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(nèi)部穩(wěn)定等特性，在藥物控釋、病毒檢測、顆粒材料合成、催化劑等領(lǐng)域中均有重要應(yīng)用。微流控技術(shù)的發(fā)展為微液滴生成中實(shí)現(xiàn)尺寸規(guī)格、結(jié)構(gòu)形貌和功能特性等的可控設(shè)計(jì)和精確操控提供了全新平臺。那么在實(shí)際生產(chǎn)生活方面微流控液滴有哪些應(yīng)用呢？

材料學(xué)方面

液滴微流控技術(shù)應(yīng)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(yùn)用氣動微泵裝置建立了用于生物標(biāo)志物液滴微流控?zé)晒馄衩庖叻治銎脚_，成功檢測牛奶中牛血管生成素的含量。

右圖為，Ye Tao研發(fā)了一種基于微液滴技術(shù)并結(jié)合空斑試驗(yàn)和實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)的微流控系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對病毒感染性的快速、低成本和高精度定向檢測。

經(jīng)過多年的發(fā)展，基于微尺度流體優(yōu)異的流動操作特性以及微流控系統(tǒng)裝配結(jié)構(gòu)的多樣性，微流控液滴技術(shù)在生命科學(xué)及醫(yī)藥分析領(lǐng)域的研究中也發(fā)揮了巨大的作用。

食品加工方面

左圖為, Okushima等通過包含兩個(gè)連續(xù)T型結(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)內(nèi)/外部液滴的分裂速率實(shí)現(xiàn)對液滴內(nèi)部包含微乳滴數(shù)目的精確調(diào)控。

右圖為, Ren等采用微流控法合成液滴后，在下游添加交聯(lián)劑水溶液使得生物高聚物和交聯(lián)離子在水、油流柱的交界面發(fā)生反應(yīng)實(shí)現(xiàn)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(shù)可獲得微乳滴、固態(tài)脂質(zhì)微顆粒、自組裝體以及包含一個(gè)或多個(gè)內(nèi)核的微膠囊等多種類型的食品結(jié)構(gòu)。

微流控液滴的未來發(fā)展

液滴微流控技術(shù)近年來發(fā)展迅速，為材料學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究提供了一個(gè)有力平臺。然而，液滴微流控技術(shù)目前還存在一些挑戰(zhàn)，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(yīng)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(dǎo)極為缺乏。隨著該領(lǐng)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(yīng)用前景也將變得更加廣闊。

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