Predicting flows through microfluidic circuits with fluid walls.
Predicting flows through microfluidic circuits with fluid walls.
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DOI：
10.1038/s41378-021-00322-6
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发表时间：
2021
影响因子：
7.9
通讯作者：
Walsh EJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Deroy C;Stovall-Kurtz N;Nebuloni F;Soitu C;Cook PR;Walsh EJ
在传统的微流体中，水相通常被固壁所限制；流经这类系统的流动通常被准确地预测。由于固体壁限制了进入，正在开发开放系统，其中水相部分地被液壁(与空气或不相容的液体的界面)所限制。这种流体壁在流动过程中由于压力梯度而发生变形，因此预测流场仍然具有挑战性。我们最近开发了一种适用于活细胞生物学的开放式微流体，其中水相被不相容的生物惰性氟碳(FC40)的界面所限制。在这里，我们发现了常见的介质添加剂(胎牛血清、血清替代物)在该界面处产生了弹性无滑移边界，并发展了一个半解析模型来预测流场。我们通过实验验证了该模型对单导管和分形维管树的准确性，并演示了如何控制流场和剪应力以适应细胞生物学中的个别应用。
The aqueous phase in traditional microfluidics is usually confined by solid walls; flows through such systems are often predicted accurately. As solid walls limit access, open systems are being developed in which the aqueous phase is partly bounded by fluid walls (interfaces with air or immiscible liquids). Such fluid walls morph during flow due to pressure gradients, so predicting flow fields remains challenging. We recently developed a version of open microfluidics suitable for live-cell biology in which the aqueous phase is confined by an interface with an immiscible and bioinert fluorocarbon (FC40). Here, we find that common medium additives (fetal bovine serum, serum replacement) induce elastic no-slip boundaries at this interface and develop a semi-analytical model to predict flow fields. We experimentally validate the model’s accuracy for single conduits and fractal vascular trees and demonstrate how flow fields and shear stresses can be controlled to suit individual applications in cell biology.
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影响因子：
62.1
作者：
Huber D;Oskooei A;Casadevall I Solvas X;Andrew deMello;Kaigala GV
通讯作者：
Kaigala GV
DOI：
10.1073/pnas.1805449115
发表时间：
2018-06-26
影响因子：
11.1
作者：
Soitu C;Feuerborn A;Tan AN;Walker H;Walsh PA;Castrejón-Pita AA;Cook PR;Walsh EJ
通讯作者：
Walsh EJ
DOI：
10.1126/science.aaw7894
发表时间：
2019-06-07
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Park SE;Georgescu A;Huh D
通讯作者：
Huh D
影响因子：
3.7
作者：
Calver, S. N.;Gaffney, E. A.;Oliver, J. M.
通讯作者：
Oliver, J. M.
DOI：
10.1073/pnas.80.18.5622
发表时间：
1983-01-01
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA-BIOLOGICAL SCIENCES
影响因子：
--
作者：
KEESE, CR;GIAEVER, I
通讯作者：
GIAEVER, I