co-fluxo de inversão de fase

Um dispositivo de inversão de fase de fluxo co é demonstrado para gerar gotículas de alta viscosidade monodisperso acima 1 Pas, que é difícil perceber em microfluídica da gota.

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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Eletroforese Capilar para monitorar Peptide Enxertia em quitosana Films em Tempo real

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 Eletroforese Capilar para quantificar ácidos orgânicos a partir de tecido da planta: um caso de teste de exame<em&gt; Coffea arabica</em&gt; Sementes

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

Monitorização dos efeitos de iluminação sobre a estrutura do polímero conjugado géis usando Neutron Scattering

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

Preparação de partículas de poliestireno ocas e microcápsulas pela polimerização Radical de gotículas de Janus, constituído por hidrocarbonetos e óleos de fluorcarbono

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

Sondagem da Estrutura e Dinâmica da Água Interfacial com Microscopia de Tunelamento de Varredura e Espectroscopia

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

Síntese e determinação da estrutura de µ-conotoxina PIIIA isômeros com bissulfeto diferentes conetividades

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

Em grande escala proteômica de cima para baixo usando zona capilar eletroforese espectrometria de massa em Tandem

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

Vigilância de drogas de alto rendimento e abrangente utilizando espectrometria de massa Multisegment eletroforese capilar-injeção

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