Simple One-Step and Rapid Patterning of PDMS Microfluidic Device Wettability for PDMS Shell Production.
Simple One-Step and Rapid Patterning of PDMS Microfluidic Device Wettability for PDMS Shell Production.
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DOI：
10.3389/fbioe.2022.891213
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发表时间：
2022
影响因子：
5.7
通讯作者：
Zhu, Jianan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Feng, Chunying;Takahashi, Kohei;Zhu, Jianan
具有可控尺寸和内部结构的双乳液（DE）液滴是用于生物分析、化学合成和药物递送系统的有前途的平台。然而，为了进一步使它们的应用“民主化”，仍然需要能够使液滴生成微流体装置的表面润湿性的简单且精确的空间图案化的新方法。在这里，通过利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）的亲水性的增加，由于等离子体处理用于永久结合到玻璃上，我们开发了一种一步法来选择性地图案化用于DE生成的PDMS微流体装置的润湿性。我们的结果表明，Aquapel处理和1H，1H，2 H，2 H-全氟癸基三乙氧基硅烷（PFDTES）处理的器械在功能上显示了我们方法的通用性。利用所得的微流体装置，可以产生水包油包水（w/o/w）和油包水包油（o/w/o）DE液滴。使用含有交联剂的PDMS混合物，我们通过固化水包PDMS-in-water DE液滴的壳层形成PDMS微胶囊。我们还表征所产生的液滴/微胶囊的形态学特性。我们预计在这项工作中开发的方法可以用于DE液滴的广泛应用。
Double emulsion (DE) droplets with controlled size and internal structure are a promising platform for biological analysis, chemical synthesis, and drug delivery systems. However, to further “democratize” their application, new methods that enable simple and precise spatial patterning of the surface wettability of droplet-generating microfluidic devices are still needed. Here, by leveraging the increase in hydrophilicity of polydimethylsiloxane (PDMS) due to the plasma-treatment used to permanently bond to glass, we developed a one-step method to selectively pattern the wettability of PDMS microfluidic devices for DE generation. Our results show that both Aquapel-treated and 1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltriethoxysilan (PFDTES)-treated devices are functionally showing the generality of our method. With the resulting microfluidic devices, both water-in-oil-in-water (w/o/w) and oil-in-water-in-oil (o/w/o) DE droplets can be produced. Using a PDMS mixture containing cross-linking agents, we formed PDMS microcapsules by solidifying the shell layer of water-in-PDMS-in-water DE droplets. We also characterize the morphological properties of the generated droplets/microcapsules. We anticipate the method developed in this work could be used in a broad range of applications of DE droplets.
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