导读：
近期，一项创新研究首次将聚合物微流控技术与声波微混合技术相结合，通过振荡锐边结构在微通道中实现了流体的高效混合，并成功应用于纳米级脂质体的合成。相关研究以“Integration of acoustic micromixing with cyclic olefin copolymer microfluidics for enhanced lab-on-a-chip applications in nanoscale liposome synthesis”为题目，发表在期刊《Biofabrication》上。
本文要点：
1、本工作首次将聚合物微流控与声波微混合技术相结合，使用环烯烃共聚物（COC）作为材料制造了COC锐边微混合器。
2、采用COC-烃溶剂溶胀的微制造工艺制造了COC锐边微通道，并利用数值模拟确定了最佳几何尺寸。
3、实验测试表明，该COC锐边微混合器可在高达150μl/h的流速下实现有效混合，即使在最高600μl/h的流速下也有一定的混合效果。
4、利用该COC锐边微混合器成功合成了平均尺寸为65nm的纳米级脂质体，证明了其在生物医学和芯片实验室技术中的应用潜力。
全文总结/概括：
在微流控系统中使用环烯烃共聚物（COC）的优势在于：
1、化学稳定性：COC具有优异的化学稳定性，能够抵抗多种化学物质的侵蚀，适合在各种化学和生物实验中使用。
2、光学透明性：COC的高透明度有利于在微流控设备中进行光学检测和分析，便于实时监控流体状态。
3、生物相容性：COC对生物样本具有较低的吸附性，有助于保持生物分子和细胞的活性，适用于生物医学研究。
4、加工便利性：COC材料易于加工，可通过激光切割、热成型等多种技术快速制造微流控通道或其他结构。
5、成本效益：相比于传统的硅或玻璃材料，COC的成本更低，有助于降低微流控系统的生产成本。
6、热塑性：作为热塑性材料，COC可以在加热后重新塑形，便于快速原型制作和设计迭代，加快产品开发周期。
在微流控系统中，声波微混合技术与传统混合技术相比有哪些优势？
1、生物相容性：声波微混合技术是非侵入性的，可以在不改变生物样本性质的情况下进行混合，这对于生物医学应用尤为重要。
2、易于控制：通过调整声波频率和振幅，可以精确控制混合效果，提供更高的灵活性。
3、高效混合：声波可以在微尺度上产生复杂的流动模式，从而在较短的时间内实现更均匀的混合。
4、减少堵塞风险：与传统的机械混合器相比，声波微混合不涉及移动部件，因此减少了微通道堵塞的风险。
5、多功能性：声波不仅可以用于混合，还可以用于粒子操控和流体泵送，增加了系统的多功能性。
图1.微通道中锐边结构产生的声流。在压电换能器的驱动下，锐边会发生振荡，并在尖端产生一对反向旋转的涡流。
图2.基于溶胀的COC锐边微通道制造示意图。
图3.所考虑的锐边微通道的几何尺寸，包括尖端角度（15°）、锐边间距（350µm和700µm）、锐边高度（α）和微通道宽度（β）。
图4.组装好的COC锐边微通道的示意图。
图5.（a）2D锐边微通道计算域的边界条件示意图和（b）所获得的计算网格的示例。
图6.当尖端角度为15°、vin=1500µm/s、频率为5.5kHz、微通道宽度为450µm时，不同锐边高度下的浓度分布。锐边高度：（a）50µm，（b）100µm，以及（c）200µm和（d）300µm。（e）随着锐边高度的增加，在x=3.5mm处沿微通道宽度的归一化浓度曲线。
图7.当尖端角度为15°、vin=1500µm/s、频率为5.5kHz、锐边高度为300µm时，不同微通道宽度下的浓度分布。微通道宽度：（a）450µm，（b）600µm，和（c）800µm。（d）随着微通道宽度的增加，在x=3.5mm处沿微通道宽度的归一化浓度图。
图8.（a）装配好的COC锐边微通道，带有入口和出口以及压电传感器。（b）制造的COC锐边的俯视图。
图9.336.6kHz、40VPP和不同总流速下的混合性能表征。
图10.336.6kHz、40VPP和不同总流速下的声流微混合。
图11.不同放大倍数下合成脂质体的SEM图像。
原文链接：https://doi.org/10.1088/1758-5090/ad5d19
