微流控液滴在實際生產生活方面的應用
微液滴具有體積小、比表面積大、速度快、通量高、大小均勻、體系封閉、內部穩定等特性,在藥物控釋、病毒檢測、顆粒材料合成、催化劑等領域中均有重要應用。微流控技術的發展為微液滴生成中實現尺寸規格、結構形貌和功能特性等的可控設計和精確操控提供了全新平臺。那么在實際生產生活方面微流控液滴有哪些應用呢?
材料學方面
液滴微流控技術應用于分子診斷免疫檢測和病毒感染性檢測
左圖為,Jae-Won Choi運用氣動微泵裝置建立了用于生物標志物液滴微流控熒光偏振免疫分析平臺,成功檢測牛奶中牛血管生成素的含量。
右圖為,Ye Tao研發了一種基于微液滴技術并結合空斑試驗和實時定量PCR技術的微流控系統,用于實現對病毒感染性的快速、低成本和高精度定向檢測。
經過多年的發展,基于微尺度流體優異的流動操作特性以及微流控系統裝配結構的多樣性,微流控液滴技術在生命科學及醫藥分析領域的研究中也發揮了巨大的作用。
食品加工方面
左圖為, Okushima等通過包含兩個連續T型結構的微通道,利用“兩步式”液滴生成法合成了單分散性W/O/W型雙重微乳滴,并通過調節內/外部液滴的分裂速率實現對液滴內部包含微乳滴數目的精確調控。
右圖為, Ren等采用微流控法合成液滴后,在下游添加交聯劑水溶液使得生物高聚物和交聯離子在水、油流柱的交界面發生反應實現凝膠化,制備包裹油核的單分散海藻酸鹽膠囊。
通過微流控液滴技術可獲得微乳滴、固態脂質微顆粒、自組裝體以及包含一個或多個內核的微膠囊等多種類型的食品結構。
微流控液滴的未來發展
液滴微流控技術近年來發展迅速,為材料學、化學、生命科學與醫學等領域的基礎與應用研究提供了一個有力平臺。然而,液滴微流控技術目前還存在一些挑戰,例如不同樣品之間的切換、油相和水相中表面活性劑對液滴反應和檢測的影響、液滴與液滴之間的相互污染等問題均沒有得到較好的解決,理論指導極為缺乏。隨著該領域研究的不斷深入,這些問題將逐步得到解決,液滴微流控的應用前景也將變得更加廣闊。
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標簽:   微流控液滴
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