微流控专题 | 微流体应用说明——藻酸盐微球生产简介

基于水凝胶的递送系统正被越来越多地应用于各个领域，包括封装、保护以及在制药、保健品、食品工业中释放生物活性物质，还用于细胞/细菌/微生物的培养与植入，以及生物研究中基于细胞的基因操作。

尺寸在 50µm 范围内的高度单分散的藻酸盐微球
——点成Elveflow 团队的实验结果

 

使用藻酸盐微球的优势

由生物聚合物制成的水凝胶微球因其生物相容性以及通常涉及不会改变生物性质的温和制备条件，特别适合用于生物封装。

其中，阴离子多糖藻酸盐微球具有特别的优势，因为它们易于形成或降解，还能提供一个无毒的微环境（促进细胞/微生物生长），并且成本极低。

通常，藻酸盐微凝胶是通过将交联剂外部扩散到分散的水性藻酸盐液滴中或液滴之间，或通过内部释放来实现制备的。

此外，微球的尺寸和形状往往受到严格控制，因为对于许多用途而言，微球必须尺寸均一且形状为球形。

藻酸盐可用于多种应用，例如：

• 抗体封装
• 藻酸盐纤维的生成

藻酸盐微球的批量生产方法

常见的生产藻酸盐微球的方法是将藻酸盐混合物挤入钙溶液中。然而这种方法有很大的局限性，因为生成的微球尺寸非常大（>500微米），非球形形状且重现性很差。

使用微流控技术生产藻酸盐微球

本文将向您展示如何通过微流控液滴生成技术轻松制备高度单分散的藻酸盐微球，具体步骤如下：

首先，我们将制备藻酸盐/EDTA-钙溶液。再使用微流控系统生成该溶液的微液滴。最后，通过pH调节剂（醋酸）将钙化合物释放到液滴中，使其与藻酸盐交联，生成钙-藻酸盐微球。我们已测试了多种实验条件，以获得尺寸在50微米范围内的高度单分散液滴。使用类似的设置，也可以获得其他尺寸的微球。

如果您想了解更多信息，请随时联系我们的专家团队！点成生物

尺寸在 50µm 范围内的高度单分散的藻酸盐微球
——点成Elveflow 团队的实验结果

 藻酸盐微球生产装置清单

	DC-OB1 流量控制器
	2x 流量传感器 DC-MFS2 0/7 µL/minn
	鲁尔锁套件入门包 + 1/32英寸管路 + 1/32英寸套件 + 23G 针头
	2x 15 mL 储液槽

藻酸盐微球生产材料

硬件：

1. DC-OB1 流量控制器，至少有两个通道，压力范围0~2000 mbar
2. 2个流量传感器DC-MFS2，流速范围0~7 µL/min
3. 鲁尔锁套件入门包 + 1/32英寸管 + 1/32英寸套管 + 23G针头
4. 2x 15mL储液槽
5. 微流控芯片（疏水通道）
6. 显微镜（用于观察，可选）
7. 高速相机（用于记录液滴，可选）

化学品：

1. 海藻酸盐（低粘度）
2. 钙-EDTA
3. 醋酸
4. 含有2%表面活性剂的HFE7500油
5. 液滴破碎溶液

藻酸盐微球的分步生产

步骤1：解决方案准备

容器1：藻酸盐和钙-EDTA

混合2%（重量/重量）藻酸盐水溶液，并向混合物中添加0.5M钙-EDTA。

瓶1：醋酸溶液

准备醋酸溶液。根据所需的凝胶化时间，使用最高达2%的醋酸以实现快速凝胶化，若需要较慢的凝胶化则使用低于0.2%的醋酸（但不建议使用低于0.05%的浓度）。

步骤 2：生成藻酸盐/EDTA-钙液滴

• 用于生成尺寸在50微米范围内的高度单分散液滴的微流控装置。
• 

步骤 3：添加醋酸释放 Ca2+ 离子，从而促进藻酸钙的交联和微球的形成

• 加入醋酸溶液，并混合以使醋酸更好地接触到液滴。
• 醋酸将与碳酸钙反应，释放出钙离子。这些钙离子通过与藻酸盐发生交联反应，将生成藻酸钙微球

步骤 4：添加破乳剂以从液滴中释放微球

• 凝胶化完成后，应使用液滴/乳液破乳剂来破碎液滴。
  • 破乳剂将去除液滴中的表面活性剂，从而释放出藻酸盐微球。