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マイクロ流体デバイス
Microfluidic Devices
液滴生成 / Droplet generation

microfluidic ChipShop GmbHのサービス詳細,マイクロ流体チップの事例はこちら

液滴生成 / Droplet generation

液滴(ドロップレット)の生成は,マイクロ流路が特に有効な分野です。高精度なノズルを持つマイクロ流体チップを用いることで,大量の液滴を均一なサイズで作ることができます。液滴の中身がチップ流路の壁に触れないので,コンタミネーションや液滴から他の液滴へのキャリーオーバーは生じません。


[動画] 液滴生成チップ[719] 液滴保管機能付き

液滴生成チップ[719] 液滴保管機能付き

液滴生成チップ[719] 液滴保管機能付き

アプリケーション例

・液滴ベースのフローサイトメトリーと単一細胞タンパク質の絶対定量
・渦鞭毛藻の単一細胞内の種間および種内アルカリホスファターゼ活性の変動研究
・寄生性原虫の液滴内封じ込めによる分裂率の変動解明
・糸状菌に対する抗真菌分析
・マルチプレックスデジタルマイクロRNA検出
・液滴ベースのマイクロ流体における酵素活性のための細菌発現システム
デジタルバイオアッセイ(digital droplet PCR) 等 (クリックで関連動画にジャンプ)

出典 https://www.emulseo.com/applications/

液滴生成チップ

液滴生成とチップの関係

液滴の生成にはノズルと呼ばれる高精度のマイクロ流路の構造が必要です。ノズルでは,分散相と連続相の2つの非混和性相が交わり液滴が生成されます。通常,連続相の流量は分散相の流量よりも大きくなります。ノズル幅及び分散相と連続相の流量の比率によって液滴のサイズが決まり,各相の流量によってスループットが決まります。


microfluidic ChipShop製 液滴生成チップの特徴

microfluidic ChipShopは,顕微鏡スライドガラス型の液滴生成チップを提供しています。デザインや機能が異なる多数のチップを用意していますので,主に以下の観点から最適なものをお選びいただけます。

液滴のサイズと流路デザイン
液滴のサイズを決定する要因に,流量,流路幅,ノズル(マイクロ流路の液滴生成部分)幅が挙げられます。ノズル幅は,最小10 µmから最大140 µmまでお選びいただけます。交差流路の形状は,T字型,シングルクロス,ダブルクロスがあります。


液滴生成チップ[285]

液滴生成チップ[285]
ノズル幅4種類 (50〜100 µm),シングルクロスタイプ,液滴生成ユニット5個搭載。
· P/C 10000175: Topas (COC)
· P/C 10000176: PC

液滴生成チップ[440]

液滴生成チップ[440]
ノズル幅4種類 (50〜80 µm),シングルクロスタイプ,液滴生成ユニット8個搭載。
· P/C 10000040: Topas (COC)
· P/C 10000174: PC

液滴生成 (W/O, water in oil)

液滴生成 (W/O, water in oil)
液滴生成チップ[440]のシングルクロス流路。ノズル幅は50,60,70,80 µmの4種類がある。

液滴生成 (W/W/O, water in water in oil)

液滴生成 (W/W/O, water in water in oil)
液滴生成チップ[163]のダブルクロス流路。ノズル幅は140 µm。

観察チャンバ
交差流路のノズルで生成した微小液滴を,チップの外に出すことなくチャンバ上で観察できるチップです。
2022年の新製品です。


液滴生成チップ[1114]

液滴生成チップ[1114]
ノズル幅2種類 (50 µm,60 µm),シングルクロスタイプ,チャンバ付き液滴生成ユニット8個搭載。
· P/C 10001753: Topas (COC)
· P/C 10001776: PC

液滴生成チップ[1147]

液滴生成チップ[1147]
ノズル幅2種類 (70 µm,80 µm),シングルクロスタイプ,チャンバ付き液滴生成ユニット4個搭載。
· P/C 10001754: Topas (COC)
· P/C 10001777: PC

液滴保管機能
液滴生成機能に加え,生成された液滴をキャビティに捉えることで光学的な観察を行える,液滴保管機能を持つチップがあります。


液滴生成チップ(保管機能付き)[488]

液滴生成チップ(保管機能付き)[488]
ノズル幅74 µm,ダブルクロスタイプ,生成した液滴を捕獲できる24の観察ユニット(それぞれ108個の液滴を保持可能)搭載。

液滴生成チップ(保管機能付き)[488]の液滴保管ユニット

液滴生成チップ(保管機能付き)[488]
液滴観察ユニットの拡大。
· P/C 10000510: Topas (COC)
· P/C 10000511: PC

液滴生成資料: Droplet Generation (2020年10月発行)

液滴生成セットアップ

マイクロ流体チップを使用した液滴生成では,送液時の圧力・流量制御が重要です。microfluidic ChipShopの液滴生成チップに最適な,Fluigentの精密送液システムを組み合わせたセットアップを紹介します。
このセットアップは,液滴生成パッケージとして販売しております。チップから装置類まで必要なアイテムが全て含まれているため,購入後すぐに液滴生成実験を開始いただけます。


セットアップ模式図

セットアップ模式図

microfluidic ChipShopの液滴生成チップ(droplet generator)と,Fluigentの圧力制御式送液システムFlow EZ,流量センサFlow Unitのセットアップ



液滴生成パッケージ (P/C: O-SE-DCS-PCK-A)

下記の[1]送液システム,[2]マイクロ流体チップ,サーファクタントの両方を含んだ,ASICONオリジナルの液滴生成パッケージです。水相と油相の流量を制御・測定し,マイクロ流体チップ上でoil in waterやwater in oil等の微小液滴(ドロップレット)を生成できます。

[1] Fluigentの液滴生成用送液システムキット (P/C: O-SE-DCS-PCK-J)
圧力制御式送液システムFlow EZ,流量センサFlow Uni等を含んだ,microfluidic ChipShopのチップを使用した液滴生成に特化したシステム構成のキットです。チップとの接続に必要なチューブ等も全て含まれています。

プロダクトコード 製品名 説明 個数
LU-FEZ-1000 Flow EZ (1 bar) 圧力制御式送液システム 2
LU-LNK-0002 LINK Module Flow EZとPCの接続ハブ 1
LU-SUPPKIT2 Supply Kit for Flow EZ 電源ケーブル等 1
FLU-M-D-B Flow Unit (M) 流量センサ 2
CTQ-KIT-LQ Tubing & Connector Kit for Flow Unit Flow Unit用アクセサリ 2
P-CAP2-HP P-Cap 2 mL エアタイトリザーバホルダ 2
CTQ-KIT-PCAP2 Tubing & Connection Kit for P-CAP 2 mL P-Cap用アクセサリ 2
- PEEK tubing 1/32" (793 µm) OD, 127 µm ID, 2 m チューブ 1
- PEEK tubing 1/32" (793 µm) OD, 254 µm ID, 2 m チューブ 1
- Tubing cutter チューブ用カッター 1

[2] microfluidic ChipShopの液滴生成用チップキット (P/C: 10001653)
マイクロ流体チップとコネクタ,チューブ等のキットです。様々な流路形状を搭載したチップを含んでいるため,アプリケーションに適合したマイクロ流路の形状を模索する用途に適しています。また,安定した液滴生成に寄与するサーファクタントとして,FluigentのdSurf (濃度2%)を含んでいます。

プロダクトコード 製品名 個数
10000174 液滴生成チップ マルチチャネルデザイン,FL0440,PC 2
10000176 液滴生成チップ マルチチャネルデザイン,FL0285,PC 2
DR-RE-SU-12 dSurf from Fuigent: 4mL × 3本 (3M Novec 7500 Engineered Fluid with 2% surfactant) 1
10001188 チップ保管ボックス 小型,FL0832,水色 1
10000041 操作フレーム(1536ウェル間隔),短ワーキングディスタンス,オレンジ 1
10000116 Mini Luerコネクタ (単体,半透明),10個入り,FL0331,TPE 4
10000054 Mini Luerプラグ (単体,半透明),10個入り,FL0334,TPE 1
10000031 シリコーンチューブ (内径:0.76 mm,外径:1.65 mm) 1 m 1
10000032 PTFEチューブ (内径:0.5 mm,外径:1 mm) 1 m 2

[3] 液滴生成用オイル (オプション)
dSurfの希釈にも使用可能な液滴生成用のオイルです。

プロダクトコード 製品名 個数
DR-RE-SU-A1 dOil: 120 mL 3M Novec 7500 Engineered Fluid 1


アクセサリとオイル,サーファクタント

温度調整機能付きチップホルダ LOC CCI 1

温度調整機能付きチップホルダ LOC CCI 1
ホルダ内蔵の加熱素子によって,チップを希望の温度まで加熱可能。
■ 詳細ページ: マイクロ流体チップ アクセサリ

dSurf 高機能フッ素系界面活性剤2%入オイル

dSurf 高機能フッ素系界面活性剤2%入オイル
dOil 純粋なフッ素オイル(3M Novec 7500)

dSurf データシート




[動画] Fluigent Flow EZのチュートリアル